玻璃熔窯余熱發(fā)電與 除塵脫硝整體化影響發(fā)電量因素

【中玻網(wǎng)】玻璃工業(yè)既是耗能大戶，又是空氣污染的來源之一。工業(yè)發(fā)達國家玻璃熔窯的熱效率一般為30%~40%，我國玻璃窯爐的熱效率僅為30%左右，而煙氣帶走的熱量就占熔窯能耗的30%。余熱發(fā)電同除塵脫硝整體化后，怎樣充分利用現(xiàn)有設施和條件，讓電站發(fā)出更多的電，減少能耗降低成本，是每個企業(yè)所追求的目標。

　　該公司有兩條浮法玻璃生產(chǎn)線，共排出煙氣20萬m3/h，余熱發(fā)電站的主要設備為2臺余熱鍋爐，2套靜電除塵脫硝系統(tǒng)，1臺凝汽式汽輪機，1臺汽輪發(fā)電機（裝機容量6 Mw），1套化學水處理系統(tǒng)和其它與之配套的循環(huán)水系統(tǒng)及儀控系統(tǒng)。工藝流程原理見圖1。

圖1    工藝流程原理

　　鍋爐的熱交換原理：余熱發(fā)電的鍋爐是水管鍋爐，玻璃熔窯產(chǎn)生的中溫廢氣，進入鍋爐空間后將其熱量部分傳導給水管，受熱后的水管與流入水管中的除氧水進行熱交換，加熱水產(chǎn)生過熱蒸汽，經(jīng)汽輪機帶動發(fā)電機發(fā)電。產(chǎn)生的過熱蒸汽量，直接影響發(fā)電量。

　　影響余熱發(fā)電站發(fā)電量的因素：

        （1）玻璃熔窯的拉引量，拉引量越大，發(fā)電量越多。玻璃熔窯的拉引量大小與燃料的消耗量成正比，見表1。

表1    玻璃拉引量與發(fā)電量統(tǒng)計

　　說明：6月2至9日召開成都全部財富論壇，減排，2條線各降拉引量10 t。

　�。�2）外界氣溫的影響，冬季發(fā)電量高，夏季發(fā)電量低。在玻璃拉引量不變的情況下，冬季由于氣溫低，窯爐與室外溫差大，向外散熱量就大，而要保證窯內(nèi)熔化玻璃的溫度不變，必須加大天然氣用量，才能滿足熔化玻璃的溫度穩(wěn)定要求。燃料用量增加，相應助燃風用量也增加，導致煙氣流量增加，使發(fā)電量增加，夏季則相反，見表2。

表2    不同季節(jié)與發(fā)電量統(tǒng)計

　　說明：①8月份玻璃拉引量比4月份日均大7.9 t，但天然氣日用量只多247.37 m3。②受鍋爐臨時停機消缺影響，對發(fā)電量也有影響。

　�。�3）煙氣溫度，進入鍋爐的煙氣溫度越高，發(fā)電量越高。煙氣溫度與玻璃熔化火焰長短及火焰氣氛有關�；鹧嬖介L，燃料在窯內(nèi)燃燒不完全，部分火焰會進入蓄熱室燃燒，導致蓄熱室溫度升高，煙氣溫度也會升高。在鍋爐排煙溫度相同的情況下，溫差加大，煙氣會將更多熱量傳導給水，發(fā)電量會增加。

　�。�4）天然氣熱值，天然氣熱值越高，在相同玻璃熔化量的情況下，燃料消耗量會少，相應助燃風用量也會減少，導致煙氣流量降低和發(fā)電量減少。

　�。�5）玻璃浮法主線熔化操作，余熱發(fā)電站操作對浮法主線影響主要的因素是窯壓。

　　（6）鍋爐水管內(nèi)壁結垢，附著在水管內(nèi)壁增加熱阻造成水管的傳熱系數(shù)會降低，減少熱煙氣向水的傳熱量，使鍋爐的排煙溫度增高，發(fā)電量降低。

