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節(jié)能環(huán)保:淺談玻璃窯煙氣余熱利用

      7月21日,2012第八屆余熱利用國(guó)際峰會(huì)在美麗的海濱城市大連隆重開幕。中國(guó)建材國(guó)際工程有限公司副總工程師王宗偉為到會(huì)者介紹了玻璃窯煙氣余熱利用的情況,以下為報(bào)告內(nèi)容。
  1.我國(guó)浮法玻璃的現(xiàn)狀。
  我國(guó)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,已有近30余年的發(fā)展歷史,到2011年底,我國(guó)投產(chǎn)的浮法玻璃生產(chǎn)線240余條,產(chǎn)量已達(dá)到7.38億重箱,占全球產(chǎn)量的50%以上。
  2.我國(guó)浮法玻璃的能耗。

 
      以一座典型浮法玻璃熔窯為例,其能源的消耗分別為:




      3.浮法玻璃熔窯節(jié)能途徑。
  1)加強(qiáng)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(guò)減少對(duì)燃燒無(wú)助的氮?dú)膺M(jìn)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(qiáng)對(duì)離開玻璃熔窯的煙氣所帶熱量的回收和利用。
  4)采用大噸位玻璃熔窯,提高熔化率。
  5)改進(jìn)窯爐設(shè)計(jì)。
  其中煙氣熱量回收的潛力巨大。
  4.煙氣所帶熱量的利用現(xiàn)狀。
  目前煙氣余熱利用的方法主要有幾種:產(chǎn)蒸汽直接使用、余熱發(fā)電、余熱加熱配合料或其他載體等。
 ?。?)產(chǎn)蒸汽
  以前蒸汽的主要用途是加熱和取暖,現(xiàn)在利用溴化鋰機(jī)組可以制冷,但受使用量、使用時(shí)間和季節(jié)的影響,單一的這種方法,往往不能充分的利用煙氣中的余熱。
 ?。?)余熱發(fā)電
  利用玻璃熔窯廢氣余熱發(fā)電是一項(xiàng)資源綜合利用項(xiàng)目,在對(duì)廢氣余熱進(jìn)行充分利用的同時(shí),不僅可以大大提高全廠的能源利用率,余熱發(fā)電相應(yīng)減少了火力發(fā)電產(chǎn)生的大氣污染物的排放,減少溫室效應(yīng)。
 ?。?)余熱加熱配合料或其他載體
  利用煙氣加熱玻璃配合料或碎玻璃是各國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)一直研究的課題,加熱碎玻璃已有應(yīng)用,加熱配合料難度較大。
  目前我公司正在做氣氣換熱的工作,利用煙氣加熱空氣或焦?fàn)t煤氣。
  5.浮法玻璃煙氣余熱發(fā)電
  余熱發(fā)電系統(tǒng)就其本質(zhì)利用發(fā)電余熱鍋爐回收廢氣中的熱能,生產(chǎn)出過(guò)熱蒸汽,然后送到汽輪機(jī)內(nèi)膨脹做功,將熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能,進(jìn)而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。
  自2007年我國(guó)第一座玻璃窯余熱發(fā)電站投入使用 ,目前全國(guó)在建和運(yùn)行已有幾十座電站,其發(fā)展的進(jìn)程非常迅猛,各大玻璃企業(yè)基本已建成了余熱發(fā)電站,且采用BOT形式的較多。

 
      玻璃熔窯煙氣余熱發(fā)電,由于玻璃生產(chǎn)的特點(diǎn)和要求,必須要考慮下列因素:
  1)保證排煙通暢和玻璃熔窯的安全運(yùn)行;
  2)保證玻璃窯內(nèi)壓力的平穩(wěn),窯壓要保持±0.5Pa范圍內(nèi)波動(dòng);
  3)要適應(yīng)玻璃窯頻繁換向的工作特點(diǎn);
  4)需充分認(rèn)識(shí)廢氣余熱的參數(shù)(溫度、流量、壓力)具有一定的波動(dòng)性:
  5)我國(guó)玻璃企業(yè)燃用石油焦粉較多,其平均含硫率在2~3%,其燃燒產(chǎn)物含有大量的腐蝕性(酸性)氣體和黏結(jié)性較強(qiáng)的油灰。
  煙氣成分
 

 
      煙道溫度
 
      6.余熱發(fā)電電站構(gòu)成
  1)熱力系統(tǒng):余熱鍋爐、汽輪發(fā)電機(jī)組、凝汽器、減溫減壓裝置、汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)、回?zé)崤月废到y(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(jī)是發(fā)電的關(guān)鍵設(shè)備。
  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(shè)計(jì)要考慮玻璃熔窯的生產(chǎn)特點(diǎn),一是鍋爐和發(fā)電系統(tǒng)可以停下來(lái)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(fēng)機(jī)運(yùn)行/停止或切換期間不能對(duì)玻璃熔窯的窯壓控制產(chǎn)生大的波動(dòng):三是要考慮煙氣脫硫脫硝的要求。
  煙道系統(tǒng)圖
 

 
      4)化學(xué)水系統(tǒng):化學(xué)水處理裝置、除氧裝置、補(bǔ)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(hù)裝置等。
  6)控制系統(tǒng): DCS系統(tǒng)。
  7.玻璃熔爐余熱發(fā)電的效應(yīng)
 

 
      玻璃窯余熱發(fā)電收入及成本測(cè)算
  一、收益測(cè)算
  額定發(fā)電功率:3000KW
  年運(yùn)行小時(shí)數(shù):7200小時(shí)
  年發(fā)電量:1.73×107KWh
  年供電量:1.56×107KWh(自用電按10%計(jì))
  余熱發(fā)電年收益:1014萬(wàn)元(購(gòu)電價(jià)格按0.65元/ KWh計(jì)算)
  二、運(yùn)行費(fèi)用測(cè)算
  人員費(fèi)用:20人×5萬(wàn)元/人年=100萬(wàn)元/年
  折舊及攤銷費(fèi):187.67萬(wàn)元/年
  其中
  設(shè)備折舊:95萬(wàn)元/年(折舊年限:20年)
  建筑折舊:10.67萬(wàn)元/年(折舊年限:30年)
  攤銷:82萬(wàn)元/年
  水費(fèi):約60萬(wàn)元/年
  電費(fèi):自用電已在收益中扣除
  藥品費(fèi):約20萬(wàn)元/年
  年運(yùn)行費(fèi)用總計(jì):367.67萬(wàn)元/年
  三、投資回收期和發(fā)電成本
  投資回收期:約3-4年
  發(fā)電成本:約0.23元/ KWh
  目前我國(guó)有浮法線240余條,年消耗能源約1200萬(wàn)噸標(biāo)煤,如都采用余熱發(fā)電,約相當(dāng)于年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤100萬(wàn)噸,減排CO2氣體280萬(wàn)噸。
  上述是對(duì)一條浮法玻璃生產(chǎn)線,而當(dāng)前與10年前相比,玻璃企業(yè)玻璃窯的規(guī)模和擁有玻璃生產(chǎn)線的數(shù)量在增加,因此可用兩條或更多的玻璃窯的余熱共同發(fā)電,以更好的體現(xiàn)余熱發(fā)電的經(jīng)濟(jì)性。
 

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