玻璃熔窑烟气余热发电项目可研报告

玻璃熔窑烟气余热发电项目 可行性研究报告 目 录 第一章 项目综述 . 1 一、项目名称、代号及建设单位 . . 、项目性质 . . 、建设单位概况 . . . . 1 四、项目背景 . . 2 五、地理位置、交通运输 . . 3 六、 可 研编制依据 . . .、项目建设必要性 . . 3 第二章 基础条件 . . .、玻璃熔窑现状 . . 5 二、发生炉煤气成分、热值及消耗量 . 5 三、烟气参数 . . . . .、余热负荷 . . . .、热负荷 . . 6 六、电力负荷及供应 . . 6 七、建设场地 . . 7 八、供电 . . 7 九、供水及水质状况 . . 7 十、气象条件 . . 7 十一、工程地质水文 地质、条件 . 三章 主要技术原则及设计范围与接口 10 一、设计原则及指导思想 . .、设计范围 . . . . 11 三、设计接口 . . . 11 四、执行标准 . . . 12 第四章 技术方案 . .、烟气余热发电工作原理 . . 13 二、玻璃熔窑烟气余热的特性 . . .、对余热发电系统及设备的要求 . . . .、本项目方案 . . 15 第五章 主要设备的选择与确定 . 16 一、主机设备技术规范 . . .、配玻璃熔窑余热锅炉的性能 . 17 三、余热锅炉的布置方式 . . 17 四、余热锅炉水循环安全性 . . .、汽轮机性能 . . .六章 工程建设方案 20 一、余热发电系统方案 . . .、主要技术经济指标 . 20 三、汽轮机热力系统 . . 、总图运输 . . . 、电气 . . . 、热工控制 . . . .、烟道系统 . . .、给排水 . 27 九、建筑、结构 . 28 第七章 环 境保护 、设计中采用的依据和标准 . 30 二、主要污染物及防治措施 . 30 三、环境影响分析 . .八章 节约能源 、概述 、主要节能措施 、节能收益 九章 劳动安全及工业卫生 、概述 、设计依据 、生产过程中可能造成职业危害的因素 、防火、防爆 . . 、防尘、防毒、防化学伤害 、防暑、防寒、防潮 . . 39 七、防噪声及防振动 . 39 八、卫生设施 . . 40 九、劳动安全及工业卫生机构与设施 . . 40 第十章 运行组织及设计定员 、定员 . 41 二、人员培训 . 41 三、电站的启动、运行 . 41 第十一章 项目实施进度 、项目实施管理 . 43 二、项目实施内容 . 43 三、项目进度安排 . 43 第十二章 工程招投标 、概述 . 44 二、勘察招投标 . 44 三、设计招投标 . 44 四、施工招投标 .、监理招标投标 .六、设备采购招投标 . 45 七、大宗材料采购 . 45 第十三章 初步设备清单 十四章 财务评价 、投资估算 .、经济评价 .十五章 结论及建议 1 - 中国轻工业西安设计工程有限责任公司 第一章 项目综述 一、项目名称、代号及建设单位 （一） 项目名称： 晶玻璃有限公司玻璃熔窑烟气余热发电项目 （二） 项目代号： 三） 建设单位： 晶玻璃有限公司 （四）项目法人： 晶玻璃有限公司 （五）建设规模： 2 台余热锅炉和 电机组 以及配套设施 （六）建设地点 ：行唐县工业园区 晶玻璃有限公司生产区内 （七）建设年限： 2009 年 10 月 2011 年 12 月 二、项目性质 新建 三、建设单位概况 晶玻璃有限公司 由河北迎新玻璃集团有限公司 投资成立，注册地址河北省行唐县 。 河北迎新玻璃集团有限公司 注册于河北省沙河市， 占地 600 亩，员工 1800 余人，其中高中级技术人员 200 余名，设有中心化验室，配备先进的理、化分析设备和在线检验设备，配有完备的质量检测体系。同时，设有生产技术部，具有较强的产品综合开发能力。 公司下属 五 家子公司 ：浮法 玻璃有限公司、新型装饰材料有限公司 、矸石热电有限公司 、新型格法建材公司、 晶玻璃有限公司 。其中 浮法 玻璃有限公司为该集团公司的主业公司， 有 4 条浮法玻璃生产线，年产 3种规格 浮法 玻璃 1290 万重量箱 （ 其中 投资 条在线 产线 ， - 2 - 中国轻工业西安设计工程有限责任公司 璃 年生产能力 200 余万重量箱 ，阳光镀膜玻璃 215 万重量箱），产品质量达 准。