玻璃窯爐余熱發(fā)電系統(tǒng)
回收利用玻璃熔窯的排煙熱能，進(jìn)行余熱發(fā)電，可提高玻璃企業(yè)的能源利用率。余熱發(fā)電所發(fā)電力直接用于玻璃生產(chǎn)各環(huán)節(jié)，減少外購(gòu)電量，降低單位玻璃生產(chǎn)成本。同時(shí)可以緩解能源供應(yīng)緊張的局勢(shì)、減少污染物的排放。玻璃企業(yè)建設(shè)余熱發(fā)電可提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，減少大氣污染物的排放，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)保效益和社會(huì)效益多贏的局面，符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)“減量化、再利用、資源化”原則，是我國(guó)玻璃企業(yè)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)重要途徑。
1、廢氣余熱資源
大部分工業(yè)過(guò)程都伴隨產(chǎn)生一定的廢棄熱能，稱之為“余熱資源”，如煙氣、廢蒸汽、廢熱水、高溫待冷卻物料、化學(xué)反應(yīng)過(guò)程放熱、未燃燼物等。工業(yè)過(guò)程的能源消耗以燃料和電力為主，通常燃料的利用率在30~40%之間，會(huì)有大量的余能產(chǎn)生，且大部分余能以廢氣余熱的形式存在。如不對(duì)廢氣余熱資源進(jìn)行回收利用，不僅會(huì)浪費(fèi)能源，而且還污染環(huán)境。玻璃熔窯設(shè)計(jì)使用重油、天然氣、煤氣等燃料。燃料在爐內(nèi)燃燒形成的煙氣被排出窯外，即產(chǎn)生了廢氣余熱資源。玻璃熔窯廢氣屬于中溫廢氣余熱，溫度在450℃左右。
2、廢氣余熱發(fā)電技術(shù)概要
這張圖顯示了一個(gè)工藝過(guò)程的能流平衡圖。
常說(shuō)來(lái)，玻璃熔窯的能流分配為：40~45%被玻璃液吸收，20~25%通過(guò)爐舀表面散熱損失，另外30%為排煙損失。這30%的熱能如不回用，直接排向大氣，不僅造成能源的浪費(fèi)，而且還污染環(huán)境。玻璃窯的余熱發(fā)電就是要充分回用30%排煙中的熱能，實(shí)現(xiàn)變廢為寶，生產(chǎn)出清潔的“電能”。
目前，玻璃行業(yè)主要采用熱利用的回收途徑，即設(shè)置熱管式余熱鍋爐，回收部分廢氣熱能，煙氣大部分是半通過(guò)的。余熱鍋爐用于產(chǎn)生飽和蒸汽，提供給重油加熱或承擔(dān)采暖熱負(fù)荷。目前余熱鍋爐的排煙溫度在230~250℃，余熱利用率只有30~40%。而實(shí)際上，玻璃窯的排煙余熱利用率可達(dá)65~80%，詳細(xì)分析如下。
3、案例分析：
以一條600t/d燃用重油的浮法線為例：
排煙溫度約450℃左右，廢氣量約96000Nm3/h；排煙所攜帶的總熱量約6100×104kJ/h，相當(dāng)于每小時(shí)燃燒2.08噸標(biāo)煤所放出的熱量；根據(jù)發(fā)電領(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn)，余熱鍋爐排煙溫度的選擇主要考慮1）能順利排煙，2）防止鍋爐受熱面低溫段腐蝕，3）鍋爐受熱面布置技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理；因重油燃料含有硫份，煙氣中含有酸性氣體，為防止余熱鍋爐產(chǎn)生低溫腐蝕，余熱鍋爐的排煙溫度要高于酸露點(diǎn)溫度，即大于130~150℃；換言之，上述排煙總熱量中有65~70%可以被余熱鍋爐回收，剩余30~35%仍為排煙損失；如果鍋爐的排煙溫度能達(dá)到130~150℃，則余熱利用率為65~70%，節(jié)標(biāo)煤1.35~1.46噸/小時(shí)，可發(fā)電2700~2900kWh左右；對(duì)玻璃企業(yè)全廠而言，燃料利用率提高了20~21%。
如玻璃熔窯設(shè)計(jì)燃用天然氣或煤氣等清潔燃料，不受酸露點(diǎn)的限制，鍋爐的排煙溫度可為90℃，廢氣余熱回收的比例（余熱利用率）可達(dá)78~80%，節(jié)標(biāo)煤1.62~1.67噸/小時(shí)，可提高玻璃企業(yè)燃料利用率23~24%。
余熱發(fā)電統(tǒng)就其本質(zhì)而言與火力發(fā)電系統(tǒng)相同，主要工作原理為：利用余熱鍋爐回收廢氣余熱中的熱能，將鍋爐給水加熱生產(chǎn)出過(guò)熱蒸汽，然后過(guò)熱蒸汽送到汽輪機(jī)內(nèi)膨脹做功，將熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，進(jìn)而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。
余熱發(fā)電系統(tǒng)與火力發(fā)電系統(tǒng)的主要差距就是熱源不同。余熱發(fā)電系統(tǒng)的熱源為主工藝生產(chǎn)過(guò)程排出的廢氣余熱，其主要特征是：1、與火力發(fā)電相比，熱源不可控；2、熱源參數(shù)受主工藝的影響較大
因此，在保證余熱發(fā)電系統(tǒng)的可靠、穩(wěn)定、安全運(yùn)行的前提下，為化利用廢氣余熱，有著不同的余熱發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)。
4、玻璃熔窯的工作特點(diǎn)和廢氣資源特性
玻璃熔窯生產(chǎn)的主要特點(diǎn)是在一個(gè)窯齡（6~10年）內(nèi)不停窯，這樣就要求余熱發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)：
在任何情況下保證排煙通暢，保證玻璃熔窯的安全運(yùn)行；
在任何情況要保證窯內(nèi)壓力的平穩(wěn)，任何操作對(duì)窯壓的影響要保持在±0.5Pa范圍內(nèi)波動(dòng)，
保證玻璃的質(zhì)量；
要適應(yīng)玻璃窯頻繁換向的工作特點(diǎn)；
