自2006年起，國(guó)家發(fā)改委要求，新建新型干法水泥生產(chǎn)線同時(shí)配套建設(shè)余熱發(fā)電。截止2010年，預(yù)計(jì)約有近700條生產(chǎn)線上配備了余熱發(fā)電項(xiàng)目，超過(guò)總新型干法水泥生產(chǎn)線數(shù)量的50%。水泥余熱發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用和推廣也已經(jīng)成為水泥行業(yè)落實(shí)國(guó)家節(jié)能減排政策的重要著力。隨著運(yùn)行時(shí)間的推進(jìn)，水泥窯純低溫余熱發(fā)電技術(shù)也暴露出一些問(wèn)題。經(jīng)過(guò)幾年時(shí)間的運(yùn)行，一部分余熱發(fā)電機(jī)組已經(jīng)開(kāi)始出現(xiàn)了運(yùn)行故障、發(fā)電效率降低等問(wèn)題，面臨大批量的項(xiàng)目維修、技術(shù)改進(jìn)工作。高溫?zé)煔忾y門(mén)作為連接熟料線與余熱發(fā)電的紐帶，關(guān)系到熟料線與余熱發(fā)電的正常運(yùn)行，同樣也出現(xiàn)了不少問(wèn)題。下面針對(duì)的運(yùn)行中高溫?zé)煔忾y門(mén)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析探討，有助于今后新建余熱發(fā)電在設(shè)計(jì)和設(shè)備采購(gòu)中加以借鑒和注意。

　　1、AQC 鍋爐進(jìn)口閥門(mén)閥板嚴(yán)重磨損

　　AQC 鍋爐進(jìn)口閥門(mén)閥板出現(xiàn)嚴(yán)重磨損后，往AQC鍋爐煙氣量增大，引起蒸發(fā)量增加，影響鍋爐的正常運(yùn)行，篦輪機(jī)出風(fēng)口搶風(fēng)，影響水泥線二次風(fēng)、三次風(fēng)調(diào)節(jié)，嚴(yán)重影響了熟料線的正常生產(chǎn)。由于生產(chǎn)線出現(xiàn)不正常的情況，導(dǎo)致入沉降室溫度超過(guò)600℃以上，有時(shí)甚至超過(guò)800℃以上，且要把沉降室溫度降下來(lái)基本上要2個(gè)小時(shí)左右，嚴(yán)重會(huì)造成沉降室管道的耐火混凝土燒脫，鍋爐進(jìn)口溫度過(guò)高，容易引起鍋爐燒壞隱患。

　　AQC 鍋爐進(jìn)口閥門(mén)一般設(shè)置在篦冷機(jī)中部靠前，此地方溫度不正常的時(shí)候都超過(guò)600℃，甚至超過(guò)800℃。水泥窯運(yùn)行經(jīng)常要根據(jù)三次風(fēng)溫度或熟料產(chǎn)量，來(lái)調(diào)節(jié)燃煤、調(diào)整篦床的走料厚度，在操作過(guò)程中極易出現(xiàn)料層太薄、使料層阻力變小、冷卻風(fēng)量增加、出現(xiàn)飛砂現(xiàn)象，由于飛砂都是熟料顆粒和粉塵，顆粒的具有溫度高、硬度高，煙氣直接沖刷在閥門(mén)閥板上，同時(shí)碳鋼閥板或不銹鋼閥板，在高溫情況下，其機(jī)械強(qiáng)度下降一半以上，（426℃是碳鋼閥板的機(jī)械強(qiáng)度和其它機(jī)械性能下降一半），閥板出現(xiàn)變形磨損。

　　目前AQC 鍋爐進(jìn)口閥門(mén)一般均為電動(dòng)百葉閥，各個(gè)設(shè)計(jì)單位所提的參數(shù)各有不同。最通常設(shè)計(jì)其一取風(fēng)口溫度600℃，閥體材質(zhì)20G內(nèi)部采用硅酸鈣板和澆注料做內(nèi)保溫，閥板材質(zhì)1Cr18Ni9Ti，當(dāng)溫度高于650℃，閥板材質(zhì)采用0Cr25Ni20，雙面采用焊2Cr13龜夾網(wǎng)加耐高溫耐磨澆注料；其二，取風(fēng)口溫度450℃，短時(shí)最高650℃，閥體材質(zhì),16Mn，閥板材質(zhì)1Cr18Ni9Ti；其三，取風(fēng)口溫度450℃，閥體材質(zhì),16Mn，閥板材質(zhì)16Mn。第一種做法我們?cè)谀硹l余熱發(fā)電上使用了三年多時(shí)間，到目前還沒(méi)有出現(xiàn)磨損，使用壽命比較長(zhǎng)。為了保證澆注料與龜甲網(wǎng)結(jié)合，制作時(shí)在澆注時(shí)在龜甲網(wǎng)上經(jīng)過(guò)處理，達(dá)到吸收兩種材料不同膨脹系數(shù)所產(chǎn)生的應(yīng)力。第二種做法據(jù)了解某閥門(mén)廠配套在安徽某條線上使用不到半年閥板和閥軸就磨損完了。篦冷機(jī)到沉降室管道閥前有120mm到150mm的內(nèi)保溫，閥后有25mm的龜甲網(wǎng)襯澆注料，此時(shí)閥體不襯澆注料，煙氣經(jīng)過(guò)閥體凹面，會(huì)產(chǎn)生紊流，產(chǎn)生更大的磨損。第三種做法一般是在取氣口溫度比較低的情況下采用該材料配置，不會(huì)因?yàn)楦邷亻y板變形降低機(jī)械性能，但也因煙氣含有的熟料顆粒，不到一年也就出現(xiàn)較大的磨損。除了采用第一種做法以外百分之八十的線都出現(xiàn)過(guò)閥板嚴(yán)重磨損的問(wèn)題。

