玻璃窑余热发电技术的应用与研究
摘要： 通过余热发电技术，将玻璃窑废气转化为清洁的、可利用的能源，提高了资源综合利用率，改善了玻璃窑废气给环境带来的污染。
Abstract： Through the waste heat power generation technology， the glass kiln waste heat is transformed into the clean and available energy， improve the comprehensive utilization of resources， and improve the environmental pollution caused by glass kiln exhaust gases.
关键词： 余热发电；玻璃窑；应用
Key words： waste heat power generation；glass kiln；application
中图分类号：TM61 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）25-0067-02
0 引言
随着市场竞争日益激烈，企业不得不降低成本来提高企业效益，其中玻璃行业耗能高，耗能占玻璃成本的20%～30%，为了节能增效、降低生产成本，提高企业的竞争力，现利用玻璃生产中产生的废气余热资源，通过余热电站后将其回收，转变为清洁的电能。同时，技术人员不断地创新，将玻璃窑余热发电技术不断完善，以获得更加广泛的应用。
1 我国玻璃窑废气现状
国内浮法玻璃窑生产线目前主要使用重油、天然气、石油焦等几种燃料，排烟温度大多在400～500℃。烟气的主要特点是温度高、流量适中、粉尘含量较低。我国玻璃企业燃用石油焦粉较多，其平均含硫率在2%～3%，其燃烧产物烟气中含有大量的腐蚀性气体和黏性较强的油灰。玻璃窑生产过程中伴随着大量废热烟气的排放，不仅是对能源的浪费也是对大气环境的污染。
2 玻璃窑余热发电系统组成
下面对某玻璃厂三条500t/d玻璃窑生产线配套6MW余热发电工程的系统进行简单阐述：
2.1 烟风系统 烟风系统与玻璃窑炉原烟气系统存在着并联关系，将高温烟气自调压闸板后从原烟道引出来，进入余热锅炉内。烟气在余热锅炉中同炉内的工质进行换热，加热给水产生蒸汽，实现热量的回收。换热后的低温烟气，排出余热锅炉后再由锅炉引风机送到原烟气流程，最后从原烟囱排走。系统故障或检修时，烟气闸板切换回原设计流程，从而保障玻璃的正常生产。
随着国家环保要求日益提高，现今的玻璃窑生产线配套余热发电工程，烟气系统中还增加了脱硫和脱硝工艺，所以引风机还需要考虑脱硝和脱硝工艺增加的烟气阻力。
2.2 给水除氧系统 本工程拟采用热力除氧方式，应用锅炉自除氧技术。锅炉给水为凝结水，直接由凝结水泵送至锅炉除氧器。除氧器布置于锅炉钢架之上，在炉内设置有自然循环方式的除氧受热面，热面吸收锅炉尾部较低温度的烟气热量产生低压蒸汽，从而加热凝结水除氧。
2.3 凝结水系统与冷凝器抽真空系统 汽轮机排出的乏汽，在凝汽器中被循环水冷却，凝结成水。凝汽器出口凝结水通过凝结水泵加压后，经汽封加热器送至各余热锅炉的除氧器；汽封加热器后设有凝结水再循环至凝汽器。
抽真空系统为凝结水系统的辅助系统，功能主要在于维持凝汽器中的真空度。
2.4 疏放水系统与锅炉排污系统 汽轮机本体疏水配套扩容器、疏水箱和疏水泵，汽机本体、主汽阀及调节汽阀等疏水均疏入疏水扩容器，经扩容后进入凝汽器。
2.5 化补水系统与循环冷却水系统 设置除盐水箱及除盐水泵，化学补充水经调节阀进入热井，再通过凝结水泵与凝结水一起加压送至锅炉除氧器，弥补全厂的汽水损失。锅炉辅机、引风机、汽机辅机冷却水采用循环冷却水进行冷却，考虑工业水作为备用冷却水源。循环冷却水系统的主要设备包括循环冷却塔和循环水泵。
2.6 炉水检验及加药系统 为减少锅炉蒸发器和过热器的积垢和腐蚀，设置锅炉汽包炉水取样分析装置和锅炉炉水加药系统，以保证锅炉汽水品质符合标准。
3 主机选择
3.1 余热锅炉 锅炉一般使用自除氧的技术，锅炉设有除氧器及除氧蒸发受热面。第一烟道中烟气自下而上分别横向冲刷过热器和三级蒸发器，第二烟道中烟气自上而下横向冲刷二级省煤器和二级除氧蒸发器。炉内受热面可使用光管，设在线除灰装置，两烟道中底部可设置灰斗。为便于运行和检修，设有多层平台，扶梯可以根据现场情况设置。例如某玻璃厂3台500t/d玻璃生产线，每条生产线配套一台余热锅炉，每台锅炉的主要设计参数如表1所示。
3.2 汽轮发电机组 汽轮发电机组一般采用抽汽凝汽式机组，能在最大程度上满足发电、供汽等需求，保证机组的安全高效运行。上述三台余热锅炉总蒸发量为28.5t/h，全凝工况下系统计算发电功率可达5.7MW，故系统装机容量为6MW。机组设计最大抽汽量为5t/h，抽汽量灵活可调，抽汽压力0.5MPa（a）。机组的主要设计参数如表2所示。
4 玻璃窑余热发电技术经济分析
上述三条500t/d玻璃生产线配套6MW纯低温余热发电工程，每年发电量约45.6×106kWh（按年运行小时数8000h），每年供电量约39.8×106kWh（扣去厂用电）。按设计工况每年供电量39.8×106kWh，平均供电煤耗326g/kWh，每吨标煤产生CO2约2620kg，节能环保效益计算如下，每年可节约标煤约1.297万吨，每年可减少二氧化碳3399.4万吨。
上述玻璃窑低温余热发电工程主要技术经济指标见表3所示。
表3 主要技术经济指标
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5 结束语
综上所述，通过玻璃窑余热发电技术，提高了资源综合利用率、改善了环境，响应国家节能环保的方针政策，同时，在实践中不断地积累经验，有利于玻璃窑余热发电技术的进一步优化，发挥更好的社会效益和经济效益，实现国家的可持续发展战略规划思想。
参考文献：
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[2]曾大凡.中国建筑材料科学研究总院副院长.玻璃窑用耐火材料的现状和发展前景[N].中国建材报，2010.
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