玻璃窯爐煙氣余熱發(fā)電新系統(tǒng)新工藝

玻璃窯爐余熱發(fā)電系統(tǒng)

 回收利用玻璃熔窯的排煙熱能，進行余熱發(fā)電，可提高玻璃企業(yè)的能源利用率。余熱發(fā)電所發(fā)電力直接用于玻璃生產(chǎn)各環(huán)節(jié)，減少外購電量，降低單位玻璃生產(chǎn)成本。同時可以緩解能源供應緊張的局勢、減少污染物的排放。玻璃企業(yè)建設余熱發(fā)電可提高企業(yè)的經(jīng)濟效益，減少大氣污染物的排放，實現(xiàn)經(jīng)濟效益、環(huán)保效益和社會效益多贏的局面，符合循環(huán)經(jīng)濟“減量化、再利用、資源化”原則，是我國玻璃企業(yè)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟重要途徑。

 1、廢氣余熱資源

 大部分工業(yè)過程都伴隨產(chǎn)生一定的廢棄熱能，稱之為“余熱資源”，如煙氣、廢蒸汽、廢熱水、高溫待冷卻物料、化學反應過程放熱、未燃燼物等。工業(yè)過程的能源消耗以燃料和電力為主，通常燃料的利用率在30~40%之間，會有大量的余能產(chǎn)生，且大部分余能以廢氣余熱的形式存在。如不對廢氣余熱資源進行回收利用，不僅會浪費能源，而且還污染環(huán)境。玻璃熔窯設計使用重油、天然氣、煤氣等燃料。燃料在爐內(nèi)燃燒形成的煙氣被排出窯外，即產(chǎn)生了廢氣余熱資源。玻璃熔窯廢氣屬于中溫廢氣余熱，溫度在450℃左右。
 2、廢氣余熱發(fā)電技術(shù)概要

 這張圖顯示了一個工藝過程的能流平衡圖。

常說來，玻璃熔窯的能流分配為：40~45%被玻璃液吸收，20~25%通過爐舀表面散熱損失，另外30%為排煙損失。這30%的熱能如不回用，直接排向大氣，不僅造成能源的浪費，而且還污染環(huán)境。玻璃窯的余熱發(fā)電就是要充分回用30%排煙中的熱能，實現(xiàn)變廢為寶，生產(chǎn)出清潔的“電能”。

 目前，玻璃行業(yè)主要采用熱利用的回收途徑，即設置熱管式余熱鍋爐，回收部分廢氣熱能，煙氣大部分是半通過的。余熱鍋爐用于產(chǎn)生飽和蒸汽，提供給重油加熱或承擔采暖熱負荷。目前余熱鍋爐的排煙溫度在230~250℃，余熱利用率只有30~40%。而實際上，玻璃窯的排煙余熱利用率可達65~80%，詳細分析如下。

 3、案例分析：

 以一條600t/d燃用重油的浮法線為例：

 排煙溫度約450℃左右，廢氣量約96000Nm3/h；排煙所攜帶的總熱量約6100×104kJ/h，相當于每小時燃燒2.08噸標煤所放出的熱量；根據(jù)發(fā)電領域的經(jīng)驗，余熱鍋爐排煙溫度的選擇主要考慮1）能順利排煙，2）防止鍋爐受熱面低溫段腐蝕，3）鍋爐受熱面布置技術(shù)經(jīng)濟合理；因重油燃料含有硫份，煙氣中含有酸性氣體，為防止余熱鍋爐產(chǎn)生低溫腐蝕，余熱鍋爐的排煙溫度要高于酸露點溫度，即大于130~150℃；換言之，上述排煙總熱量中有65~70%可以被余熱鍋爐回收，剩余30~35%仍為排煙損失；如果鍋爐的排煙溫度能達到130~150℃，則余熱利用率為65~70%，節(jié)標煤1.35~1.46噸/小時，可發(fā)電2700~2900kWh左右；對玻璃企業(yè)全廠而言，燃料利用率提高了20~21%。


 如玻璃熔窯設計燃用天然氣或煤氣等清潔燃料，不受酸露點的限制，鍋爐的排煙溫度可為90℃，廢氣余熱回收的比例（余熱利用率）可達78~80%，節(jié)標煤1.62~1.67噸/小時，可提高玻璃企業(yè)燃料利用率23~24%。

 余熱發(fā)電統(tǒng)就其本質(zhì)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(zhuǎn)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。余熱發(fā)電系統(tǒng)的熱源為主工藝生產(chǎn)過程排出的廢氣余熱，其主要特征是：1、與火力發(fā)電相比，熱源不可控；2、熱源參數(shù)受主工藝的影響較大


 因此，在保證余熱發(fā)電系統(tǒng)的可靠、穩(wěn)定、安全運行的前提下，為化利用廢氣余熱，有著不同的余熱發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)。


 4、玻璃熔窯的工作特點和廢氣資源特性

 玻璃熔窯生產(chǎn)的主要特點是在一個窯齡（6~10年）內(nèi)不停窯，這樣就要求余熱發(fā)電系統(tǒng)運行時：

 在任何情況下保證排煙通暢，保證玻璃熔窯的安全運行；


 在任何情況要保證窯內(nèi)壓力的平穩(wěn)，任何操作對窯壓的影響要保持在±0.5Pa范圍內(nèi)波動，

 保證玻璃的質(zhì)量；

 要適應玻璃窯頻繁換向的工作特點；