玻璃余热发电实例

玻璃余热发电实例

0 引言

玻璃工业属于资源、能源依赖型的原材料高耗能产业，但近年来随着国民经济的高速运行，依然以15％以上的年均产量增速发展，平板玻璃的年产量已高达6。3亿重量箱，毫无争议地继续位居世界领先。

统计资料显示，到2010年底全国共有浮法玻璃生产线242条，多以重油、天然气、煤气等燃料和电力作为能源。平均计算，能耗费用支出比例一般占到生产总成本的40％-45％之间，约30％以上的热能则以废气的形式外排。

为了节能增效，降低生产成本，应对能源危机，提高企业竞争力，近年来我国部分科研院所和企业联手，将目光投向玻璃熔窑余热发电暨烟气治理技术领域，通过反复试验，不断探索，系统总结，技术人员发现，利用玻璃生产过程中产生的废气余热资源，通过建设余热发电站进行热能回收，进而将其转变为清洁电能，可提高燃料总利用率10％~15％。同时，余热发电设备还对废弃烟气有一定的除尘作用。玻璃熔窑余热发电的技术核心是余热锅炉是否能够产生足够汽轮机使用的高品质的过热蒸汽。经过多家单位科研人员的共同努力，相关技术不断完善，日益成熟，并在业内逐步推广。

据悉，自从2007年9月国内玻璃行业首条玻璃熔窑烟气余热发电工程项目在江苏华尔润集团成功并网发电后至今，全国玻璃行业已建和在建的余热发电工程项目约30多个，装机容量从4。5MW到15MW不等，具有较大影响力的工程项目有江苏华尔润、成都南玻、虎门信义、三峡新材等。

虽然如此，与我国玻璃行业整体规模相比，余热发电技术普及工作还有许多工作要做，可谓是任重道远。按照工业和信息化部节能和综合利用司副司长杨铁生的话说：“余热发电是项好技术，具有很高的推广价值和极大的发展空间”

下面举一个实例证明玻璃窑余热发电的可行性。山东××公司建设4×700t/d特种优质浮法玻璃生产线，2009年年底已全部完成，建成4×700t/d特种优质浮法玻璃生产线，以生产超白浮法玻璃及在线低辐射镀膜玻璃为主。

1 工程实例介绍

在特种优质浮法玻璃生产工艺中，占玻璃生产工艺系统总热耗量的30％左右低温废（烟）气余热被排掉。采用纯低温余热发电技术进一步回收利用这些中、低品位的余热是节约能源、降低玻璃综合能耗、降低综合成本的重要途径。

本工程4×700t/d玻璃生产线可配套建设装机容量约为12MW的纯低温余热发电系统，每年可发电7594万kwh（按年运行7000小时计算），相当于每千克玻璃液可降低能耗约1299kJ（约310kcal），即每千克玻璃液热耗由原来的6484kJ（1551kcal）降为5185kJ（1241kcal）。

本项目工程4×18t/h余热锅炉、1×12MW凝汽式汽轮发电机组工艺系统、电气、控制及相应的建筑安装工程。项目建成后将配有1×12MW装机容量的纯低温余热发电系统，扣除自用电后年供电量将达到6892万kW·h，年节约标准煤共2640t，相当于每年减少CO2排放量6599t。

本项目采用的浮法玻璃低温余热发电技术，该技术已在多家玻璃集团公司分别投入使用，至今运行良好。本项目结合先前的余热电站建设经验，对该发电方案在实践基础上进行了改进，技术上更加成熟可靠。

表主要技经指标

名称设计参数

余热发电12MW

烟(风)流量 (Nm3/h)

4×160000

烟(风)温度 (℃)

480

过热蒸汽温度 (℃)

405

过热蒸汽流量 (t/h)

4×18

过热蒸汽压力 (MPa)

2.5

汽轮机输出功率 (kW)

11793

发电机额定功率 (kW)

