在我國，水泥窯低溫余熱發電技術得到了廣泛的應用，無論是工藝技術、設備、土建施工、安裝調試、還是運行均已相當成熟。從目前已投產項目運行情況來看，一些余熱電站發電量超過設計值，余熱資源利用充分;但還有相當一部分水泥窯余熱發電量達不到設計值。制約水泥窯余熱發電量的因素有許多，比如工藝、窯型、燃料、原料、分解爐、預熱器、蓖冷機、風機等。依據設計規，筆者結合運行參數、操作等方面，從運行角度對水泥窯常見的不達標原因進行分析，為余熱發電的達標提供一些調試運行經驗。
1 常見不達標原因
不達標是指水泥窯余熱發電量未達到設計值，此時需分析關鍵運行參數:發電量、鍋爐進出口煙氣溫度、負壓、鍋爐出口蒸汽參數(流量、壓力、溫度)、汽輪機進汽參數等。
發電量的多少不僅與窯本身余熱條件、工藝、設備、燃料有關，同時也與水泥、發電兩專業的配合程度、窯操的操作水平及操作特點有很大關系。
1.1水泥窯實際可利用余熱煙氣量偏低
國內5 000 t/d水泥窯余熱發電窯頭余熱鍋爐( Air Quenching Cooler Boiler，簡稱AQC爐)和窯尾余熱鍋爐(Suspension Preheater Boiler，簡稱SP爐)設計平均煙氣量分別為240 000 Nm'/h和340 000 Nm'/h，實際可利用余熱煙氣量未達到設計參數，具體表現如下。
1. 1. 1 SP爐進口煙氣量偏小
SP爐出口廢氣要用于原料磨烘干用風，其溫度需要滿足生料烘干所需溫度。余熱電站實際運行中，如果鍋爐出口排煙溫度低于設計值或者鍋爐進出口壓差明顯偏小，說明進人鍋爐煙氣量可能過小。
SP爐進口煙氣量未達到設計值的主要原因是鍋爐旁路閥未完全關閉。在運行中，旁路閥可以隨時調節進人原料磨煙氣的溫度，鍋爐旁路閥打開，部分煙氣直接進入水泥窯原工藝系統，將不再經過鍋爐換熱，實際進人鍋爐的煙氣量減少。
旁路閥的開度與原料磨的種類、自然條件及操作水平有關:水泥窯原料磨分為管磨、立磨和輥壓機3類，其中管磨運行所需溫度最高，為230℃以上，立磨需要200一220℃，輥壓機所需溫度最低，大約160一170 ℃;不同地區由于自然條件的不同，導致旁路閥的開度不同，特別是雨季，原料水分含量高，原料磨需要更高的烘干溫度;窯操的操作水平不同。
1.1.2 AQC爐進口煙氣量偏小
窯頭AQC爐出口廢氣在生產中沒有利用，其排出的廢氣經收塵后排放。在余熱鍋爐設計中，其排煙溫度一般為100℃左右，如果鍋爐排煙溫度較低，則說明廢氣量偏小;同時因為AQC爐受熱面不能被充分利用而導致SP爐給水溫度較低，影響AQC爐及SP爐產汽量。
另外，設計鍋爐進出口煙氣壓差為600800 Pa，如果余熱發電中控顯示的鍋爐進出口壓差明顯偏小，表明進人鍋爐煙氣量過小。
1.2水泥窯實際余熱煙氣溫度偏低
5 000 t/d水泥窯余熱發電采用雙壓技術，窯頭AQC爐和窯尾SP爐設計平均煙氣進口溫度分別為380℃和320 `}C，進口溫度過低將導致鍋爐解列。水泥窯余熱發電鍋爐進口煙氣溫度偏低的主要表現如下。
1.2.1進人SP爐煙氣溫度較低
SP爐人口煙溫主要由水泥窯預熱器C1級出口溫度決定，根據水泥工廠設計規范，采用五級預熱器時不應高于320 9C，余熱發電設計SP爐人口煙溫為320℃，實際運行時，有些水泥窯在310℃以下，造成余熱利用溫度偏低。