新型装饰材料公司本体着色浮法玻璃生产线2 条，年产 8各种规格本体着色玻璃 160 万重量箱。矸石热电有限公司，年发电能力为 2 亿千瓦时、供热 72 万吨， 所发电量除满足集团自身用电外，余量并网供电。新型格法建材公司，现有二窑三线生产线，年产 3种格法玻璃 120 万重量箱。 晶玻璃有限公司成立于 2009 年，注册地址为河北省行唐县 。 第一期占地 520 亩，员工 470 余人，其中管理人员 40 名。采用国外最先进设备在建的 2400t/d 超白压延生产线及深加工生产线，年产超白压延玻璃 480 万重量箱，深加工 平方米。 公司采用国际最先进的玻璃工艺技术及先进的现代化科学管理，生产优质 浮法 玻璃。产品质量达到 准。自投放市场以来，赢得 了广大用户的信赖与青睐，除供应国内市场外，并出口亚、欧、美洲等 30 多个国家和地区。 河北迎新玻璃集团有限公司 浮法 玻璃、 本 体着色 浮法 玻璃、 在线膜 玻璃，荣获国家 “中国驰名品牌 ”、 “中国绿色、环保、节能建材产品 ”等多种称号。 四、 项目背景 晶玻璃 有限公司位于 新区行唐工业园 ，现有 2 条 超白浮法玻璃生产线，设计日熔化量为 2 400t/d，该厂的 超白 浮法玻璃生产线 生产过程中要排放大量温度为 500 左右的烟气，如果这些烟气中的余热不加以回收利用， 就会通过烟囱排放到大气中， 不仅浪费资源，而且还会造成环 境污染。 为进一步提高余热利用率， 根据 河北 迎新集团利用玻璃熔窑烟气余热发电的实际经验及技术，拟建 晶玻璃 有限公司 浮法 超白 玻璃生产线配套 节能设施 利用 玻璃熔窑热 烟气 建 热电站。 - 3 - 中国轻工业西安设计工程有限责任公司 五 、 地理位置、交通运输 晶玻璃有限公司位于 新区行唐工业园。 行唐交通便利，南距 际机场 25 公里，东距京广铁路、京深高速 15 公里。京赞公路、高平公路大致自东北 西南向横贯全境，无繁公路自东南 西北向纵穿全县；朔黄铁路、京昆高速公路穿境而过。城区外环全线贯通，使京赞公路、无繁公路畅通无阻。形成了以县城为中心，县 城外环和三条省干线公路为骨架，县乡公路为脉络， “村村通 ”公路为补充，乡与乡相连，村与村相通，干支结合、纵横交错的公路路网格局。目前，全县共拥有各级公路 341 条，里，公路密度达 里 /平方公里。 河北省重点建设项目京昆高速公路行唐段 26 公里于 08 年 7 月份竣工通车，该工程投资近 12 亿元，并在县内设有一个服务区，两个互通出入口。京昆高速公路通车后，将使行唐县的区位优势进一步加强，有效拉近了行唐与省会 及首都北京的距离，使行唐县直接融入石市经济圈。 六 、 可研 编制 依据 晶 玻璃 有限公司 的委托 及要求 有关工程设计资料、图纸、运行数据等基础资料 七 、 项目建设必要性 利用玻璃熔窑 烟 气余热发电是一项资源综合利用项目，不仅节能，而且环保，是 “十一五 ”国家十大重点节能工程之一。玻璃熔窑 烟 气余热发电。在对 烟 气余热进行综合利用的同时，不仅可以大大提高全厂的能源利用率，而且还降低了单位玻璃生产成本的电耗和能耗，减少大气污染物的排放，减少温室效应。这对于玻璃生产企业来说，在获得显著的经济效益同时，还大大地提高了整个玻璃厂的社会效益和环保效益。这是玻璃企业发展循环经济的重要途径。 综上所述，本项目 建设的必要性如下： 1、 利用 超白 玻璃 生产线 烟 气余热发电是节能和环境保护的需 - 4 - 中国轻工业西安设计工程有限责任公司 要 从环境保护的角度出发，玻璃企业建设余热发电站，用玻璃生产过程中产生的 烟 气余热作为热源，整个发电工艺过程不需要燃烧燃料（煤、油和燃气），对大气环境不增加任何污染物（ 排放。与火力发电厂发出同等电量相比较，还可节约能源，减少 外由于可以降低排气温度，还可以减轻温室效应、对保护生态环境有促进作用。因此，玻璃行业利用 烟 气余热发电其环保效益十分显著。 