王宗偉：玻璃窯煙氣余熱利用

   中國建材國際工程集團(tuán)有限公司副總工程師王宗偉

　　7月21日，2012第八屆余熱利用國際峰會在美麗的海濱城市大連隆重開幕。中國建材國際工程有限公司副總工程師王宗偉為到會者介紹了玻璃窯煙氣余熱利用的情況，以下為報告內(nèi)容。

　　1.我國浮法玻璃的現(xiàn)狀。

　　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，已有近30余年的發(fā)展歷史，到2011年底，我國投產(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：

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　　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，通過減少對燃燒無助的氮氣進(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。

　　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。

　　（2）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目，在對廢氣余熱進(jìn)行充分利用的同時，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長期以來一直研究的課題，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)而帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。

　　自2007年我國第一座玻璃窯余熱發(fā)電站投入使用 ，目前全國在建和運行已有幾十座電站，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；

　　3）要適應(yīng)玻璃窯頻繁換向的工作特點；

　　4）需充分認(rèn)識廢氣余熱的參數(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。[Page]

　　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(fēng)機(jī)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：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)。[Page]

　　7.玻璃熔爐余熱發(fā)電的效應(yīng)

　　玻璃窯余熱發(fā)電收入及成本測算

　　一、收益測算

　　額定發(fā)電功率：3000KW

　　年運行小時數(shù)：7200小時

　　年發(fā)電量：1.73×107KWh

　　年供電量：1.56×107KWh（自用電按10%計）

　　余熱發(fā)電年收益：1014萬元（購電價格按0.65元/ KWh計算）

　　二、運行費用測算

　　人員費用：20人×5萬元/人年=100萬元/年

　　折舊及攤銷費：187.67萬元/年

　　其中

　　設(shè)備折舊：95萬元/年（折舊年限：20年）

　　建筑折舊：10.67萬元/年（折舊年限：30年）

　　攤銷：82萬元/年

　　水費：約60萬元/年

　　電費：自用電已在收益中扣除

　　藥品費：約20萬元/年

　　年運行費用總計：367.67萬元/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

　　目前我國有浮法線240余條，年消耗能源約1200萬噸標(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100萬噸，減排CO2氣體280萬噸。

　　上述是對一條浮法玻璃生產(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。