浮法玻璃生産線餘熱發電工程案例
1. 江蘇華爾潤集團有限公司總部北區餘熱發電介紹
江蘇華爾潤集團有限公司總部北區餘熱發電工程:利用八、九線的煙氣,餘熱鍋爐進口廢氣溫度設計值爲450℃,總産蒸汽13.5t/h,蒸汽壓力1.60Mpa,溫度350℃,採用主進汽參數爲1.25-335℃,裝機容量爲3.0MW(即3000kw)汽輪發電機組,所有參數按穩定的餘熱能力確(què)定。裝機設備爲兩台餘熱鍋爐及配套一台汽輪發電機。兩套鍋爐系統流程基本相同:汽輪機凝結水經凝結水泵送入除氧器,經給水泵爲餘熱鍋爐提供給水,八線、九線餘熱鍋爐各生産1.6Mpa過熱蒸汽,分别彙合各自的主蒸汽母管再一起進入汽輪機用於(yú)發電。汽輪機做功後的乏汽通過冷凝器冷凝成水,再經凝結水泵送入除氧器,形成完整的熱力循環系統。
在二條玻璃生産(chǎn)線蓄熱室後與煙囪(cōng)間各設置一台餘熱鍋爐。保留原有煙道作爲緊急排風煙道,當餘熱鍋爐故障檢修時,玻璃燒成系統可以繼續運行,不影響玻璃線的正常生産(chǎn)。餘熱鍋爐生産(chǎn)1.60Mpa-350℃的過熱蒸汽。
本工程於(yú)2007年6月並(bìng)網發電。
由於該項目是國内第一條浮法玻璃熔窯純餘熱發電,設計方案比較保守,餘熱鍋爐進口廢氣溫度設計值爲450℃,實際運行時達到並(bìng)超過瞭(le)500℃,最高達到550℃。由於鍋爐煙氣入口溫度偏高,造成3MW裝機容量不能滿足産汽量的需要,對設備壽命也産生一定的影響。
2.江蘇華爾潤集團有限公司總部東區餘熱發電介紹
江蘇華爾潤集團有限公司總部東(dōng)區餘熱發電(diàn)工程:即利用四、五、七線煙氣,煙氣量如下表1。
表1.四線(xiàn)、五線(xiàn)、七線(xiàn)煙氣(qì)量表
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生産線編号
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煙氣溫度℃(設計值)
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煙氣量104Nm3/h(設計值)
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四線
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420~550(500)
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6~7(6.5)
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五線
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420~550(500)
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9~11(10)
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七線
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420~550(500)
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7~8(7.5)
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在三條玻璃生産(chǎn)線蓄熱室後與煙囪間各設置一台餘熱鍋爐。保留原有煙道作爲緊急排風煙道,當餘熱鍋爐故障檢修時,玻璃燒成系統可以繼續運行,不影響玻璃線的正常生産(chǎn)。餘熱鍋爐生産(chǎn)2.5Mpa-420℃的過熱蒸汽和0.5Mpa的飽(bǎo)和蒸汽。