2、 利用 超白 玻璃生产线 烟 气余热发电是优化能源 结构的需要 超白 玻璃生产线的工艺过程要排出一定数量的 400500 的中低温 烟 气余热，这些 烟 气余热如果直接排向大气，不仅造成大量的能源浪费， 而且还会污染环境。 目前玻璃行业采取的节能措施是设置小型余热锅炉回收利用 烟 气中的热能，并生产出部分饱和蒸汽，承担厂区的热负荷，但是 由于蒸汽需求量小，大部分烟气 被 直接 排出，余热利用率较低，节能效果不显著。 从能源利用率的角度出发 ， 玻璃生产过程中的能源利用率为 4050%左右，其余的 烟 气热量随着 烟 气排向大气中。余热发电建成后，可将排向大气的 烟 气余热实现最大程度的回收，使得玻 璃企业的能源利用率提高到 60%以上，为企业的可持续发展创造了有利条件。 3、 符合国家能源政策 利用 烟 气余热进行发电，是节约能源、资源、降低企业成本、减少污染物的排放保护环境的有效途径之一，利国利民，符合国家的能源政策，对发展循环经济、保证经济可持续发展有着重要的战略意义。 4、 增加企业经济效益 从企业挖掘自身节能潜力的角度出发，玻璃企业利用自身的 烟 气余热，将 烟 热资源转换成电能，所发电量可以满足玻璃企业 3050%的用电需求，发电成本较低，电力的补充可为玻璃企业带来显著的经济效益。 - 5 - 中国轻工业西安设计工程有限责任公司 第二章 基础条件 一、 玻 璃熔窑现状 晶玻璃 有限公司 由生产区、办公区 等几个功能区域组成。生产区现有 压延 玻璃生产线 2 条 ， 生产 概况如下： 额定日熔化量： 2 400 t/d 实际日熔化量： 800 t/d 二、 热值 及消耗量 晶玻璃 有限公司 超白 玻璃生产线均设计燃用 天然气 ， 本项目将充分利用 天然气 燃烧后排出的 中、低温 烟气。因此 天然 气 成分及热值 则是燃烧计算的基础 ，现 将 2 条线的 燃 气的成分如下： 成分 体积百分数 % 2 400t/d 2 O 2 他 低位热值 、 烟气参数 玻璃窑排出的烟气余热主要由燃料燃烧后产生的烟气（湿烟气）、配合料析出的气体、玻璃蒸汽、漏进的空气等组成。进余热锅炉前的烟气参数（烟气温度、流量、烟气成份、压力和含尘量）的多少与玻璃窑的熔化玻璃液量、燃料消耗量、炉窑及烟道的结构、蓄热室的效率、漏风（空气过剩系数）等有关。本项目 发电 余热锅炉入口处的烟气参数按如下选取： - 6 - 中国轻工业西安设计工程有限责任公司 超白生产线 1# 2# 实际日熔化量 400 400 t/d 燃料低位热值 1,450 1,450 璃窑热耗 1,800 1,800 量空气系数 烟气量 120000 120000 h 烟气温度 500 500 四、 余热负荷 晶玻璃 有限公司 2 座玻璃熔窑， 设计 日熔玻璃液分别为400t/d、 400t/d， 本项目可用的 烟 气余热来自这 2 座玻璃熔窑。 可回收利用的热量 及可产生出的过热蒸汽量 分别为 ： 五、 热 负荷 晶玻璃 有限公司的 生产及 生活用蒸汽。 六、 电力负荷 及供应 晶玻璃 有限公司 目前 年 用电 量 3000 万 司拟计划筹建 二 期 生产线，投资额为 10 亿元 ， 2012 年建成投产，届时新增用电负荷 8000用电负荷将达到 12000前，玉晶玻璃有限 项目 1#生产线 2#生产线 日熔化量， t/d 400 400 锅炉入口烟气流量， h 120000 120000 烟气温度， 500 500 余热锅炉排烟温 度， 185 产生 g)、 420 过热蒸汽量， t/h 16 16 - 7 - 中国轻工业西安设计工程有限责任公司 公司生产及生活用电全部由国家电网提供。余热电站投产后，扣除厂用电可为集团公司提供 力负荷。余热电站所提供电力全部由本公司消耗，不足 部分由电网补充，实行并网不上网。 七、 建设场地 璃生产厂区内 。 本项目 的实施不需要新征土地，建设用地主要包括 2 台余热锅炉用地及发电厂房用地 以及配套设施 。 余热 发电用地在建超白玻璃生产线时 已 留出 。 八、 供电 余热发电系统的启动功率 约 250接从 厂 内的 380V 低压厂用电系统取得。 九、 供水 及水质状况 本项目所有新鲜水临时采用地下水作为水源，由 晶玻璃 有限公司原有机井供给， 待 行唐县 工业园区 污水处理厂经深度处理后的中水作为工程循环冷却系统的补充水源。 （行唐县工业园区 污水处理厂正在建设） 晶玻璃 有限公司 现有 4 眼水井， 取自当地分布在丘陵地性低洼地带的第四系沙层、砾石层潜水，含水层埋深 2050m，单井出水量80100m3/h。 十、 气象条件 本项目厂址所在区域 地处北温带，属大陆行季风气候 ，四季 分明 。春季干燥多风，夏季炎热多雨，秋季寒冷少雪。风向多为南风，其次为东北风，年平均风速 s， 气象 参数如下 ： 多年平均气温 月平均最高气温 - 8 - 中国轻工业西安设计工程有限责任公司 月平均最低气温 多年平均降雨量 539 年最大降雨量 年最小降雨量 262 日最大暴雨量 年平均气压 1009 年平均风速 s 最大风速 21m/s 年主导风向 S 最大冻土深度 54 年平均日照时数 无霜期 207g 年平均相对湿度 60% 十一、 工程地质 水文地质、条件 行唐县在大地构造上，属新华县构造体系。境内低山区大部份为太古界各种片麻、片岩及大理石类，仅口头、秦台局部有古生界石灰岩、新生界第三系砾岩、粘土岩出露，山间沟谷有少量冲、洪积物覆盖；丘陵以各 种白云岩、灰岩、砾岩为主，大部上覆第四系红黄土；平原第四系沉积物厚度自西向东，逐步增大，底板埋深 100，岩性为粘土、砂及砾卵石类。 该建设场地未发现不良地质条件，场地和地基稳定，未发现不良地质。作用地耐 行唐县处于暖湿带亚湿润季风性气候区，境内冬季多为西北风，夏季多为西南风，年平均大风数十天。春、秋、冬三季主要受来自西伯利亚、蒙古冷空气的影响，天气晴朗，光照充足；夏季受南方暖温气候影响，空气湿润，降水充沛。 年平均降水量为 米，主要集中在 7份，占全年降水量的 75全年降水量 为 立方米，年平均径流量为 立方米。全县均为淡水区，水质为重碳酸盐钙镁型水，矿化度为 / - 9 - 中国轻工业西安设计工程有限责任公司 升，适于人畜饮用和工农业生产。 行唐属海河流域的大清河水系，位于潴龙河上游的大沙河、磁河之间，境内有郜河、曲河两条河流，四条河流均依地势自西北向东南顺流而下，河道总长 里，除大沙河外，其他河流均为季节性河流，全县计有大、中、小型水库 16 座，其中大型水库 立方米，中型水库 立方米。 行唐县 有 比较完善的基础设施条件，较好的建设条件，均为本项目的顺利实施提供了保障。 - 10 - 中国轻工业西安设计工程有限责任公司 第三章 主要技术原则及设计范围与接口 一、 设计原则及指导思想 利用玻璃生产线的 烟 气余热 热进行发电是玻璃生产企业的配套工程，应以不影响主生产线的正常工作为前提。因此，对余热发电系统工作的稳定性和安全性的要求较高，不能影响玻璃窑生产线的正常运行。在此前提下余热电站的设计遵循 “技术先进、生产可靠、节约投资 ”原则，具体指导思想如下： 1、 在不影响 玻璃熔窑正常生产的 的前提下最大限度地利用余热 。 2、 本余热发电工程位于 企业厂区 内，总图布置需考虑现有 厂 区的实际情况。 3、 本余热电站工程采用国家专利技术 “单压低参数回热余热发电技术 ”。 4、 余热锅炉露天布置。 5、 本余热电站属于资源综合利用电站， 所发电力 送至 厂区总降压站 供公司玻璃生产线及玻璃深加工项目用电，并入行唐县电力系统 。 6、 余热电站主、辅机的过程控制采用集散型计算机控制系统。 7、 本电站为资源综合利用机组，设备额定负荷利用小时数按照7920h 计算。 8、 以生产可靠为前提，采 用成熟、可靠的工艺和装备。 生产设备原则上采用国产设备。 9、 贯彻执行国家和地方对环保、劳动、安全、计量、消防等方面的有关规定和标准，做到 “三同时 ”。 10、 本余热电站工程不重复设置（不能满足要求者除外）：综合 办公设施、食堂宿舍、劳动保健机构（设施）、安全卫生机构、消防水泵房、生活水系统等。 - 11 - 中国轻工业西安设计工程有限责任公司 二、 设计范围 发电主辅生产厂房、余热锅炉、冷却塔区域、化学水处理车间、玻璃窑炉烟气系统与余热锅炉的连接、其他生产辅助车间等的总平面布置及相关的道路规划、绿化； 主厂房内的汽轮机本体热力系统、除氧给水系统、旁路回热汽（水）系统、循环冷却水系统、汽轮机润滑油系统等。