　�。�7）鍋爐水管外壁積灰，熔化玻璃過程中，隨著時間延長，水管外壁上的積灰越來越厚，使水管的傳熱系數(shù)會持續(xù)降低，減少煙氣向水的傳熱量，使鍋爐的排煙溫度增高，發(fā)電量降低。水管結垢和積灰后對發(fā)電量影響見表3。

表3    水管結垢與積灰后的發(fā)電量統(tǒng)計

　　說明：①2013年11月開始兩條浮法玻璃線逐步提高拉引量，盡管2013年11月天然氣用量比2012年11月天然氣用量增加，受水管結垢與積灰影響，發(fā)電量不高。②2014年8月脫硝系統(tǒng)投運后，因啟爐前管內(nèi)壁煮爐效果好，加之管外壁及時清洗，發(fā)電量比預想好很多。

　�。�8）靜電除塵脫硝系統(tǒng)的通暢度，脫硝系統(tǒng)的通暢度主要與SCR上下層的壓差有直接關系，當吹掃系統(tǒng)不能正常工作時，易造成煙塵對催化劑孔隙的堵塞，嚴重時將會使通孔中產(chǎn)生析晶物，煙氣不暢將影響鍋爐后段的產(chǎn)汽量，從而影響發(fā)電量。

　�。�9）外供蒸汽量，余熱鍋爐產(chǎn)生的過熱蒸汽，一部分用于汽輪機帶動發(fā)電機發(fā)電，另一部分供給原料車間配料用和浴室洗澡用。進入冬天，隨著氣溫降低，用于原料配料和淋浴的水溫較低，而向原料車間輸送蒸汽的管道向外散熱也增多，為了加熱需要，原料車間與浴室部分用蒸汽量增加，發(fā)電量會相應減少。

　�。�10）余熱發(fā)電站操作，余熱發(fā)電站鍋爐引風機的頻率與浮法玻璃生產(chǎn)線的窯壓穩(wěn)定關系比非常大，余熱發(fā)電站鍋爐引風機一旦運行中出現(xiàn)風機故障、風機頻率調(diào)整不及時，或設備檢修與浮法主線聯(lián)系不及時，將會導致窯壓加大，主線為穩(wěn)定窯壓，將會立即提升煙囪根部大閘板開度排放部分煙氣來保證窯壓，這樣使進入鍋爐中的煙氣流量減少，降低發(fā)電量。另外鍋爐水處理質(zhì)量如果出現(xiàn)不能達標的情況易造成水管結垢，降低發(fā)電量。

　　通過對余熱發(fā)電站投產(chǎn)3年來運行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和對浮法主線與余熱發(fā)電站運行情況的持續(xù)跟進、分析，得出如下結論：

　　（1）浮法玻璃生產(chǎn)是主線，余熱發(fā)電及除塵脫硝是配套。余熱發(fā)電應在滿足主線工藝要求的前提下，不斷提高發(fā)電量。

　�。�2）玻璃拉引量越大，天然氣用量越多，在其他條件相同情況下，發(fā)電量會增加。

　�。�3）夏季氣候溫度較高，在其他條件相同情況下，天然氣用量會減少，發(fā)電量比冬天低。

　�。�4）鍋爐水管積灰增多或結垢，會降低水管傳熱和煙氣傳熱效果，鍋爐出口排煙溫度增高，在其它條件相同情況下，發(fā)電量會降低。

　　（5）外供蒸汽量增加，在其它條件相同的情況下，發(fā)電量會降低。

　�。�6）靜電除塵脫硝系統(tǒng)因各種因素造成暢通度降低，將降低發(fā)電量。

　�。�7）余熱發(fā)電站與浮法主線在日常操作上相互聯(lián)系、溝通不及時，會影響發(fā)電量。

　�。�8）使用富氧空氣的浮法生產(chǎn)線，天然氣用量較少，鍋爐進口煙氣溫度偏低，會減少發(fā)電量。