节能环保：浅谈玻璃窑烟气余热利用

7月21日，2012第八届余热利用国际峰会在美丽的海滨城市大连隆重开幕。中国建材国际工程有限公司副总工程师王宗伟为到会者介绍了玻璃窑烟气余热利用的情况，以下为报告内容。
　　1.我国浮法玻璃的现状。
　　我国的平板玻璃工业从自主开发成功第一条浮法玻璃生产线至今，已有近30余年的发展历史，到2011年底，我国投产的浮法玻璃生产线240余条，产量已达到7.38亿重箱，占全球产量的50%以上。
　　2.我国浮法玻璃的能耗。

以一座典型浮法玻璃熔窑为例，其能源的消耗分别为：

3.浮法玻璃熔窑节能途径。
　　1）加强保温和窑体密封，减少表面散热等。
　　2）采用全氧燃烧或富氧燃烧的方法，通过减少对燃烧无助的氮气进入窑内，以减少离开玻璃熔窑烟气量和烟气余热量。
　　3）加强对离开玻璃熔窑的烟气所带热量的回收和利用。
　　4）采用大吨位玻璃熔窑，提高熔化率。
　　5）改进窑炉设计。
　　其中烟气热量回收的潜力巨大。
　　4.烟气所带热量的利用现状。
　　目前烟气余热利用的方法主要有几种：产蒸汽直接使用、余热发电、余热加热配合料或其他载体等。
　　（1）产蒸汽
　　以前蒸汽的主要用途是加热和取暖，现在利用溴化锂机组可以制冷，但受使用量、使用时间和季节的影响，单一的这种方法，往往不能充分的利用烟气中的余热。
　　（2）余热发电
　　利用玻璃熔窑废气余热发电是一项资源综合利用项目，在对废气余热进行充分利用的同时，不仅可以大大提高全厂的能源利用率，余热发电相应减少了火力发电产生的大气污染物的排放，减少温室效应。
　　（3）余热加热配合料或其他载体
　　利用烟气加热玻璃配合料或碎玻璃是各国长期以来一直研究的课题，加热碎玻璃已有应用，加热配合料难度较大。
　　目前我公司正在做气气换热的工作，利用烟气加热空气或焦炉煤气。
　　5.浮法玻璃烟气余热发电
　　余热发电系统就其本质利用发电余热锅炉回收废气中的热能，生产出过热蒸汽，然后送到汽轮机内膨胀做功，将热能转换成机械能，进而带动发电机发电。
　　自2007年我国第一座玻璃窑余热发电站投入使用，目前全国在建和运行已有几十座电站，其发展的进程非常迅猛，各大玻璃企业基本已建成了余热发电站，且采用BOT形式的较多。

玻璃熔窑烟气余热发电，由于玻璃生产的特点和要求，必须要考虑下列因素：
　　1）保证排烟通畅和玻璃熔窑的安全运行；
　　2）保证玻璃窑内压力的平稳，窑压要保持±0.5Pa范围内波动；
　　3）要适应玻璃窑频繁换向的工作特点；
　　4）需充分认识废气余热的参数（温度、流量、压力）具有一定的波动性：
　　5）我国玻璃企业燃用石油焦粉较多，其平均含硫率在2～3％，其燃烧产物含有大量的腐蚀性（酸性）气体和黏结性较强的油灰。
　　烟气成分

烟道温度

6.余热发电电站构成
　　1）热力系统：余热锅炉、汽轮发电机组、凝汽器、减温减压装置、汽轮机旁路系统、回热旁路系统、给水加热装置、给水泵、阀门、管道等。
　　热力系统中的余热锅炉和汽轮机是发电的关键设备。
　　2）烟道系统：主烟道、旁路烟道、烟道闸板等。
　　烟道系统的设计要考虑玻璃熔窑的生产特点，一是锅炉和发电系统可以停下来检修，但必须要保证窑内烟气正常排出；二是余热锅炉和引风机运行/停止或切换期间不能对玻璃熔窑的窑压控制产生大的波动：三是要考虑烟气脱硫脱硝的要求。
　　烟道系统图

4）化学水系统：化学水处理装置、除氧装置、补水泵等。
　　5）电气系统：高压系统、低压系统、直流电系统、同期装置、保护装置等。
　　6）控制系统： DCS系统。
　　7.玻璃熔炉余热发电的效应

玻璃窑余热发电收入及成本测算
　　一、收益测算
　　额定发电功率：3000KW
　　年运行小时数：7200小时
　　年发电量：1.73×107KWh
　　年供电量：1.56×107KWh（自用电按10%计）
　　余热发电年收益：1014万元（购电价格按0.65元/ KWh计算）
　　二、运行费用测算
　　人员费用：20人×5万元/人年=100万元/年
　　折旧及摊销费：187.67万元/年
　　其中
　　设备折旧：95万元/年（折旧年限：20年）
　　建筑折旧：10.67万元/年（折旧年限：30年）
　　摊销：82万元/年
　　水费：约60万元/年
　　电费：自用电已在收益中扣除
　　药品费：约20万元/年
　　年运行费用总计：367.67万元/年
　　三、投资回收期和发电成本
　　投资回收期：约3-4年
　　发电成本：约0.23元/ KWh
　　目前我国有浮法线240余条，年消耗能源约1200万吨标煤，如都采用余热发电，约相当于年可节约标准煤100万吨，减排CO2气体280万吨。
　　上述是对一条浮法玻璃生产线，而当前与10年前相比，玻璃企业玻璃窑的规模和拥有玻璃生产线的数量在增加，因此可用两条或更多的玻璃窑的余热共同发电，以更好的体现余热发电的经济性。