12000

年发电量（万kW?h/a）

8255

厂用电率（％）

16.5％

年供电量（万kW·h/a）

6892

备注： 1、扣除检修等时间，全年发电按7000小时计。

烟气治理、热力系统及装机方案如下：

本系统包括4×18t/h余热锅炉、1×12MW凝汽式汽轮发电机组。每条玻璃生产线烟道与烟囱之间各设置一台余热锅炉。保留原有烟道作为紧急排风烟道，当余热锅炉故障时，玻璃生产系统可继续运行，不影响玻璃生产线的正常生产。

本项目共分9个系统，分别是余热锅炉系统、汽轮发电机组、热力系统、给排水系统、电气与热控系统、化学水处理系统、通风与空气调节、与玻璃生产接口，配套建设相关的土建设施。

玻璃熔窑的烟气量为110000～160000Nm3/h，烟温为400～530℃，根据玻璃熔窑生产特点，选取烟气量为160000Nm3/h（按最大工况），烟气温度为480℃，锅炉排烟温度为190℃，根据国家蒸汽锅炉选用规范锅炉蒸汽参数选用2。5MPa，405℃。由于烟气中含尘量较大，锅炉容量计算时按最大工况考虑，锅炉的配置按每条生产线配备一台锅炉，采用立式自然循环余热锅炉，锅炉蒸发量为18t/h，参数为2。5MPa，405℃。结合其他项目余热锅炉机械振打装置故障率高，本项目锅炉除灰方式采用机械振打与蒸汽吹灰相结合，两套系统可互为备用，减少故障率及清灰死角。

余热锅炉的建设势必增加玻璃生产工艺中烟气系统的阻力，为了不影克响玻璃生产工艺的原有设计，本工程设计余热锅炉与脱硫系统共用一台引风机，每两条生产线的引风机二用一备，用于服余热锅炉及相应烟道的阻力。引风机选型由脱硫部分考虑，由余热发电项目负责设备采购。

按照玻璃窑的工作流程，其排烟温度呈间歇性波动，这样，单台余热锅炉的产汽量也会随之波动，导致汽轮机调速系统周期性动作，要最大限度地减小排烟温度波动产生的影响。四台余热锅炉产生的蒸汽先经汇汽集箱混合后再供往12MW汽轮机。根据余热锅炉最大工况下的产汽量计算，汽轮发电机组的功率可达11。7MW，本工程选用汽轮发电机组的额定功率为12MW，进汽参数为：2。35MPa，390℃，纯凝机组，发电机的出线电压等级为10。5kV。

该工程已于10年12月份并网发电，日常运行功率为8MW，最大功率为11MW。目前机组运行稳定，预计三年后收回投资成本。

2 工程建设及投运过程中易出现的问题

1、脱硫工程与发电工程同时建设发生冲突。脱硫系统与发电系统同时设计、同时施工，出现了“抢地盘”现象。原因两家设计院在设计过程中沟通不到位，导致设备基础出现重叠及支撑桥架承重力不够等问题。根据现场施工情况，将可移动的设备进行迁移，并将桥架进行加固处理。总结：两个以上工程同时设计时，要多沟通协调，必要时召开技术交流会，减少工程之间的影响。

2、发电与脱硫公用一套引风机系统。为了优化系统节省能源，可以将发电与脱硫共用一套引风机。但问题也随之出现了，是电站人员控制风机还是脱硫人员控制风机呢。最后决定由电站人员控制风机运行，将运行信号及状态传送给脱硫控制站。

3、减少锅炉低温腐蚀。烟气中含有大量硫化物，硫的露点在160°左右，因此提高锅炉排烟温度，减少结露。否则会出现锅炉低于露点的低温腐蚀。

4、启动时，要协调好发电与玻璃主业的关系、发电与脱硫系统的关系。减少发电对主业的影响，减少脱硫对发电的影响。

综上所述，本项目做到了资源综合利用、改善环境，符合国家提倡的方针政策，建设条件基本落实、技术上可行、经济效益较好，具有较好的社会效益与一定的经济效益，符合可持续发展战略思想，是一个理想的投资项目。

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