冷端智能運(yùn)維系統(tǒng)：水泥余熱發(fā)電增效的新階梯

為尋覓可持續(xù)發(fā)展的未來，中國水泥行業(yè)從曾經(jīng)的重污染工業(yè)不斷摸索，優(yōu)勝劣汰，脫胎換骨，一步步邁向了節(jié)能環(huán)保的發(fā)展道路。余熱發(fā)電技術(shù)則是水泥行業(yè)面向綠色發(fā)展道路上歷史性的一步。十余年來，中國水泥窯余熱利用技術(shù)經(jīng)過飛速發(fā)展，如今已非常成熟，位列國際先進(jìn)水平，但水泥企業(yè)對于新科技的探索和管理的精準(zhǔn)是永無止境的，即使技術(shù)成熟，其中仍有些許不足需要去完善。

水泥余熱發(fā)電技術(shù)是利用水泥生產(chǎn)過程中窯頭窯尾排放的廢氣余熱進(jìn)行回收利用，通過余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽帶動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電的技術(shù)，其主要分為幾大系統(tǒng)。一是余熱鍋爐鍋爐，作用是利用廢氣余熱生產(chǎn)蒸汽；二是汽輪機(jī)，由余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。三是發(fā)電機(jī)，即在汽輪機(jī)的驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生電力。

目前而言，保持汽輪機(jī)系統(tǒng)的循環(huán)冷卻系統(tǒng)的高效運(yùn)行是余熱發(fā)電技術(shù)的一大難點(diǎn)。循環(huán)冷卻系統(tǒng)的作用是冷卻凝汽器內(nèi)的蒸汽乏汽，保持汽輪機(jī)的真空度。一般而言，在設(shè)計(jì)的范圍值內(nèi)，汽輪機(jī)的真空度則越高，整個(gè)機(jī)組的運(yùn)行效率也就越高。保持汽輪機(jī)維持在較好的真空度上是水泥余熱發(fā)電，甚至于所有電廠運(yùn)行管理中非常重要的環(huán)節(jié)。

但是，水泥低溫余熱發(fā)電在水泥廠中屬于輔助車間，相較而言基礎(chǔ)環(huán)境較為惡劣，比如循環(huán)水質(zhì)硬度高，水泥灰塵進(jìn)入水中導(dǎo)致大量的硅酸鹽反應(yīng)物粘附在凝汽器管換熱管壁上等。除此之外，由于大量的水泥余熱發(fā)電系統(tǒng)為水泥生產(chǎn)線建成后新建的設(shè)施，存在著一些先天運(yùn)行條件不足的情況，運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)凝汽器換熱效率不足，真空嚴(yán)密性較差，冷卻塔換熱效率不達(dá)標(biāo)等問題，都對水泥窯余熱發(fā)電系統(tǒng)的高效運(yùn)行帶來了副面的影響。

針對水泥行業(yè)余熱發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行過程中容易出現(xiàn)的問題，重慶環(huán)際低碳節(jié)能技術(shù)開發(fā)有限公司專門開發(fā)出冷端智能運(yùn)維系統(tǒng)，取得了良好的應(yīng)用效果。

據(jù)了解，冷端智能運(yùn)維系統(tǒng)（簡稱CIMS）目前只運(yùn)用于水泥行業(yè)余熱發(fā)電方面。一般而言，CIMS系統(tǒng)能為余熱發(fā)電系統(tǒng)增效5%~10%。以一臺(tái)9MW余熱發(fā)電機(jī)組為例，運(yùn)用此系統(tǒng)，在同等條件下，每噸熟料發(fā)電量增加2~4度電，一年可以多發(fā)600萬度電，相當(dāng)于300萬元的經(jīng)濟(jì)效益。

冷端智能運(yùn)維系統(tǒng)的核心概念是圍繞設(shè)備及系統(tǒng)的運(yùn)行管理推出一整套系統(tǒng)解決方案。例如，當(dāng)此系統(tǒng)檢測發(fā)現(xiàn)了凝汽器換熱效率不足時(shí)，就要及時(shí)給凝汽器加入新裝置來強(qiáng)化換熱效率，并提高水量；當(dāng)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)檢測發(fā)現(xiàn)真空系統(tǒng)運(yùn)行不利時(shí)，就會(huì)調(diào)整相應(yīng)的真空系統(tǒng)工作方式，使之達(dá)到相應(yīng)的要求；當(dāng)發(fā)現(xiàn)由于循環(huán)水質(zhì)惡劣超過國家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)改變循環(huán)水的加藥配方及加藥量，并調(diào)整循環(huán)水補(bǔ)水及排污的運(yùn)行方式；當(dāng)氣溫降低時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)循環(huán)水水量以節(jié)省運(yùn)行電耗指標(biāo)等。該系統(tǒng)包括了改造、監(jiān)測與運(yùn)行等所有的環(huán)節(jié)。從原因入手，進(jìn)行專業(yè)的評估，改造相應(yīng)的設(shè)備，并維持良好的運(yùn)行狀態(tài)，給客戶提供全面的解決方案，徹底解決冷端系統(tǒng)效率低下造成的機(jī)組運(yùn)行效率不佳的問題。

目前，CIMS已經(jīng)創(chuàng)造了數(shù)起成功案例。獲得了非常顯著的效益，成功增加余熱發(fā)電量5%以上。若技術(shù)持續(xù)進(jìn)行開發(fā)，系統(tǒng)運(yùn)用，增效發(fā)電量至10%也可以輕松達(dá)成。

水泥余熱發(fā)電技術(shù)發(fā)展至今，鍋爐傳熱技術(shù)和汽輪機(jī)研發(fā)技術(shù)已經(jīng)非常成熟，進(jìn)一步的提高的空間較小且成本較高，而目前冷門端系統(tǒng)的優(yōu)化和改善確能以相對較小的成本帶來巨大的收益。經(jīng)過官方考核和數(shù)據(jù)篩查，國內(nèi)三分之二的水泥企業(yè)余熱發(fā)電系統(tǒng)存在應(yīng)用CIMS系統(tǒng)的空間。

然而，目前對于大部分水泥廠來說缺少足夠的人力專門進(jìn)行余熱發(fā)電冷端系統(tǒng)系統(tǒng)系統(tǒng)評估及優(yōu)化，致使很多水泥廠忽視了余熱發(fā)電系統(tǒng)可能存在的巨大的提高空間，所以CIMS系統(tǒng)的推廣運(yùn)用是尤為重要的，是國內(nèi)水泥余熱發(fā)電效率發(fā)展的革新階梯。