浮法玻璃熔炉余热发电工艺研究

河南思可达光伏材料股份有限公司 林春平 陈二林 杨海洲

浮法玻璃熔炉余热发电工艺研究

河南思可达光伏材料股份有限公司 林春平 陈二林 杨海洲

目前，我国有160余条浮法玻璃熔炉大量排放的400～600℃高温烟气，所携带的热能相当于总输入热量的35%～50%，因此多数玻璃企业都会安装热管式余热锅炉来回收部分烟气热能，产生蒸汽用于重油燃料加热和北方地区冬季供暖。即便如此，烟气余热的利用率也只有20%左右，仍有大量的高温烟气直排烟囱，烟气所带走的热损失非常惊人，尤其是在南方地区或以天然气为燃料的玻璃生产企业这种现象就更为突出。

玻璃窑余热发电技术就是利用玻璃窑行业排放的中低温（600℃以下）余热资源，通过设置余热锅炉、汽轮机、发电机等热能利用设备，回收其低温余热资源用于发电。

一、中信重工纯低温余热发电技术介绍

1991年，中信重工机械股份有限公司与国家建材局、西安交通大学、南京热管技术开发中心、天津大学等共同承担国家“八五”攻关项目“中、低温余热发电工艺及装备的研究开发”，并不断完善优化汽轮机设计制造工作，逐步形成了满足不同行业需求的不同参数的小型汽轮机系列产品，主要有抽汽、背压、冷凝、背抽等各种型号，2004年，又率先推出双压技术。同年，国家发展改革委员会在洛阳中信重工机械股份有限公司召开全国纯低温余热发电技术研讨会，全国纯低温余热发电正式拉开帷幕。中信重工机械股份有限公司已经开发出了具有自主知识产权的纯低温余热发电双压技术、补汽凝汽式汽轮机。

二、基本条件

1.余热条件。河南思可达光伏材料股份有限公司拥有4条玻璃生产线，生产线情况见表1。

表1 玻璃生产线情况

其中3#和4#两条生产线配套一台余热锅炉，代替原有的燃料锅炉生产饱和蒸汽用于重油燃料加热，1#已经停产，余热发电工程只利用2#生产线产生的废气余热。

2.主要技术设计原则。工程设计本着合理、先进、适用、经济、可靠的原则，优化工艺流程和布置方案，采用先进可靠的工艺技术和自动化控制技术，满足国家有关法律、法规以及行业规范。主要遵循以下原则及要求。

（1）在不影响玻璃生产的前提下最大限度地利用余热。

（2）余热电站的运行方式为以热定电，有多少余热发多少电，发电系统的设计参数的选择按年发电量最大化考虑。

（3）余热锅炉采用旁路烟道系统，随时可以切换，以此保证余热发电不影响玻璃窑正常生产和检修。

（4）采用先进的工艺技术方案，选用成熟可靠的设备，自动化程度高。

三、技术方案

1.装机容量。根据河南思可达光伏材料股份有限公司余热条件，共设置两台余热锅炉，其中一台余热锅炉生产饱和蒸汽用于重油燃料加热（1#余热锅炉），另外一台余热锅炉生产过热蒸汽通过汽轮机做功发电（2#余热锅炉）。技术参数见表2、表3。

表2 1#余热锅炉技术参数

表3 2#余热锅炉技术参数

由于烟气中含有硫化物，余热锅炉的给水温度不能太低，否则受热面容易结露，使受热面腐蚀。为了既充分利用低品位的废气余热，获得最大限度的发电功率，又保证热力系统和设备的安全运行，我们通过热力除氧，加热给水，提高给水温度，避免受热面结露腐蚀。

2#余热锅炉生产的蒸汽一路（主蒸汽）进入汽轮机，带动发电机发电，另一路（低压蒸汽）到热力除氧器，作为除氧器用汽，提高系统余热利用效率。

2#余热锅炉产生400℃的过热蒸汽7.5t/h进入汽轮机的主汽门做功发电，汽轮机发电机组装机1.5MW，汽轮机技术参数见表4。

表4 汽轮机技术参数

本工程设计指标如下：汽轮发电机组装机容量：1500kW，计算发电功率：1340kW，年运行时间：7200h，年发电量：964.8×104kWh，自用电率：7%，年供电量：897.3×104kWh。

2.余热发电工艺流程简述。

（1）烟气流程。出玻璃窑废气经余热锅炉换热后温度降至180℃左右，经除尘净化达标后由引风机经烟囱排入大气。

（2）水、汽流程。原水（取自自来水管网）由原水泵送入化学水处理系统，达标后的软化水进入软化水箱作为补充水补入热力除氧器，经除氧后由锅炉给水泵送至余热锅炉。

除氧器给水箱的水通过给水总管道，分别进入高压给水泵和低压给水泵。自高压给水泵出来的高压水，接至2#余热锅炉的高压省煤器入口，经过加热蒸发过热后变为400℃的过热蒸汽进入汽轮机做功发电；自低压给水泵出来的低压水分成两路，一路进入1#锅炉的省煤器，生产出165℃的微过热蒸汽加热重油燃料，另一路进入2#锅炉的低压省煤器，生产出165℃的微过热蒸汽用于热力除氧。

（3）化学水处理。为了满足锅炉给水的要求，本工程采用以及反渗透＋一级混床除盐水系统。

化学水处理车间的供水由原厂区生活、生产给水管网供给。处理流程为：自原厂区生活、生产给水管网供给的水依次进入化水间机械过滤器、活性炭过滤器及精密过滤器，然后由高压泵将水送至反渗透装置，除去大部分盐分后进入中间水箱，再由中间水泵将水送至混合离子交换器，出水为除盐水，进入除盐水箱，再通过除盐水泵供至汽轮发电机房。

（4）污水处理系统。本工程凝汽器冷却水循环使用，不会对环境造成影响；化水系统设一酸碱中和池，系统排放的废液经加碱中和后外排。生活污水将排入厂区生活污水处理系统处理后达标排放，不会对周围水系造成污染。

（5）系统控制。本工程系统控制采用较先进的DCS系统。

（6）循环冷却水系统。本工程为余热发电，本次设计将采用闭式循环冷却水系统，设循环冷却水池一个，冷却塔一座以及两台循环水泵，保证发电系统的冷却水要求。

研究表明，利用玻璃厂废气余热进行发电，符合国家资源综合利用的政策，可为企业创造良好的经济效益和社会效益，并且能够减轻电网供电压力，项目的投产将对笔者的厂的影响甚大，基本做到了电量自产自足。