玻璃熔窑烟气余热发电简介101024.doc

玻璃熔窑烟气余热发电简介作为建材行业能耗大户，玻璃企业生产需要消耗大量的能源，玻璃熔窑设计使用重油、天然气、煤气等燃料。燃料在炉内燃烧释放热量，其中玻璃液吸热占总热量3540%；通过熔窑表面散热损失为2025%；排烟损失为3040%。可见玻璃熔窑烟气带走了大量的热量，因此烟气热量回收的潜力巨大，高效利用玻璃生产中的余热成为目前降低玻璃综合生产综合能耗的有效途径。烟气余热资源的利用途径主要有热利用和动力回收两种。目前，玻璃行业主要采用热利用的回收途径，即在熔窑尾部设余热换热装置，烟气半通过余热换热装置，利用部分烟气的余热来产生饱和蒸汽，用于厂区的生产和生活，其中生产主要用于重油的加热，但所需使用的蒸汽量并不大，而对使用天然气为燃料的玻璃生产线，其生产中几乎可以不用蒸汽，因此烟气的余热并没有被充分的利用。2004年以来，中国建材国际工程有限公司在总结燃气联合循环、各种工业窑炉（水泥行业、冶金行业、化工行业）余热发电系统技术及装备的经验基础上，开发了适合玻璃窑烟气余热的特性的余热发电技术。利用该技术对烟气余热进行综合利用的同时，不仅可以大大减少外购电量，提高全厂的能源利用率，而且还能减少大气污染物的排放，减少温室效应。1、技术简介玻璃熔窑余热发电系统就其本质而言与火力发电系统相同，主要工作原理为：利用余热锅炉回收烟气余热热能，将锅炉给水加热生产出过热蒸汽，过热蒸汽到汽轮机中膨胀做功，将热能转换成机械能，进而带动发电机发出电力，实现热能机械能电能的转换。做过功的蒸汽（乏汽）从汽轮机排出，经循环冷却水系统冷却后形成冷凝水，冷凝水及补充水混合在一起作为锅炉的给水，经给水泵在送回到锅炉中，这样就完成了一个热力过程。如厂区生产生活需要用饱和蒸汽，则系统设抽汽管路，从汽轮机后部开口抽汽，满足全厂对蒸汽之需求。其中单压闪蒸技术余热发电系统原理流程图见图1，双压锅炉（即锅炉自带除氧器）余热发电系统原理流程图见图2。该两种系统（单压、双压）主要区别是除氧方式不同，单压技术为闪蒸除氧，双压为低压蒸发除氧，两种方案下锅炉结构、厂区管道、给水泵的布置及除氧器工作压力等有差异。这两种系统对利用烟气余热而言并无本质区别。但是，玻璃熔窑余热发电系统与火力发电系统的主要区别就是热源不同。玻璃熔窑余热发电系统的热源为玻璃熔窑排出的烟气余热。玻璃熔窑及其排出的烟气具有如下特性： 玻璃熔窑在其一个窑龄（610年）内不停窑，窑内窑压要求严格。 烟气余热温度在400500（有的可达600），烟气流量小，属中温余热，中级能，其热品位相对较低，因此玻璃熔窑烟气余热发电采用几台锅炉共用一套汽轮发电机组的配置方案，即在每条玻璃生产线的端部各自配置一台余热锅炉。 玻璃熔窑换向频繁（一般为20分钟一次），因此烟气余热的参数（温度、流量、压力）具有一定的波动性。 我国90%左右的玻璃企业燃用重油，重油平均含硫率在0.53，其燃烧产物含有大量的腐蚀性（酸性）气体和黏结性较强的油灰。图1 余热发电技术原理流程图（单压闪蒸技术）图2 余热发电技术原理流程图（双压系统）玻璃熔窑及其排出的烟气以上的特性就决定了玻璃熔窑余热发电技术区别于其他（行业）余热发电技术的特点在于：1） 可靠性：在任何情况下保证排烟通畅，保证窑内压力的平稳和玻璃熔窑的安全运行。2） 稳定性：对玻璃熔窑排出的烟气参数要无条件适应，做到“有多少、吃多少”。3） 适应性：在烟气参数波动或处于非设计工况时，余热发电系统及设备的变工况性能较好，非设计工况下仍有较高的产汽量和内效率，保证了实际发电量。4） 余热利用率的最大化：玻璃窑烟气余热资源属于二次能源、中级能，其热品位相对较低，以实现“梯级利用，高质高用”的利用为原则，在保证余热发电系统可靠性、稳定性、适应性的前提下，实现余热利用率的最大化，保证余热利用项目经济性。5） 年运行时间长：配置有效在线清灰装置，保证在不停炉的情况下连续清灰，从而保证余热发电系统年运行超过8000h。2、工程效果由中国建材国际工程有限公司深圳市凯盛科技工程有限公司总承包的信义超薄玻璃(东莞)有限公司热、冷、电三联产纯余热电站是国内首个玻璃工厂热冷电三联产EPC项目，目前已全面达标达产，正办理验收手续。