余熱發(fā)電在玻璃廠中的應(yīng)用及節(jié)能分析

我國(guó)90％左右的玻璃企業(yè)燃用重油，重油平均含硫率在0.5％～3％，其燃燒產(chǎn)物含有大量的腐蝕性氣體和黏結(jié)性較強(qiáng)的油灰，這就對(duì)余熱發(fā)電的設(shè)備提出了新的要求。按照目前應(yīng)用于玻璃余熱發(fā)電的純低溫余熱發(fā)電技術(shù)，實(shí)際對(duì)可利用的煙氣余熱而言，最高效利用的只是160—400℃的溫度段，出余熱鍋爐煙氣溫度高達(dá)150—200℃，如何充分利用這部分煙氣余熱以提高發(fā)電量，是值得研究發(fā)展的一個(gè)方向。純低溫余熱發(fā)電技術(shù)越來(lái)越受到整個(gè)社會(huì)的重視，它不僅給玻璃企業(yè)帶來(lái)十分豐厚的回報(bào)，而且為節(jié)能減排、提高全社會(huì)的能源綜合利用效率發(fā)揮了重要作用。

    1 系統(tǒng)熱工標(biāo)定的主要參數(shù)

信義節(jié)能(蕪湖)玻璃公司是安徽省大型玻璃生產(chǎn)企業(yè)，有500 t/d壓延、500 t/d、700 t/d和900 t/d浮法玻璃生產(chǎn)線各一條。為增加純低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)提供基礎(chǔ)設(shè)計(jì)參數(shù)，進(jìn)一步完善和提高系統(tǒng)性能指標(biāo)，合理地配備純低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)，南京工業(yè)大學(xué)、海螺川崎工程有限公司和廠方共同對(duì)該生產(chǎn)線進(jìn)行了熱工檢測(cè)。表1一表5是此次熱工檢測(cè)的主要參數(shù)。標(biāo)定期間，原料與燃料質(zhì)量穩(wěn)定，系統(tǒng)運(yùn)行也較穩(wěn)定，標(biāo)定結(jié)果具有代表性和可靠性。

    2 余熱發(fā)電系統(tǒng)基礎(chǔ)測(cè)定參數(shù)分析

由表5，根據(jù)測(cè)定結(jié)果算得，若各生產(chǎn)線出窯廢氣可利用熱焓傘部轉(zhuǎn)化成電能，可發(fā)電70105.9 kW。根據(jù)國(guó)內(nèi)部分余熱發(fā)電窯的標(biāo)定結(jié)果，采用余熱發(fā)電裝置的純低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)，該廠總熱回收效率可達(dá)19％～21％，由表6可以看出該廠熱效率高于其它余熱發(fā)電系統(tǒng)。信義公司各玻璃生產(chǎn)線出窯廢氣溫度較水泥窯廢氣溫度高100℃以上，熱回收效率達(dá)到20％～21％是完全可以達(dá)到的。按照20％～21％的熱回收效率計(jì)算，對(duì)應(yīng)當(dāng)前的各生產(chǎn)線工況，總余熱發(fā)電量可達(dá)14021.2～14722.0 kW。從適當(dāng)留有余地的角度考慮，建議發(fā)電機(jī)組功率按15000 kW選型。

3 余熱發(fā)電系統(tǒng)效益評(píng)估

3.1余熱發(fā)電的經(jīng)濟(jì)效益

信義玻璃廠生產(chǎn)線余熱發(fā)電的發(fā)電機(jī)組功率若按15000 kW選型，總投資一般為每千瓦發(fā)電裝機(jī)5500～6500元人民幣。同時(shí)要考慮銀行貸款利息，貸款利息按本金的15％計(jì)算。預(yù)計(jì)總投資為9487.5～11212.5萬(wàn)元人民幣。具體投資數(shù)額視項(xiàng)目具體情況不同而不同。

玻璃廠余熱發(fā)電系統(tǒng)投入生產(chǎn)運(yùn)行后的發(fā)電成本主要由折舊費(fèi)、運(yùn)行費(fèi)和其他費(fèi)用支出組成”。項(xiàng)目投入生產(chǎn)運(yùn)行后的發(fā)電成本為0.19～0.26元人民幣。按余熱發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)率95％，正常平均發(fā)電功率按14000 kW計(jì)，則年發(fā)電量為11650.8萬(wàn)kwh。按照平均電價(jià)0.55元./kWh計(jì)，除去發(fā)電成本，每度電的凈利潤(rùn)為0.29～0.36元人民幣，年利潤(rùn)可達(dá)到3379～4194萬(wàn)元人民幣。大約在兩到三年多的時(shí)間里就可以把全部的成本回收。

3.2 社會(huì)效益

建余熱發(fā)電生產(chǎn)線后，不僅節(jié)約能源而且減少?gòu)U氣排放，尤其是CO：排放。每kWh標(biāo)煤耗按0.383 kg計(jì)算，若全年發(fā)電量為11650.8萬(wàn)kWh，相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)煤4.46萬(wàn)噸，減少了二氧化碳排放9.15萬(wàn)噸，并能減少二氧化硫等有害粉塵的排放量。

4 結(jié)論

(1)利用玻璃窯廢氣的余熱發(fā)電系統(tǒng)與水泥窯余熱發(fā)電系統(tǒng)相比將有如下優(yōu)勢(shì)：玻璃窯廢氣含塵量低，可以基本不考慮收塵問(wèn)題，工藝流程簡(jiǎn)單，并且減少了沉降室散熱損失，利于提高發(fā)電量;玻璃窯廢氣溫度高達(dá)450—550℃，遠(yuǎn)高于水泥窯廢氣溫度(一般為300—350 oC)，而發(fā)電效率一般隨氣體溫度的提高而增加，因而玻璃窯發(fā)電系統(tǒng)的熱回收效率將明顯高于水泥余熱發(fā)電系統(tǒng)的效率;玻璃生產(chǎn)線出口廢氣溫度波動(dòng)小，參數(shù)穩(wěn)定，加上廢氣溫度高，利于提高余熱發(fā)電系統(tǒng)的效率;玻璃窯廢氣管高度低，建設(shè)余熱發(fā)電系統(tǒng)可省去高空連接管道的麻煩，易于布置和安裝，建造費(fèi)用較低;

(2)當(dāng)前系統(tǒng)的運(yùn)行狀況比較好，但500 t/d浮法線空氣過(guò)剩系數(shù)高，說(shuō)明漏風(fēng)量偏大，如果采取措施降低漏風(fēng)，則廢氣溫度將明顯提高，發(fā)電效率會(huì)得以改善;

(3)從余熱發(fā)電的效益評(píng)估來(lái)看增加余熱發(fā)電系統(tǒng)，只需兩到三年就可收回成本。并能有效充分地利用能源，減少SO：等有毒粉塵和CO：排放量，降低生產(chǎn)成本。