三條生産(chǎn)線裝設三台雙壓餘熱鍋爐,共産(chǎn)中壓汽32t/h(不包括低壓部分)蒸汽壓力2.50Mpa,過熱蒸汽溫度爲410℃,根據過熱蒸汽特性換算焓值後計算得出汽輪發電(diàn)機的平均發電(diàn)功率爲6950kW,故選用額定功率爲7500kW抽凝式汽輪發電(diàn)機組。
同時,三台餘熱鍋爐生産0.5Mpa的低壓飽(bǎo)和蒸汽與汽輪機抽汽及減溫減壓後的一部分主蒸汽一並(bìng)作爲除氧器、給水加熱器及工業用汽的汽源。
本工程結合北區八、九線電站的寶貴經驗和東區的四、五、七線煙氣的實際情況,選用次中壓中溫參數的相關設備。本工程於(yú)2008年9月並(bìng)網發電,運行情況良好,系統穩定,對浮法玻璃生産線的影響較小,排煙溫度與北區相比,有一定的降低。由於(yú)玻璃窯産生的煙氣含有大量的粉塵和玻璃工藝的特殊性,煙氣粉塵帶有一定的黏性,鍋爐運行一段時間後,将聚集大量的灰塵,從而使排煙溫度升高,導緻對爐後引風機的運行産生一定的影響。
3. 江蘇華爾潤集團有限公司江門餘熱發電介紹
江蘇華爾潤集團有限公司江門餘熱發電工程:兩條玻璃生産(chǎn)線的煙氣量配置兩台餘熱鍋爐,産(chǎn)汽量約34t/h,蒸汽壓力爲1.47Mpa,過熱蒸汽溫度爲360℃,採(cǎi)用1台進汽壓力1.27MPa,汽輪機額定功率6MW。其餘的工藝系統與總部北區的流程相同。
本工程目前已投入運行,平均發電量5.5MW,達到設計計算值5.35MW,並(bìng)且對玻璃熔窯生産(chǎn)沒有影響。
4. 江門益勝浮法玻璃餘熱發電工程介紹
廣東江門益勝浮法玻璃有限公司於(yú)1994年12月8日由廣東省江門浮法玻璃廠和新加坡ISN公司合資成立。公司現有的兩條浮法玻璃生産(chǎn)線(一條爲450t/d,另一條爲550t/d),配置兩台餘熱鍋爐和一台純凝式汽輪發電機組。
本工程的兩台餘熱鍋爐採(cǎi)用単壓立式鍋爐,合計蒸發量24.35t/h,2.5MPa,390℃,配置一台4.5MW的凝汽式汽輪發電(diàn)機組。
爲瞭(le)提高發電量,除氧器採(cǎi)用真空除氧器,在進鍋爐省煤器之前,對給水進行加熱,加熱汽源採(cǎi)用鍋爐汽包的飽和汽。
本工程現已進入施工圖設計(jì)階(jiē)段。
5. 江蘇華爾潤集團有限公司山東巨潤浮法玻璃餘熱發電介紹
本工程爲江蘇華爾潤集團有限公司在山東巨野縣投資的6條700t/d的浮法玻璃生産(chǎn)線,工程建設直接與主體工程——浮法玻璃生産(chǎn)線同步,工程分兩期建設,一期爲4條700t/d的玻璃生産(chǎn)線配置四台單壓、立式、自然循環、自帶除氧器的餘熱鍋爐,合計産(chǎn)汽72t/h,壓力2.5MPa,溫度405℃,配置一台12MW的抽汽凝汽式汽輪發電機組。一般情況下,玻璃生産(chǎn)線的用汽由汽輪機的抽汽供給,爲瞭(le)保證玻璃生産(chǎn)線的用汽,設置瞭(le)一台減溫減壓器。工程二期爲2條700t/d的浮法玻璃生産(chǎn)線,兩台餘熱鍋爐配置一台6MW的汽輪發電機組。
本工程現已完成施工圖設(shè)計(jì)。
玻璃窯餘熱發電的設計原則
玻璃窯餘熱發電設計的基本指導(dǎo)思想:以不影響玻璃生産(chǎn)線正常生産(chǎn)爲前提,進行電站總體技術方案的設計,遵循“穩定可靠,技術先進,降低能耗,節約投資”的原則,認真研究工程建設條件,提出可供建設方選擇的技術方案,爲建設方選擇适宜的技術方案提供依據。
玻璃窯餘熱發電設計主要設計原則:
1、遵守國家、地方和行業頒(bān)發的标準、規範、法則和規定,貫徹(chè)行業技術政策。同時,設計上做到統一規劃,協調利用現有的各種資源;
2、認真貫徹國家節能政策,各種熱工設備(bèi)、管道採(cǎi)用先進的節能措施,所有設備(bèi)均選用節能産品;
3、在不影響主體工程(玻璃生産(chǎn)線)生産(chǎn)的前提下,最大限度利用玻璃窯煙氣(qì)的餘熱;
4、在生産可靠的條件下,盡可能採(cǎi)用先進的工藝(熱力系統)技術方案,以降低操作成本和改進基邊(biān)的投入;
