實用文庫匯編之玻璃窯爐煙氣余熱發(fā)電

1、作者:角狂風*作品編號：創(chuàng)作日期：2020年12月20a實用文庫匯編之玻璃窯爐煙氣余熱回收發(fā)電一、公司介紹海薪黃節(jié)能環(huán)保設備有限公司成立于2009年，是在上海薪黃節(jié) 能設備有限公司（2004年）無法滿足市場需求的基礎上成立的，是國 內(nèi)較早開展余熱回收的廠家之一，2010年被選為上海市節(jié)能協(xié)會服務 產(chǎn)業(yè)委員會委員，并于2011年獲批國家第三批節(jié)能服務公司。通過近 兒年的發(fā)展，經(jīng)我公司成功改造的鍋爐、工業(yè)窯爐已有1000多臺，公 司在鍋爐及丄業(yè)窯爐的余熱回收利用及節(jié)能改造、紡織印染定型機的 余熱回收利用及節(jié)能改造、廢氣凈化處理等領域處于國內(nèi)先進水平。公司坐落在璀璨的東方明珠上海浦東新區(qū)，公司現(xiàn)有鍋

2、爐節(jié)能高 級專家10名，產(chǎn)品研發(fā)工程師人員30多名，公司擁有國內(nèi)先進生產(chǎn)、 檢測設備，擁有專業(yè)的運輸、安裝、售后服務隊伍。公司是集鍋爐余 熱回收、環(huán)保設備研發(fā)、設計、制造、配套、安裝、調(diào)試及售后服務 于一體的多元化高科技環(huán)保企業(yè)。多年來，公司自主研發(fā)的波形給煤節(jié)能裝置（國家專利號：ZL 3120.9）, 熱管余熱蒸汽發(fā)生器（國家專利號：ZL7839.9）在紡織印染、石油化工、 金屬冶煉等行業(yè)廣泛運用，尤其在鍋爐、玻璃窯爐、陶瓷窯爐、焦化 爐、礦熱爐、石灰窯爐、水泥窯爐.燒結爐、退火爐、定型機等高能 耗領域，為用戶創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟效益。山我公司承擔的上海重型機 械廠.上海華峰集團、上海五四助劑廠

3、的鍋爐余熱回收節(jié)能改造項U 被列入2009年上海市重點節(jié)能技術改造項口匯編九另外公司在流 化床鍋爐改造、冷凝水回收、余熱發(fā)電、鍋爐富氧燃燒改造、煙氣脫 硫脫硝、除塵工程等方面也處于國內(nèi)領先水平。公司以“服務于企業(yè)，貢獻于社會”為宗旨，長期致力于“電力、冶煉化 工、紡織印染、造紙食品、電子電器、農(nóng)業(yè)等行業(yè)的節(jié)能降耗、鍋 爐余熱回收、定型機余熱回收、廢氣凈化、烘干干燥等工業(yè).農(nóng)業(yè)領 域的集成化治理工作，并全面開展合同能源管理（EMC）項U的節(jié)能 改造工程。薪黃人不斷加大技術創(chuàng)新投入，始終釆用國內(nèi)領先的生產(chǎn)設備、生產(chǎn) 工藝和科學管理方法，一如既往的以優(yōu)質產(chǎn)品服務廣大客戶。在發(fā)展 的道路上，我們始終奉

4、行“一切為了節(jié)能、一切為了客戶汀的宗旨，為 客戶提供節(jié)能產(chǎn)品、節(jié)能診斷改造.節(jié)能規(guī)劃與設計服務及合同能源 管理項服務，以實現(xiàn)企業(yè)節(jié)能增效、互惠互利、共獲雙贏的標， 與新老朋友攜手共創(chuàng)輝煌的明天！二.玻璃煙氣余熱利用的現(xiàn)狀及發(fā)電潛力我國的平板玻璃工業(yè)從自主開發(fā)成功第一條浮法玻璃生產(chǎn)線至 今，已有30余年的發(fā)展歷史，到2006年底，我國投產(chǎn)的浮法玻璃生 產(chǎn)線160余條，產(chǎn)量已達到4. 54億重箱，占全球產(chǎn)量的40%以上。我國在浮法玻璃生產(chǎn)線數(shù)量快速增長的同時，其生產(chǎn)線的規(guī)模和 技術水平也在發(fā)展，生產(chǎn)規(guī)模從第一條線的90t / d發(fā)展到現(xiàn)在最大 的 900t / doH前，采用“洛陽浮法”技術的我國

5、浮法玻璃生產(chǎn)線130余條。 與國際先進水平相比，我國浮法玻璃生產(chǎn)線主要存在能耗高、熔窯能 源利用率低和產(chǎn)品質量差等問題。進：#嗽述空弓狗理彼5C%& 紜.嚴-十番解 二/ 9M 塌遅熱% 砂歸冗財云誠瑪魁楓J5-10%畑氣吾手熱鋪走熱35-5% / 小滬及° 蓄熱誌熱M§!UA 5巧蔦2C-25%圖1 玻璃窯熱平衡圖我國浮法玻璃的能耗為83006900kJ / kg,而發(fā)達國家水平為72605300 kj/kgo我國浮法玻璃的能耗差別：見表1熔化雖t/d300500600700900能耗kj/kg82006900670063005800同比能耗弔1008481747

