玻璃余热发电方案..docx

玻璃有限责任公司余热发电工程技术方案2023年一月玻璃余热综合利用发电工程技术方案目 录一、玻璃余热回收概况1二、本厂窑炉尾气状况3三、装机方案及主机参数41、烟气状况42、装机方案43、主机参数4四、工程设想51、厂区规划及交通运输52、热力系统及主厂房布置53、供排水系统84、电气系统95、给排水系统96、消防系统97、热力把握系统108、土建局部10五、工程实施打算11、工程实施条件12、工程实施进度12六、经济效益分析131、技术技经指标132、经济效益评估13玻璃余热综合利用发电工程技术方案一、玻璃余热回收概况我国目前 160 余条浮法玻璃熔炉大量排放的 400500高温烟气， 所携带的热能相当于总输入热量的 3550%，因此多数玻璃企业都会安装热管式余热锅炉来回收局部烟气热能，产生蒸汽，用于重油燃料加热和北方地区冬季供暖。即便如此，烟气余热的利用率也只有20%左右，仍有大量的高温烟气直排烟囱，烟气所带走的热损失格外惊人，既污染了环境， 又铺张了贵重的烟气余热资源，尤其是在南方地区或以自然气为燃料的玻璃生产企业这种现象就更为突出。利用玻璃熔炉高温烟气余热进展发电的设想：为进一步提高余热利用率，可通过设置高效的发电用立式水管余热锅炉来充分回收玻璃熔炉的高温烟气余热资源，将其转换成过热低压蒸汽，通入汽轮发电机发电，产生使用便利、输送机敏的清洁电能，扩大余热利用途径。玻璃熔炉余热发电工程设计应遵循的原则：不影响玻璃的正常生产， 整个热力发电系统应以稳定牢靠为前题，不转变常年运行的玻璃生产企业的生产工艺和参数，不因余热发电而影响玻璃产品质量。树立“玻璃生产是主业，发电是副业，副业不能影响主业，主业应兼顾副业”的工作指导思想。无论工程施工，还是发电运行，都不能停顿重油加热所需蒸汽的供给。发电效益最大化：对于中低温余热利用，关键在于工艺和设备允许范围内充分利用余热，并使设备的使用效率最高，使余热发电最大化。对于低参数汽轮发电机组而言，影响其发电量的是三个主要参数：过热蒸汽流量、压力和温度，其中流量对发电量起打算性影响，压力和温度对单位质量蒸汽的焓和汽轮机的内效率热能转化为机械能的效率有影响，但其10影响远小于流量的影响，因此整个热力系统的设计首先应满足蒸汽流量最大化的原则。其次应尽量提高过热蒸汽的温度，确保汽轮机的安全运行， 保持过热蒸汽与排放烟气之间有 2090的合理温差。再次是要求有适宜的汽包工作压力，既要满足汽轮发电要求，又要防止锅炉造价过高，使整个工程具有良好的经济效益。玻璃熔炉余热发电效益：玻璃熔炉余热回收发电是一项节能环保、资源综合利用的技改工程，“变废为宝”为玻璃企业制造出不菲的经济效益、环保效益和社会效益，主要表达如下：（1） 提高余热利用率，进而提高了玻璃企业的能源综合利用率：利用玻璃熔炉烟气余热发电，可大幅度降低最终的排烟温度，进而大大提高了余热利用率。对于重油烟气，由于受到烟气酸露点的限制，经发电余热锅炉的排烟温度可降低至 160左右，余热利用率可提高至 7080%；对于气体燃料烟气，则不受烟气酸露点的限制。（2） 能为玻璃企业制造良好的经济效益：利用玻璃熔炉废热发电所发电能“自发自用”，可直接应用于玻璃生产各环节，能满足玻璃企业3040%的自用电量，削减外购电量，局部缓解电力供给紧急的局势、降低玻璃生产本钱、提高玻璃企业竞争力量，为玻璃企业制造出良好的经济效益。（3） 能削减污染物的排放、节约燃料，环境效益和社会效益突出： 降低玻璃熔炉最终的排烟温度，可以大大削减对环境的热污染，对保护生态环境有乐观的促进作用。利用玻璃熔炉的烟气余热发电，其热源来自玻璃熔炉排放出的废热，所发电力不增加的燃料消耗，不增加的污染源， 因此环保效益显著。此外，烟气温度的降低，更有利于脱硫除尘设备的安全运行，免除水喷淋方式强制降低烟气温度，节约水资源，使重油烟气更简洁到达环保要求，更有利于后续的脱硫除尘工艺。目前国内玻璃窑炉所使用的燃料大多为重油和渣油，对于这种燃料的烟气余热回收应 该特别留意热管蒸发段管外的积灰堵塞问题。我们公司承受爆燃除灰方式， 通过长期的运行阅历已阅历证了使用这种除灰方式方法可以有效的处理浮法玻璃生产尾气余热锅炉的积灰问题。还有一条设计重要的原则是防止和避开一切可能引起灰堵的因素，即在锅炉构造设计上确保高温烟气流通的顺畅。玻璃窑炉排出的烟气温度为 500 ，烟气经过余热锅炉温度降到160以下，回收的热量产生低压的蒸汽用来带动汽轮机发电。