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目前已有的廢氣余熱發電技術主要有,按形式分:
純余熱發電技術(高溫余熱發電、中低溫余熱發電)。帶補燃的余熱發電技術。
利用玻璃熔窯煙氣余熱發電,由于玻璃生產的特點和要求,余熱發電系統運行時,必須要考慮下列因素:
(1)保證排煙通暢,保證玻璃熔窯的安全運行;
(2)保證窯內壓力的平穩,操作對窯壓的影響要保持在±0.5Pa范圍內波動;
(3)要適應玻璃窯頻繁換向的工作特點;
(4)需充分認識到玻璃行業中溫廢氣余熱資源屬于中溫余熱、廢氣流量較少,廢氣余熱的參數(溫度、流量、壓力)具有一定的波動性:
(5)我國90%左右的玻璃企業燃用重油,重油平均含硫率在0.5~3%,其燃燒產物含有大量的腐蝕性(酸性)氣體和黏結性較強的油灰。
4、余熱發電電站構成
余熱發電站主要由下列部分組成:
(1)熱力系統:余熱鍋爐、汽輪發電機組、凝汽器、減溫減壓裝置、汽輪機旁路系統、回熱旁路系統、給水加熱裝置、給水泵、閥門、管道等。
熱力系統中的余熱鍋爐和汽輪機是發電的關鍵設備。
發電余熱鍋爐不同于玻璃廠現用熱管式余熱鍋爐,均選用電站水管鍋爐,其具有熱效率高、密封性好、可在線清灰以保證長期連續運行等特點。它主要由省煤器、蒸發器、過熱器和水包等組成,其可以將蒸汽加熱到僅比余熱鍋爐進煙溫度低20~30℃,排煙溫度則受酸露點溫度的限制,為防止鍋爐中與煙氣接觸的部位被煙氣中冷凝下來的硫酸侵蝕,排煙溫度必須要高出酸露點溫度30℃左右。每座玻璃熔窯設一臺余熱鍋爐,為安全可靠起見,每臺鍋爐配2臺引風機,一用一備,采用變頻控制。
由于玻璃熔窯的煙氣量和煙氣溫度再換火周期內是有變化的,特別是溫度的變化,導致余熱鍋產蒸汽量的波動,使余熱發電的汽輪機多處于非設計工況運行,需采用先進的變工況設計,實現在非設計工況下仍有較高的內效率,從而保證實際發電量。
(2)煙道系統:主煙道、旁路煙道、煙道閘板等。煙道系統的設計要考慮玻璃熔窯的生產特點,一是鍋爐和發電系統可以停下來檢修,但必須要保證窯內煙氣正常排出;二是余熱鍋爐和引風機運行/停止或切換期間不能對玻璃熔窯的窯壓控制產生大的波動。
(3)循環冷卻水系統:循環水泵、冷卻塔、循環水池等。
由于蒸汽在汽輪機內做完功后,必須要使其冷凝下來,再回到鍋爐,因此汽輪機的凝汽器需要配一個循環冷卻水系統,該系統與浮法玻璃生產線的循環冷卻水系統相似,每小時的循環水量與蒸汽量直接有關,一座3000KW的余熱發電站,其循環水量要達到1000t/h。
(4)化學水系統:化學水處理裝置、除氧裝置、補水泵等。
(5)電氣系統:高壓系統、低壓系統、直流電系統、同期裝置、保護裝置等。
(6)控制系統:DCS系統。
5、玻璃熔窯余熱發電的效益
以500t/d浮法玻璃生產線為例,煙氣余熱為4.9×107kJ/h(煙氣參數為:76000Nm3/h,450℃),可發電量約為1900kwh。可達全線生產用電的60%左右。
目前我國有浮法線240余條,年消耗能源約1200多萬噸標煤,如都采用余熱發電,約相當于年可節約標準煤100萬噸,減排CO2氣體280萬噸。
上述是對一條浮法玻璃生產線,而當前與10年前相比,玻璃企業玻璃窯的規模和擁有玻璃生產線的數量在增加,因此可用兩條或更多的玻璃窯的余熱共同發電,以更好的體現余熱發電的經濟性。
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