5、以生産可靠爲原則,採(cǎi)用成熟、可靠的工藝和設備(bèi),克服同類型、同規模的工程中暴露出的問題;
6、在玻璃窯生産的後期,窯的排煙溫度較高(一般在520℃以上),受鍋爐過熱器材質的影響,可考慮採(cǎi)用餘風再循環或參(cān)冷風處理;
7、餘熱發電所用設備(bèi)原則上採(cǎi)用國産設備(bèi);部分關鍵控制設備(bèi)和儀表考慮國内採(cǎi)購國外技術産品(含組裝、原裝);
8、餘熱利用電站的馬達控制和過程控制採用計算機控制系統,達到高效、節能、穩定生産、優化控制的目的,並最大程度地減少操作崗位定員,以降低成本。
玻璃窯餘熱發電(diàn)系統主要包括:餘熱鍋爐廢氣系統、電(diàn)廠(chǎng)熱力系統(包括餘熱鍋爐汽水系統和汽機汽水系統)和循環冷卻水系統等。
1.鍋爐廢氣系統
自玻璃生産(chǎn)線熔窯排出的廢氣(煙氣)經過餘熱鍋爐,與鍋爐中的工質(水)進行熱交換後,排至脫硫、除塵(chén)系統。在餘熱鍋爐故障時,廢氣直接從餘熱鍋爐的旁路直接排至煙囪。
華爾潤集團浮法玻璃純低溫餘熱發電工程廢氣系統工藝流程圖如圖1所示。

圖1 華爾潤集團浮法玻璃純(chún)低溫餘熱發電(diàn)工程廢氣系統圖
2.熱力系統
目前,玻璃窯用純(chún)低溫餘熱發電所採(cǎi)用的熱力系統,常見有兩種不同的除氧方式:
(1).集中除氧系統:即主要是借鑒火力發電廠的熱力系統形式,除氧器集中於(yú)汽輪機房,一般是兩條玻璃生産線共用一台大氣式除氧器或真空除氧器。江蘇華爾潤集團有限公司總部北區玻璃窯餘熱發電的原則性熱力系統,本系統中:鍋爐採(cǎi)用單壓自然循環鍋爐,除氧器採(cǎi)用大氣式除氧器,汽輪機採(cǎi)用純凝機組。
本系統的主要熱力設備(bèi)(除鍋爐)布置都相對集中,便於(yú)控制和和管理,同時,可将餘熱鍋爐的排煙溫度降低(與自除氧系統相比),排煙溫度在170℃左右,爲煙氣後期的脫硫、除塵提供有利條件,引風機的運行溫度較低。本方案的初投資相對較高。
(2).自除氧系統:本系統是将鍋爐和除氧器組合一體,在熱力系統中沒有單獨的除氧器,即鍋爐自帶(dài)除氧器,除氧器作爲鍋爐尾部受熱面一部分,一般稱(chēng)自除氧系統。江蘇華爾潤集團公司總部東區餘熱發電工程系統流程圖如下:
圖2. 江蘇華爾潤集團有限公司總部東(dōng)區玻璃窯餘熱發電(diàn)的原則性熱力系統
本系統中,鍋爐的排煙溫度較高,一般在195~210℃,是由於(yú)進入除氧器受熱面的凝結水溫度較低,使至管壁的溫度較低(低於(yú)SO2的露點溫度),鍋爐尾部受熱面設計成欠受熱面,以減少低溫腐蝕。本方案的設備布置比較分散,一般採(cǎi)用分散控制系統,整個熱力系統相對簡單,管線少,部分設備較多,初投資少,投資回收期短。本系統的餘熱利用效率在55%左右。
綜上所述,兩種除氧方式各有所長,具體工程採用何種系統,必須通過工程方案和技術經濟指标論證確定。
3.存在的問題
目前,玻璃窯餘熱發(fā)電(diàn)工程普遍存在以下幾個問題:
餘熱鍋爐清灰問題:由於(yú)玻璃窯自身的原因,導緻熔窯的排氣含有大量的灰塵,且塵帶有很大的黏性,停留於(yú)餘熱鍋爐的灰塵會粘連於(yú)設備。如何清除将變成玻璃純低溫餘熱發電的一大難題。華爾潤東區、北區採(cǎi)用的機械振打清灰,效果不甚理想。通過我們探讨研究認爲,採(cǎi)用機械振打加蒸汽吹灰較适宜。
餘熱鍋爐排煙問題:餘熱鍋爐的排煙溫度高低,對爐後的引風機的選型有決定性的影響。目前,我們在華爾潤集團總部所設計的兩條線的餘熱發電中:排煙溫度均有升高,偏離設計值,特别是在鍋爐運行一段時間後,鍋爐的清灰不及時或者沒有除掉,使煙氣的含塵(chén)量增加,從(cóng)而使引風機嚴重粘灰,風機軸承震動值偏高,效率降低,出力不夠;其次是餘熱鍋爐的積灰較多,直接影響餘熱鍋爐的熱交換效率,從(cóng)而緻使排煙溫度升高,影響後面的脫硫裝置的效率。
以上問題,我們将進一步深入實際,集思廣(guǎng)益,尋求更好的解決辦(bàn)法。