1.2.2進人AQC爐溫度較低
水泥窯窯頭蓖冷機余風溫度為250一300℃，如圖1所示，余熱發電設計時，從蓖冷機中前部引出管道，抽出380℃左右的廢氣濾去大顆粒粉塵后引至AQC爐，進人AQC爐煙氣溫度較低可能原因如下。
a.取風點位置靠后。余熱發電可利用熱量主要集中在蓖冷機I段、I(段，為了不影響二、三次風的溫度及風量，保證水泥窯正常生產，余熱發電取風口設在蓖冷機二段前部，如果取風口設置過后，可能導致鍋爐人口煙氣溫度偏低。
b.蓖冷機料層厚度不夠。原水泥窯一般要求“薄料快燒”，如果蓖冷機料層厚度不夠，冷卻風穿透料層來不及充分蓄熱升溫，將導致窯頭廢氣溫度較低。
1.3余熱電站設計和安裝存在缺陷
1. 3. 1管道設計缺陷
a.煙氣管道。煙氣管道設計不合理，例如角度不夠將導致管道內部產生積灰，影響通風量，造成鍋爐蒸發量不足。
b.蒸汽管道。蒸汽管道設計不合理將影響疏水、并汽、解列、單線考核等。另外管道內徑太大，蒸汽流速底，將引起蒸汽溫降較大。
1.3.2保溫設計及安裝缺陷
熱量散失是影響余熱電站項目達標的主要因素之一，因此保溫效果也決定著余熱電站系統發電量是否達標。發電量高低主要是由風量和廢氣溫度決定的，在保證風量足夠大、溫度足夠高的情況下，如何保證系統余熱熱量能夠盡可能多地用來發電，取決于保溫措施的好壞。
a.煙氣管道。
余熱發電發展時間較短，早期水泥窯保溫僅考慮了防燙傷及結露要求，標準過低。配套余熱發電后，原有設備及煙道熱量損失較大，另外新增煙氣管道及設備保溫不當，例如閥門未進行保溫等，都影響余熱利用。
煙氣管道及設備的主要保溫部分為:窯尾預熱器C1級出口至SP爐入口管道;高溫風機出口到原料磨進口;蓖冷機抽氣口至AQC爐人口管道;煙氣管道閥門;煙氣管道支座。
b.蒸汽管道。
蒸汽管道、閥門保溫不佳，將導致鍋爐蒸汽出口到汽機進口溫降過大。
1.4水泥窯工藝及設備制約
水泥生產線的超產能力、風機性能裕量以及蓖冷機結構都會影響余熱發電量。
余熱發電系統穩定的前提是水泥工藝系統的穩定，水泥窯的較大波動將迫使余熱鍋爐的解列，余熱電站無法正常發電，更談不上達標。此外，早期投建的一些水泥生產線選用的設備比較陳舊，且未考慮配套余熱發電項目的預留空地。
蓖冷機的窯頭罩、蓖冷機風室、蓖板液壓缸推力、蓖速、鼓風機及蓖床跑偏影響料層厚度控制等因素均會直接影響窯頭AQC爐煙氣量和煙氣溫度。窯頭風機能力不足將導致進人AQC爐煙氣量不足。
2 解決措施
2.1做好前期設計、安裝工作
余熱電站依附于水泥窯，熟悉水泥窯運行特點對于水泥窯與余熱發電系統有機銜接極為重要，是整個余熱電站工藝設計及車間布置的主要依據。
熱工標定是余熱電站參數設計的依據，余熱發電項目遵循“以熱定電”原則，水泥窯可利用余熱量決定余熱電站裝機規模、設備選取及工藝設計。
國內外即使是相同生產規模的水泥窯，由于設計、地域、業主的不同，在工藝流程、設備結構形式、收塵方式、煙氣冷卻方式以及運行水平等方面存在差異。余熱發電需要針對各條水泥窯的特點，選擇最佳工藝系統、參數和設備型號，避免設計和安裝缺陷。