6、0以一座典型的500t / d浮法玻璃熔窯為例，其能源的消耗分別為: 見表2o序號項目單位數(shù)值百分比（%）備注1日耗汕t/d842能耗kj/h14.4X1076900kJ/kg玻璃液1)熔制和加熱玻璃液kj/h5.8X10，402)熔制的加玻璃液kJ. h3.7X10262800kJ/kg玻璃液3)煙氣余熱kJ. h4.9X103476000Nm7h. 45(TC注：1)是熔化玻璃必須消耗的熱量，含硅酸鹽反應熱和將玻璃液 加熱到理論熔化溫度所消耗的熱量。2) 是窯體散熱、孔口溢流、冷卻水和風等的帶走熱量，LT前窯體 保溫等已做的很好，此項所占能耗白分比的減少主要要通過增加生產(chǎn) 規(guī)模來實現(xiàn)。3)

7、 是煙氣離開蓄熱室時帶出的熱量，此部分的熱量較大，且未被 很好的利用，是玻璃熔窯余熱利用的主體。1浮法玻璃熔窯節(jié)能途徑玻璃熔窯節(jié)能主要可做以下兒方面的工作：(1) 加強保溫和窯體密封，減少表面散熱等。(2) 采用全氧燃燒或富氧燃燒的方法，通過減少對燃燒無助的氮 氣進入窯內(nèi)，以減少離開玻璃熔窯煙氣量和煙氣余熱量。(3) 加強對離開玻璃熔窯的煙氣所帶熱量的回收和利用。(4) 釆用大噸位玻璃熔窯，提高熔化率。其中煙氣熱量回收的潛力巨大。2浮法玻璃煙氣所帶熱量的利用現(xiàn)狀我國玻璃工業(yè)LI前利用煙氣的余熱，主要是利用余熱來產(chǎn)生蒸汽, 用于日常的生產(chǎn)和生活，其中生產(chǎn)主要用于重油的加熱，但使用的蒸 汽量并不大

8、，而對使用天然氣為燃料的玻璃主產(chǎn)線，其生產(chǎn)中兒乎可 以不用蒸汽，因此煙氣的余熱并不能被充分的利用。以500t / d浮法 玻璃生產(chǎn)線為例，煙氣余熱4.9X107kJ/h,通常情況下余熱鍋爐的 熱交換利用率4550%,相當于可產(chǎn)蒸汽89t/h(0. 6MP),而一條 500t / d浮法線，重油加熱的用量僅需蒸汽12t/h(0. 6MP),余量 很大，因此在我國除北方寒冷地區(qū)的玻璃線有在取暖季節(jié)煙氣全通過 余熱鍋爐外，其余煙氣都是不同程度的直接排放，煙氣中的熱能未能 被有效的利用。3浮法玻璃煙氣余熱發(fā)電利用玻璃熔窯廢氣余熱發(fā)電是一項資源綜合利用項U，在對廢氣 余熱進行綜合利用的同時，不僅可以大大

9、提高全廠的能源利用率，而 且還降低了單位玻璃生產(chǎn)成本的電耗和能耗，減少大氣污染物的排放，減少溫室效應。余熱發(fā)電系統(tǒng)就其本質而言與火力發(fā)電系統(tǒng)相同，主要工作原理 為：利用余熱鍋爐回收廢氣余熱中的熱能，將鍋爐給水加熱生產(chǎn)出過 熱蒸汽，然后過熱蒸汽送到汽輪機內(nèi)膨脹做功，將熱能轉換成機械能, 進而帶動發(fā)電機發(fā)電。余熱發(fā)電系統(tǒng)與火力發(fā)電系統(tǒng)的主要差距就是熱源不同，熱源不 可控，熱源參數(shù)受主工藝的影響較大。目前已有的廢氣余熱發(fā)電技術主要有，按形式分：純余熱發(fā)電技術（高溫余熱發(fā)電、中低溫余熱發(fā)電）。帶補燃的余 熱發(fā)電技術。按熱力系統(tǒng)分：單壓余熱發(fā)電系統(tǒng)，見圖2。多壓余熱發(fā)電系統(tǒng)，如雙壓、三壓、 蒸汽/熱水閃