由余热锅炉至发电主厂房的蒸汽、给水等厂区管道； 水工系统：由冷却塔区域至发电主厂房内汽轮机的供回循环冷却水系统； 发电主厂房内的热工控制系统：汽轮机、发电机、余热锅炉集 中控制；化学水处理控制； 电气系统：发电主厂房汽轮机、余热锅炉及相关配套附属设备的厂用电、照明、直流系统，汽轮发电机的控制及保护； 化学水处理间的工艺系统及至发电主厂房的除盐水管道； 通风空调：新建汽轮机、发电机、余热锅炉集中控制室空调，厂用电配电间通风。 消防：发电主厂房汽轮机间、辅助间（除氧间、厂用电配电间、集中控制室）冷却塔区域等的消防设计； 环保：完成电站界区内有关环保的设计； 土建工程：发电主厂房、生产辅助车间的建筑、结构施工图设计。 三、 设计接口 本余热发电工程与外部接口的范围原则上应接至相关的 工质现有管网及相关交接点，输送工质管道交接点的内容包括： 电站的循环补充水管道应接至厂房外 1 米处。 电站的消防用水、生活水管（包括生活污水）、排污水管（包括锅炉排污、化水排污）等均接至厂房外 1 米处。 余热锅炉进口烟道以窑总烟道出地面 处，出口烟道到烟囱 的烟气入口，包括旁路烟道。 - 12 - 中国轻工业西安设计工程有限责任公司 余热电站发电主厂房外 1 米。 电站接入系统设计，岩土工程勘测报告，水文勘测报告，环境影响报告书等均不本范围内。 四、 执行标准 小型火力发电厂设计规范（ 4） 环境空气质量标准（ 996） 火 力发电厂环境保护设计规定（ 02 地表水环境质量标准（ 002） 城市区域环境噪声标准（ 3） 火电厂大气污染物排放标准（ 996）， 时段 大气污染物综合排放标准（ 996） 污水综合排放标准（ 996） 工业企业厂界噪声标准（ 0） 工业企业设计卫生标准（ - 13 - 中国轻工业西安设计工程有限责任公司 第四章 技术方案 一、 烟 气余热发电工作原理 1、 余热发电 系统的热力 系统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 送到 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做为锅炉的给水，经给水泵在送回到锅炉中，这样就完成了一个热力过程。 2、热平衡计算方法及实际发电量 （ 1）锅炉蒸发量 =烟气流量（进口烟气焓值 出口烟气焓值）（过热烟气焓值 给水焓值）锅炉效率 （ 2）汽轮发电机 组发电量 =汽轮机组进气量（即锅炉蒸发量）汽轮机气耗 - 14 - 中国轻工业西安设计工程有限责任公司 可得出： 1#余热锅炉产汽量 16 吨 ， 2#余热锅炉产汽量 16 吨 。 发电量 =（ 16+16） 1000 h （ 1）标压 450 500，烟气焓值为 536 710KJ/ 2） t=420 p=热蒸汽焓值 3284KJ/kg t=400 p=热蒸汽焓值 3232KJ/kg t=120 p=3和蒸汽或水焓值 729KJ/ 3）汽轮机气耗为 州 中能汽轮机设计值） 锅炉热效率为 78%（杭州锅炉厂锅炉设计值） 但是 ，余热发电系统与火力发电系统的主要差距就是热源不同。余热发电系统的热源为主工艺生产过程排出的 烟 气余热。因此，摸清烟 气余热的特性是保证余热发电项目建设成功的前提。 二、 玻璃熔窑烟气余热的特性 玻璃熔窑排出的烟气具有如下特性： 烟气余热温度在 400500 ，烟气流量小，属中温余热，中级能，其热品位相对较低。 由于玻璃熔窑频繁换向，因此 烟 气余热的参数（温度、流量、压力）具有一定的波动性，波动范围较大。 三、 对余热发电系统及设备的要求 在理解上 述特性的基础上，要认清玻璃熔窑中温 烟 气余热对余热锅炉的换热特性，通过对整个余热发电系统的系统优化设计，提出适应中、低温 烟 气余热特性的特种余热锅炉和与之配套的汽轮机，以获得最大化的余热利用率，进而保证余热综合利用项目的经济性。 