好的保溫防凍措施對于高寒地區尤為重要。設計中需要針對工程自然條件做好保溫設計，對汽包、給水操作平臺、取樣及加藥裝置等增加保溫小室，對儀表及導管采用保溫箱、電伴熱或蒸汽伴熱，同時考慮設備、汽水管道、煙氣管道等部位的保溫設計。后期查找管道閥門等容易疏漏的位置，重新進行保溫或者更換保溫材料。同時對重要點控進行監測控制。
2.2借鑒改造經驗
2.2.1蓖冷機鼓風改造
更換蓖冷機I段蓖下鼓風機:I段蓖下鼓風壓力由10 kPa提高到15 kPa; I段蓖下鼓風風量增大50%;更換蓖下鼓風機為調頻風機，在保證熟料冷卻前提下，調整鼓風量;I段、n段風室全部改造為充氣梁形式。改造液壓缸推力，滿足厚料層運行需要。
2.2.2煤磨取風改造
水泥窯煤磨在窯頭時，將蓖冷機中前部抽取的高溫風和窯頭AQC爐旁路閥前的余風混合作為煤磨用風，可減少煤磨起停對余熱發電的影響，提高系統余熱利用效率，減少系統電耗。
2.2.3循環風改造
在東北地區，冬季進人窯頭鼓風機的空氣溫度達到一20一30℃，如果將鍋爐排放的煙氣混合適量冷風，使其溫度降到20℃后進行循環利用，仍能保證熟料的正常冷卻，將使進人蓖冷機的冷卻風溫度增加50℃左右，從而提高鍋爐進口煙氣溫度。
2.2.4頭排風機改造
增加余熱發電系統后，窯頭頭排風機進口阻力相應增加1 200 Pa左右，造成風機能力不足，因此，對頭排風機的改造有利于增加AQC爐進口煙氣量。
2.3提高窯操水平
操作人員影響余熱發電項目不達標的主要原因在于經驗不足或與余熱電站運行人員缺乏交流合作。水泥生產線增加余熱發電以后，窯操難度有所增加，例如:為了提高AQC爐煙氣溫度而減少蓖冷機的鼓風量，將很難保證熟料的冷卻溫度;為了提高AQC爐的煙氣量而拉大窯頭風機，結果導致煙氣溫度降低，且不能保證蓖冷機的負壓;蓖床下風機壓力、液壓缸推力無法滿足;蓖速難調整，料層厚易壓死蓖床。
因此，應采取相關措施，激勵窯操人員提高認識，盡快積累經驗，在不影響水泥質量、產量的同時，摸索最佳運行方式，盡可能把余熱多送到鍋爐，多發電。操作要求如下:水泥窯喂料量要保持穩定，產量忽大忽小將導致AQC爐無法運行，一般而言，熟料產量越高，發電量也越高;探測進原料磨的最低風溫，窯尾SP爐的旁路閥盡量全部關閉，使窯尾煙氣余熱能得到充分利用;求得蓖冷機最佳料層厚度及鼓風量，按照配套余熱發電后的窯頭操作要求進行窯頭操作;控制進煤磨的最低溫度和風量，確保多發電;為保證系統設備的安全運行，操作上盡量避免大幅調整，保證廢氣溫度穩定;加強窯操和余熱發電運行人員的溝通配合，盡可能把余熱調到余熱發電，在水泥和發電兩個系統都穩定的前提下，逐步提高發電量。
3 結語
余熱發電是最大限度利用水泥窯的余熱，在不影響熟料熱耗及水泥窯正常生產的前提下，遵循以熱定電。
a.余熱發電系統依附于主線，余熱發電任何情況下決不能影響主線生產。
b.不能以增加熱耗來提高發電量。
C.應遵循以熱定電的原則。
d.相同熟料熱耗的前提下，發電量多少取決于窯操，建議在不影響主線生產前提下，窯操盡可能把余熱調送到余熱電站系統用來發電。
e.提高余熱電站相對窯的運轉率，使水泥線排放的余熱同步轉化為電能。
總之，余熱發電工程要建設好，更要操作運行好，要按期順利達標達產，需多方共同努力。要立足現實，借鑒經驗，對關鍵參數進行調試，使發電量盡快達標。