2008年，由天壕节能科技有限公司与深圳市凯盛科技工程有限公司联合的国内首个玻璃行业BOT项目湖北三峡新型建材股份有限公司450t/d+2600t/d三炉一机/9MW玻璃窑烟气余热发电项目签署实施。该项目已于2009年5月初并网发电，目前运行情况良好，实际发电量已超过设计指标。沙河安全实业有限公司烟气余热发电项目已竣工，目前运行稳定。武汉长利、海南中航、方兴科技、陕西神木等10余家玻璃企业的烟气余热发电项目均已进入设计、建设阶段。以下还是公司余热发电项目业绩。项目企业熔窑规模（t/d）装机功率（kW）完成时间建设单位项目类型备注三峡新型材料有限公司450+600+60090002009年4月天壕节能设计已投产沙河安全实业有限公司450+500+550+60015000一期10年2月二期10年7月天壕节能EP已投产信义超薄玻璃（东莞）有限公司300+500+90035002010年5月业主EPC已完成江苏苏华达新材料有限公司400+500+60060002010年8月天壕节能EP已投产东台中玻特种玻璃有限公司260060002010年8月天壕节能EP已投产安徽方兴科技股份有限公司550全氧窑20002010年12月业主EPC建设阶段武汉长利玻璃（汉南）有限公司900+100075002010年12月业主设计建设阶段海南中航特种玻璃材料有限公司3600+600全氧窑120002011年4月业主EPC建设阶段河北正大玻璃有限公司500+800+800120002011年4月天壕节能EP建设阶段陕西神木玻璃有限责任公司500+80060002011年4月业主EPC建设阶段信义（芜湖）玻璃有限公司900+700+2500120002011年6月天壕节能EP建设阶段洛阳玻璃集团龙昊玻璃公司2450t/d6000以上一些项目的主要情况及主要技术经济指标见下表。项目应用企业信义超薄玻璃(东莞)有限公司三峡新型建材股份有限公司沙河安全实业有限公司武汉长利玻璃有限责任公司熔窑规模、数量500t/d+300t/d+900t/d450t/d+2600t/d450t/d+550t/d+2600t/d900t/d+1000t/d燃料种类重油天然气混合炉煤气石油焦粉（预计）投产时间2009年8月2009年5月2010年3月2010年7月装机功率，kW35009000150007500平均发电功率，kW33008400138007200设计年运行时间，h7500750075007500年供电量，万kWh2030516690054590平均供汽量，t/h3473节省电费开支，万元1421258354032754年节约标准煤，t9037207813703618430年减少CO2排放量，t23677544469703548287投资回收期(不含建设期)，年5.64.43.35.0单位发电成本，元/kwh0.250.180.150.20提供就业岗位，个24364024投资规模4000585080005000说明：（1）信义超薄玻璃(东莞)有限公司玻璃熔窑烟气余热发电项目仅考虑项目的余热发电部分。（2）节约标准煤按0.350kg标准煤/kWh，CO2排放量按2.62 kg/kg标准煤折算。电价按企业当地平均外购电价。图1 汽轮发电机组（三峡新材）3、推广前景玻璃熔窑烟气属中温烟气余热，单条玻璃熔窑烟气量不大，但随着浮法玻璃的发展，玻璃行业发展余热发电是必然的趋势：1） 随着我国浮法玻璃技术的推广以及玻璃产能的不断提高，我国玻璃行业的烟气余热资源越来越多。过去的热利用已不能满足余热利用最大化的要求。2） 随着能源价格的不断上涨，玻璃企业如何能降低生产成本、提高企业的竞争力，已是众多玻璃企业能否摆脱困境、获得持续发展的关键。3） 国家倡导的能源政策、环保政策也要求玻璃企业必须走低能耗、低污染的道路，因此，玻璃行业发展余热发电已具备广泛的社会基础。4） 玻璃熔窑余热发电技术的应用大大减少玻璃企业外购电量，提高了企业的经济效益。5） 我国有很多玻璃企业厂区内有2条以上的浮法玻璃生产线，这为玻璃熔窑烟气余热发电提供了有利的条件。目前，我国浮法玻璃生产线约200余条，玻璃行业建设余热发电项目的市场前景广阔。余热发电工艺过程不需要燃烧燃料（