烟 气余热的品位及特性对余热发电系统的影响最大，热能的多少（温度、流量和压力）具有 “不可控 ”的特征，因此，在充分理解和掌握理解 烟 气特性及换热特性的前提下，需正确处理好余热发电与主工艺的主辅关系，余热发电系统及装备的设计及选择必须满足如下条件： - 15 - 中国轻工业西安设计工程有限责任公司 提高余热发电系统的可靠性，因为余热发电系 统是主工艺的配套工程，在任何情况下不能影响主工艺的正常运转； 提高余热发电系统的稳定性，对主工艺排出的 烟 气参数要无条件适应，做到 “有多少、吃多少 ”； 提高余热发电系统的适应性，在主工艺排出的 烟 气参数波动时，要求余热发电系统及设备的变工况性能要好； 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，为实现 “梯级利用，高质高用 ”的利用原则，在保证余热发电系统可靠性、稳定性、适应性的前提下，应实现余热利用率的最大化，是保证余热利用项目经济性的关键。 四、 本项目方案 晶玻璃 有限公司 的 烟 气余热来自 超白 玻璃熔窑，日熔玻璃液800t/d 为 2 400t/d， 因此本项目可用的 烟 气余热来自这 2 座玻璃熔窑。 基于上述情况， 根据第 2 章的基础条件， 本可研 提出了如下技术方案， 方案的基本情况如下： 四 炉 二 机 方案说明 余热电站采用 二 炉 一 机方案，即每条玻璃生产线配置 1台发电用余热锅炉，共 2 台， 设 凝气 式汽轮发电机组一 套 75002 台余热锅炉产生的过热正气汇总在一起 全部送到汽轮机内膨胀做功并发电。 发电余热锅炉过热蒸汽 g)/420 1#： 16t/h 2#： 16t/h 计算发电功率 7100站装机规模 7500- 16 - 中国轻工业西安设计工程有限责任公司 第五章 主机设备的选择与确定 一、 主 机设备 技术规范 余热锅炉技术规范 1#d 2#t/d 入口烟气流量（正常） h 120000 120000 入口烟气温度 500 500 锅炉额定蒸发量 t/h 16 16 过热蒸汽压力 g) 炉蒸汽温度 420 给水温度 104 给水压力 g) 4 锅炉给水量 t/h 炉排烟温度 185 锅炉烟气侧阻力 900 布置方式 立式、露天布置、 烟气进出口 水平设置、下进下出 抽凝汽式汽轮机技术规范 额定功率 7500 定转速 3000 r/汽流量 36 t/h 主汽压力 Pa(g) 主汽温度 400 排汽压力 转方向 从汽轮机端向发电机端看为顺时针 设计冷却水温 20 空冷式发电机技术规范 额定功率 7500 定转速 3000 r/线电压 10.5 定功率因数 后） 额 定频率 50 数 3 旋转方向 从汽轮机向发电机端看为顺时针方向旋转 - 17 - 中国轻工业西安设计工程有限责任公司 二、 配 玻璃 熔 窑余热锅炉的性能 余热锅炉的性能好坏关乎余热发电系统能否安全、稳定、可靠运行的前提，此外余热锅炉出力的大小还决定了余热发电项目的整体经济性。 中国建材国际工程有限公司 与天 壕 （北京）节能科技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， 针对玻璃窑 烟 气余热的特性，配玻璃熔窑的余热锅炉应满足下述要求： 开发出来的余热 锅炉对 玻璃窑 烟 气余热资源的低品位及参数的波动性有较强的适应能力，可保证长期安全、可靠、稳定运行； 通过选取适当的、相对较低的工作压力参数，提高了余热锅炉的出力，在同样 烟 气参数 前提 下，可增加 20%的产汽量，进而提高了余热发电系统的发电量，为玻璃企业创造较好的经济效益； 通过先进的设计指标，如窄点温差、换热端差等，大大提高了余热锅炉对玻璃窑 烟 气余热的余热利用率，可达 80%，间接地提高玻璃生产企业全厂的能源利用率； 采用独特的密封设计手段，减少余热锅炉的漏风，进而提高了余热锅炉的热效率； 采用可拆卸式受热面结构设计，方便低温易腐蚀段受热面的更换； 采用 有效清灰和除灰方式，防止锅炉受热面积灰和腐蚀，保证锅炉的正常运行。 二、 余热锅炉 的 布置方式 大型余热锅炉的布置主要有立式和卧式两种方式，在烟 气压力 道为负压时两种布置方式各有优缺点， 需 视 烟 气资源的 特点和现场条件进行优化选择。 本项目中余热锅炉推荐使用立式、露天布置。 - 18 - 中国轻工业西安设计工程有限责任公司 玻璃企业的余热发电设施是主生产工艺的配套工程，通常，可利用的空间较小。