　　2、沉降室摻冷風(fēng)閥開(kāi)啟時(shí)間和泄漏

　　電站運(yùn)行時(shí)，由于水泥窯出熟料量有一定的波動(dòng)量，導(dǎo)致窯頭AQC爐進(jìn)口廢氣溫度波動(dòng)很大，產(chǎn)生的蒸汽壓力、溫度變化也很大，造成汽輪機(jī)汽缸膨脹不均勻，會(huì)引起汽機(jī)振動(dòng)，特別在三次風(fēng)管塌料時(shí)冷卻機(jī)風(fēng)溫急升時(shí)，采用窯頭冷風(fēng)閥進(jìn)行摻冷風(fēng)，降低廢氣溫度，能起到明顯降低AQC蒸汽溫度的效果，從而穩(wěn)定了汽機(jī)汽缸膨脹量在允許范圍內(nèi)，不會(huì)引起汽機(jī)振動(dòng)。在調(diào)節(jié)AQC入口閥門(mén)開(kāi)度的同時(shí)，摻冷風(fēng)閥也是降低進(jìn)AQC鍋爐煙氣溫度的一個(gè)有效途徑，因此該閥的開(kāi)啟時(shí)間長(zhǎng)短就顯得特別重要，可選型時(shí)往往忽視了閥門(mén)的全行程的時(shí)間，如果沉降室溫度超過(guò)設(shè)計(jì)范圍時(shí)閥板開(kāi)啟時(shí)間長(zhǎng)，不能迅速的往沉降室加冷風(fēng)降低煙氣溫度，給鍋爐造成隱患。同時(shí)閥門(mén)的嚴(yán)密性也會(huì)影響煙氣的溫度。如果閥板的間隙大，沉降室壓力與外界常溫空氣壓力不一致,就必然存在漏風(fēng)。一種是熱煙氣漏出系統(tǒng)，一種是常溫空氣順著間隙進(jìn)入。這兩種漏風(fēng)都會(huì)降低余熱回收效率,由于沉降室煙溫度遠(yuǎn)高于常溫空氣溫度,所以常溫空氣通過(guò)閥板間隙進(jìn)入，降低煙氣溫度。因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該著重考慮電動(dòng)執(zhí)行器的功率和轉(zhuǎn)速，縮短閥門(mén)的全行程時(shí)間，以及閥門(mén)密封性能。

　　3、窯頭旁路閥門(mén)磨損泄漏

　　窯頭旁路閥往往沒(méi)有受到足夠重視，它是造成窯頭鍋爐出力不足的一個(gè)重要因素。運(yùn)行中旁路風(fēng)門(mén)開(kāi)度太小，造成鍋爐煙氣溫度降低；同樣蓖冷機(jī)旁路風(fēng)門(mén)開(kāi)度大，會(huì)造成窯頭鍋爐的風(fēng)量小，可見(jiàn)此閥的重要性。

　　篦冷機(jī)余風(fēng)風(fēng)量變化大，篦冷機(jī)的余風(fēng)量隨進(jìn)入篦冷機(jī)內(nèi)熟料量的增加而增大，尤其是當(dāng)窯內(nèi)出現(xiàn)結(jié)圈、窯中生料大量堆積的惡劣工況時(shí)，一旦窯圈崩塌使窯內(nèi)黃料在極短時(shí)間內(nèi)進(jìn)人篦冷機(jī)，導(dǎo)致余風(fēng)量增大到正常佘風(fēng)量的1．5倍；溫度變化大，正常情況下，出篦冷機(jī)余風(fēng)溫度約為200～250℃左右，隨著篦冷機(jī)內(nèi)熟料量的增加余風(fēng)溫度相應(yīng)增高，一旦窯內(nèi)出現(xiàn)上述惡劣工況，余風(fēng)溫度就可能會(huì)高達(dá)400℃以上；含塵濃度變化大。正常情況下，出篦冷機(jī)佘風(fēng)含塵濃度為2～30 g／Nm。左右，含塵濃度隨篦冷機(jī)內(nèi)細(xì)粉料的多少作相應(yīng)的波動(dòng)，一旦窯內(nèi)出現(xiàn)上述惡劣工況，余風(fēng)含塵濃度可能會(huì)增加到50 g／Nm。以上。由于篦冷機(jī)余風(fēng)的特點(diǎn)決定窯頭旁路閥要做頻繁的調(diào)節(jié)，因此必須保證該閥門(mén)調(diào)節(jié)的可靠性。