10、蒸復合發(fā)電系統(tǒng)。單壓低參數(shù)回熱余熱發(fā)電系統(tǒng)流程2為發(fā)電系統(tǒng)流程圖圖廢氣余想薫發(fā)a利用玻璃熔窯煙氣余熱發(fā)電，山于玻璃生產(chǎn)的特點和要求，余熱 發(fā)電系統(tǒng)運行時，必須要考慮下列因素：(1) 保證排煙通暢，保證玻璃熔窯的安全運行；(2) 保證窯內(nèi)圧力的平穩(wěn)，操作對窯壓的影響要保持在土0. 5Pa范 圍內(nèi)波動；(3) 要適應玻璃窯頻繁換向的工作特點；(4) 需充分認識到玻璃行業(yè)中溫廢氣余熱資源屬于中溫余熱、廢 氣流量較少，廢氣余熱的參數(shù)(溫度、流量、壓力)具有一定的波動性:(5) 我國90%左右的玻璃企業(yè)燃用重油，重油平均含硫率在0.5 3%,其燃燒產(chǎn)物含有大量的腐蝕性(酸性)氣體和黏結性較強的油灰。 4

11、余熱發(fā)電電站構成余熱發(fā)電站主要由下列部分組成：(1) 熱力系統(tǒng)：余熱鍋爐、汽輪發(fā)電機組、凝汽器、減溫減壓裝 置、汽輪機旁路系統(tǒng)、回熱旁路系統(tǒng)、給水加熱裝置、給水泵、閥門、 管道等。熱力系統(tǒng)中的余熱鍋爐和汽輪機是發(fā)電的關鍵設備。發(fā)電余熱鍋爐不同于玻璃廠現(xiàn)用熱管式余熱鍋爐，均選用電站水 管鍋爐，其具有熱效率高、密封性好、可在線清灰以保證長期連續(xù)運 行等特點。它主要由省煤器、蒸發(fā)器、過熱器和水包等組成，其可以 將蒸汽加熱到僅比余熱鍋爐進煙溫度低2030°C,排煙溫度則受酸露 點溫度的限制，為防止鍋爐中與煙氣接觸的部位被煙氣中冷凝下來的 硫酸侵蝕，排煙溫度必須要高出酸露點溫度30°

12、C左右。每座玻璃熔窯 設一臺余熱鍋爐，為安全可幕起見，每臺鍋爐配2臺引風機，一用一 備，釆用變頻控制。山于玻璃熔窯的煙氣量和煙氣溫度再換火周期內(nèi)是有變化的，特 別是溫度的變化，導致余熱鍋產(chǎn)蒸汽量的波動，使余熱發(fā)電的汽輪機 多處于非設訃工況運行，需釆用先進的變工況設訃，實現(xiàn)在非設汁工 況下仍有較高的內(nèi)效率，從而保證實際發(fā)電量。(2) 煙道系統(tǒng)：主煙道、旁路煙道、煙道閘板等。煙道系統(tǒng)的設 計要考慮玻璃熔窯的生產(chǎn)特點，一是鍋爐和發(fā)電系統(tǒng)可以停下來檢 修，但必須要保證窯內(nèi)煙氣正常排出；二是余熱鍋爐和引風機運行/ 停止或切換期間不能對玻璃熔窯的窯壓控制產(chǎn)生大的波動。圖3為一個余熱發(fā)電和煙氣脫硫在一個系統(tǒng)

13、內(nèi)的煙氣流程圖。3該流程圖考慮了煙氣從窯內(nèi)排出時的各種不利影響。(3) 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)：循環(huán)水泵、冷卻塔、循環(huán)水池等。由于蒸汽在汽輪機內(nèi)做完功后，必須要使其冷凝下來，再回到鍋 爐，因此汽輪機的凝汽器需要配一個循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，該系統(tǒng)與浮法 玻璃生產(chǎn)線的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)相似，每小時的循環(huán)水量與蒸汽量直接 有關，一座3000KW的余熱發(fā)電站，其循環(huán)水量要達到lOOOt/ho(4) 化學水系統(tǒng)：化學水處理裝置、除氧裝置、補水泵等。(5) 電氣系統(tǒng)：高壓系統(tǒng)、低壓系統(tǒng)、直流電系統(tǒng)、同期裝置、保 護裝置等。(6)控制系統(tǒng):DCS系統(tǒng)。5玻璃熔窯余熱發(fā)電的效益，見表3參數(shù)訊位數(shù)值備注煙氣雖NmA h76000

14、煙氣溫度C450煙氣熱焰kj/h4.9X10：644kJ/Nm3余熱鍋爐回收熱雖kj/h3.2X10：排煙 fit 160 *C熱回收率:o61鍋爐效率97%產(chǎn)蒸汽量t/h10.81. 6MPa. 420*C小時發(fā)電址kwh1900年發(fā)電雖kwh/a1. 37X107200h. a年浄發(fā)電址kwh/a1.09X10：-1.26X10：自用電8%20%單位發(fā)電成木元/kwhW0 20年節(jié)標準煤t420048500. 401kg/kwh年C0減排雖t1150013300以500t / d浮法玻璃生產(chǎn)線為例，煙氣余熱為4. 9X107kJ/h（煙 氣參數(shù)為：7600003/h, 450°C）,可發(fā)電量約為1900kwho可達全線 生產(chǎn)用電的60%左右。LI前我國有浮法線160余條，年消耗能源約820萬噸標煤，如都 釆用余熱發(fā)電，約相當于年可節(jié)約標準煤70萬噸，減排CO2氣體193