还有，锅炉的布置方式还要考虑水循环的安全性。因此，玻璃熔窑余热锅炉采用立式 倒“ U”型 布置。 对 玻璃熔窑 烟 气 余热锅炉而言，立式布置的优点如下： 1） 占地小，布置方便； 2）、 锅炉烟道密封 容易，减少漏风； 3） 、灰的收集（或携带）方便； 4） 、烟气 流动均匀，可避免出现烟气走廊而导致的传热效率降低和局部过速磨损。 缺点是 ： 1） 锅炉钢结构用量略有增加， 2）对清灰的要求更高。 三、 余热锅炉水循环安全性 锅炉的水循环方式主要由自然循环、强制循环和复合循环三种。依靠工质的重度差而产生的循环流动称为自然循环。借助水泵压头使工质产生的循环流动称为 强制 循环。 结合自然循环和强制循环两种方式的循环方式为复合循环。本项目 配 玻璃熔窑的余热锅炉工作压力参数较低，因此，只对自然和强制循环进行比较。 自然循环形成：汽包、下降管、下 联箱和倾斜式的受热面组成一个循环回路。由于上升管中的水在炉内受热产生了蒸汽，汽水混合物的比重 /密度小，而下降管在炉外不受热，管中是水，其比重 /密度大，两者比重 /密度差就产生压力差，压力差形成水流推动力，水沿下降管向下流动，而汽水混合物则沿上升管向上流动，这样就形成水的自然循环流动。 强制循环锅炉的结构与自然循环基本相同，所不同的在下降管中增加了循环泵，作为增强汽水循环的推动力。 强制循环锅炉的优点 ： 1） 工质在受热面中是强制流动，因而受热面的布置方式灵活； 2） 汽水流速高，换热效率高； 3） 起、停炉快； 4）循环 倍率 820（自然循环的循环倍率一般为 510）或更高，蒸发受热面可使用小管径，相对汽包容积减小，节省钢材。缺点： 1） 加装热水循环泵，操作、检修相对复杂，系统可靠性降低； 2） 循环泵系统投资增加； 运行费用高。 - 19 - 中国轻工业西安设计工程有限责任公司 自然循环的优点： 1） 系统可靠性高； 2） 系统水容积增大，（在 热源 波动情况下）稳定性好； 3） 运行费用低。缺点： 1） 锅炉钢材消耗较强制循环系统而言有所增加（由于锅炉设计水平的提高，受热面布置难度提高的问题已经解决）； 2） 锅炉启、停慢。 在中低温余热 发电 领域，燃气轮机余热发电的锅炉及其热力系统的技术相当成熟， 许多设计思想可以应用到 玻璃窑 余热发电领域。自从 20 世纪 90 年代 明的自然引致循环的专利技术后，首台立式余热锅炉脱离循环泵成功运行，由此中低温余热锅炉以立式自然循环为潮流。比 如 日本三菱就有 61 台中低温立式自然循环余热锅炉在投入运行。 综合所述，在本项目中推荐使用的余热锅炉全部采用立式自然循环布置。 但是，采用自然循环方式需充分考虑锅炉的布置方式，即立式还是卧式。配玻璃熔窑的 余热 锅炉蒸发量普遍较小、工作压力参数低，因此，为保证水循环的可靠性和安全性，自然循环的余热锅炉建议采用立式布置。 四、 汽轮机性能 对余热 发电项目来讲，由于热源不可控，余热锅炉的蒸汽参数（压力、温度、流量）无法与标准系列汽轮机要求的进汽参数一致，因此，本项目汽轮机也将是非标的。如果简单选用标准系列的汽轮机将会带来效率的较大降低，影响将来的发电量和经济效益。同时，由于 烟 气参数的波动，必然带来蒸汽参数的变化，或者说汽轮机处于非设计工况下运行的情况较多，因此汽轮机变工况性能对余热发电来讲是比较重要的。 本项目采用的汽轮机将根据蒸汽参数（压力、温度、流量），对汽轮机转子叶型进行四维设计，提高汽轮机内效率 58 百分点。 - 20 - 中国轻工业西安设计工程有限责任公司 第六章 工程建设 方案 一、 余热发电 系统方案 本项目 余热发电系统采用 “单压低参数回热发电技术 ”，能最大限度地利用余热资源，提高余热利用率，同时对 烟 气余热的资源的波动有很好的适应性，提高随窑运转率，运行安全稳定可靠。 余热发电系统的热力系统由余热锅炉和抽凝式汽轮发电机组及相应的辅机、除氧器、给水泵等设备组成。 余热电站采用 二 炉 一 机的配置方案，即，在每条玻璃生产线的端部各自配置一台余热锅炉，共 2 台。 2 台锅炉产生的过热蒸汽通过蒸汽母管汇总在一起后 进入抽凝式汽轮机做功，带动发电机发电。 