　　由于篦冷機(jī)余風(fēng)具有溫度變化大含塵濃度高，閥板容易出現(xiàn)嚴(yán)重磨損。閥門(mén)處于不是全開(kāi)與全關(guān)狀態(tài)，對(duì)閥板磨損比較厲害，而且具有一定的腐蝕性，閥板受到?jīng)_刷產(chǎn)生嚴(yán)重磨損，泄漏率增大，發(fā)現(xiàn)幾條線出現(xiàn)閥板脫落，造成系統(tǒng)漏風(fēng)嚴(yán)重。因此我們建議把閥板做防磨處理，閥板雙面焊龜甲網(wǎng)襯耐磨澆注料，確保閥門(mén)的正常運(yùn)行。

　　4、SP旁路閥漏風(fēng)

　　鍋爐旁路閥設(shè)置在高溫風(fēng)機(jī)與預(yù)熱器之間，一般使用溫度為330℃~450℃，該煙氣使用溫度波動(dòng)較小，煙氣含塵濃度在60~120g/Nm3左右，含塵量大，粒徑小，平均粉塵粒徑1～30μm，容易積灰，造成閥門(mén)打不開(kāi)或關(guān)不上的問(wèn)題，因此把該閥設(shè)計(jì)為傾斜式的結(jié)構(gòu)。要求閥軸能長(zhǎng)期使用不能生銹，閥體閥板在該使用溫度情況下有足夠的機(jī)械性能。該閥一般情況下該閥是在關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)SP鍋爐檢修時(shí)，才把閥門(mén)開(kāi)啟，因此它的主要性能是切斷性能，關(guān)閉時(shí)的密封性能好，漏風(fēng)對(duì)發(fā)電量影響很大，據(jù)有關(guān)專家測(cè)算每多漏風(fēng)1%，發(fā)電量下降0.6%，因此必須嚴(yán)格控制，設(shè)計(jì)要求該閥漏風(fēng)率越小越好。

　　SP爐閥門(mén)雖然磨損小和溫度比較穩(wěn)定，但SP爐的啟停和入爐煙氣量的調(diào)節(jié)涉及到窯系統(tǒng)工況的波動(dòng)和窯尾高溫風(fēng)機(jī)電流的波動(dòng)。SP爐啟停操作和風(fēng)量調(diào)節(jié)時(shí)，原則上只要保持C1出口負(fù)壓和溫度不變，就不會(huì)影響窯系統(tǒng)的穩(wěn)定。實(shí)現(xiàn)這一原則的重要手段是SP爐進(jìn)出口擋板、旁路擋板及窯尾高溫風(fēng)機(jī)液力偶合器三者的協(xié)調(diào)操作。因此，SP爐閥門(mén)要確保閥體閥板在該使用溫度情況下有足夠的機(jī)械性能，加大閥體和閥板的厚度，葉片之間采用密封條搭接，以降低閥門(mén)的泄漏率。

　　水泥生產(chǎn)和余熱利用發(fā)電是一個(gè)統(tǒng)一的生產(chǎn)整體，每個(gè)設(shè)備只是這一整體的一個(gè)細(xì)節(jié)，做到各個(gè)設(shè)備相互之間最佳配合，保證煙氣閥門(mén)的良好質(zhì)量，保證水泥生產(chǎn)線、余熱利用系統(tǒng)全面、可靠、合理的運(yùn)行，使水泥生產(chǎn)系統(tǒng)與余熱發(fā)電系統(tǒng)達(dá)到工藝上相互配合設(shè)備投資，節(jié)約能源，發(fā)揮最大的經(jīng)濟(jì)效益。

　　參考文獻(xiàn)：

　　1、《水泥窯余熱電站投入運(yùn)行后電站及水泥窯生產(chǎn)過(guò)程中容易產(chǎn)生的問(wèn)題及解決方法》    董壽連

　　2、《余熱發(fā)電系統(tǒng)閥門(mén)選型及安裝》   彭巖  郝景周  陳秀林  陳金環(huán)