过热蒸汽经隔离阀、主汽阀、调节阀进入汽轮机膨胀作功后，排至凝汽器 ，乏汽在凝汽器中凝结成水后，汇入热井，在由凝结水泵送往热水箱作余热锅炉给水循环使用。循环冷却水泵将水池中冷却水打入凝汽器对汽轮机排汽（乏汽）进行冷却，然后再排往机械通风冷却塔进行冷却，经过冷却的水回到水池作为凝汽器冷却介质循环利用。发电机冷却介质为空气，冷却方式为闭式循环通风冷却。 另 外 ，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。 余热电站设发电主厂房一座，分别设置一台 （ 套 ） 抽凝式汽轮机、发电机以及相关的辅助设施。 二、 主要技术经济指标 装机容量： 7500 计算发电功率： 7100 年额定负荷运行时间： 7920 h 年发电量： 5643104 自用电率： 11 % 年供电量： 04 - 21 - 中国轻工业西安设计工程有限责任公司 三、 汽轮机热力系统 本汽轮机热力系统 主要 由主蒸汽系统、轴封系统、疏水系统、凝结水系统、真空系统和循环水系统等组成。 1、 主蒸汽 及其旁路系统 来自余热锅炉的主蒸汽经隔离阀至主汽门，再经调节阀进入汽轮机作功，做完工后的乏汽进入凝汽器凝结为水，经凝结水泵、除氧器、给水泵送回锅炉循环使用。 为满足启动、停机和负荷变化的需求、达到节约用水目的，主蒸汽系统设有旁路装置，旁路装置通过 减温减压器将主蒸汽的温度和压力降低后，进入凝汽器，减温水由余热锅炉给水系统提供。 2、 轴封系统 为了减少 汽轮机 汽缸两端轴封处的漏气损失，在轴伸出气缸的部位均装有轴封，分别由前汽封、后汽封和隔板汽封，汽封均采用高低齿型迷宫式。 供汽轮机前后轴封和隔板汽封蒸汽的管道连接在主汽门前。 3、 疏水系统 在汽轮机启动、停机或低负荷运行时，要把主蒸汽管道及其分支管道、阀门等部件中集聚的凝结水迅速地排走，否则进入汽轮机通流部分，将会引起水击，另外会引起其它用汽设备和管道发生故障。 汽轮机本体疏水设计有： 自动主汽阀前疏水（ 直接排地沟）； 前后汽封疏水（直接排地沟）； 自动主汽阀杆疏水（直接排地沟）； 汽轮机前后汽缸、轴封供汽管疏水，引至疏水膨胀箱。 设置 1 台疏水扩容器、 1 台疏水箱、 2 台疏水泵， 1 用 1 备。 4、 凝结水系统 凝汽器热井中的 凝结水 ，由凝结水泵经抽气器送至除氧器。 汽轮机启动和低负荷运行时，为了保证有足够的凝结水量 ， 维持热井水位， 在 主凝结水管道上装设了一根再循环管，使一部分凝结水可以在凝汽器及 凝结水 - 22 - 中国轻工业西安设计工程有限责任公司 泵 之间循环，再循环水量的多少由再循环管道上的阀门来控制。 汽轮机第一次启动及大修后启动时，凝汽器内无水，这 时 应由专设的 软化水管向凝汽器 注水 。 设置 2 台凝结水泵， 1 用 1 备。 5、 真空系统 汽轮机运行需要维持一定的真空，必须抽出凝汽器、凝结水泵等中的空气，它们之间均用管道相互联通，然后与 射水 抽气器连在一起，组成一个真空抽气系统。 1 台 机组选用 2 台射水泵， 1 台运行， 1 台备用；机组配射水抽气器 2 台 ， 1 用 1 备， 射水箱 1 台。 6、 循环水系统 凝汽器、冷油器以及发电机的空气冷却器必须不断地通过冷却水，以保证机组的正常工作，冷却水管道、循环水泵、补充用的工业水管道及冷却循环水的冷却设备总称为循环水系统。 余热电站 循环水系统 采用 1050 双 曲线冷却塔循环系统 ，其补充水水源来自厂区自来水 ，待污水处理厂投入运行后用其处理后的中水 。 7、 给水除氧系统 进入锅炉的补充水和从汽轮机回收的凝结水在进入锅炉前必须进行除氧，以防止水中的溶解氧对锅炉受热面的氧化腐蚀。 本项目采用大气式热力除氧方式。 本项目选取大气式热力除氧方式 ， 凝结水、化学补充水及旁路回热水进入除氧器，经去除水中的氧气后进入除氧水箱。除氧热源取自汽轮机尾部抽汽。 锅炉单元式给水系统，给水泵在锅炉运转层下，除氧器采用锅炉自加热除氧系统，这是杭锅自行设计的 124的高位除氧器布置在 锅炉顶部，每台除氧器设计容量为该台锅炉最大蒸发量的 8、 锅炉给水系统 除氧水经 锅炉给水泵 分别送入 2 台余热锅炉，设置 4 台锅炉给水泵， 2 用 2 备，采用变频控制。 -