该系统具有如下优越性：烟气侧压力降小，可以满足工艺窑炉内负压的要求；不简洁积灰，设备具用热水冲冼装置，可以承受爆燃除灰；管壁温度可全部把握在烟气露点之上，避开结露及低温腐蚀；二、本厂窑炉尾气状况目前本场的玻璃生产规模为为：1 条 450t/d1 条 350t/d 生产线， 国内同等规模的玻璃生产线的高温烟气量大约为： 95000Nm3/h 75000Nm3/h170000 Nm3/h，高温烟气温度约为 520左右。此烟气量是玻璃行业一样生产线的阅历数据，具体烟气量待现场标定为准烟气的主要成分有N,O ,CO 水蒸气和少量的SO ,NO等。窑炉烟气中含有大量的粉222XX尘，但是经过窑炉后的地下大烟道的沉降，经过余热锅炉的烟气的含尘量将大大的降低。三、装机方案及主机参数1、烟气状况本工程 170000 Nm3/h， 520的高温烟气全部经过余热锅炉产生蒸汽用来发电。烟气温度将从 520降至 160后从烟囱排入大气。2、装机方案本工程拟选择一台低温低压立式余热锅炉，过热蒸汽为 1.35MPa，350，依据本厂的高温烟气量，经计算锅炉的蒸发量可达 26.5t/h。计算发电量为：5.1MW，选配一台 6MW 凝汽式汽轮发电机组。3、主机参数锅炉：额定蒸发量：26.5t/h额定蒸汽压力：1.35MPa额定蒸汽温度：350给水温度：40台数：1 台汽轮机：型号：N6-1.25额定进汽压力：1.25Mpa额定进汽温度：335额定进汽量：31.2t/h额定功率：6000KW额定转速：3000r.p.m冷却方式：台数： 发电机：水冷1 台型号：QF-6额定功率:6000KW额定转速：3000r.p.m额定电压：10.5KV额定频率：50Hz功率因数：0.8台数：四、工程设想1 台1、厂区规划及交通运输本工程主要建筑物有：余热电站的主厂房汽机房、化水、变电、机力通风冷却塔、废气余热锅炉、引风机以及相应附属管道。电站的余热锅炉尽量布置在窑头及原有烟囱四周，其它建筑及设备以尽可能便于电站工艺为原则，在玻璃厂见缝插针布置。电站主要建筑尺寸为：主厂房19m×30m，机力冷却塔 10m×20m，余热锅炉 12m×15m。厂区道路利用玻璃厂原有进料及运货道路，此道路可满足电站主要设备运输。2、热力系统及主厂房布置2.1 烟气系统：本方案承受母管制烟道将两条窑炉产生的烟气合并后引入低温低压余热锅炉，烟气经过余热锅炉换热后，经过引风机输送回原有烟囱排放。窑炉烟气合并进入余热锅炉前，在各自烟道上各设置一台闸板阀，保存各自原有进入烟囱的烟道并分别设置闸板阀以便余热锅炉修理时，烟气可不经过余热锅炉直接通过烟囱排放。2.2 主蒸汽系统：本方案承受一台纯低温低压余热锅炉+一台低压汽轮发电机组，过热蒸汽从锅炉过热器出口经主蒸汽管道引入汽轮发电机前主汽门，主蒸汽在通过主汽门调整后进入汽轮发电机做功。2.3 主给水系统：汽轮机排汽在凝汽器冷凝成水后通过真空除氧器进展除氧，除氧后的分散水经给水泵加压后通过主给水管道送入余热锅炉省煤器入口。给水泵一台运行，一台备用。2.4 疏水系统：汽轮机主汽门、轴封漏汽处的疏水集中至疏水膨胀箱后送入凝汽器， 汽封加热器疏水经U 形水封自流到凝汽器。2.5 锅炉补给水系统：锅炉补给水来自化学水处理室的除盐水，直接补入除氧器。除盐水补水管道上设有调整阀，用来调整除氧器水位。2.6 分散水系统：汽轮机排汽经凝汽器冷却成分散水后自凝汽器热井排出。排出的分散水由 2 台流量为汽轮机最大分散水量 100%的分散水泵升压，经汽封加热器加热后送入除氧器。汽封加热器后设有分散水再循环管路，以便在机组运行和启动时充水和调整凝汽器热井水位。汽封加热器设有小旁路，发生事故时可以将该设备切除，不影响整个系统正常运行。分散水泵一台运行， 一台备用。2.7 循环水冷却系统：凝汽器、发电机空冷器、冷油器、取样冷却器、泵和风机的轴承等设备的冷却水均承受循环水，系统承受闭式水系统。水源来自循环水供水管， 经滤水器过滤后向系统供水。冷却水回流至循环水回水管取样冷却器冷却回水直接回循环水前池。2.8 排污系统：余热锅炉设 1 套排污系统，锅炉的疏水、排污均接至排污扩容器，经扩容后最终排至水工循环水池。2.8 凝汽器抽真空系统：为保证汽轮机凝汽器运行时的真空度，余热电站的汽轮机组设有两级射汽抽气器、1 台启动抽气器。2.9 排汽系统：本工程锅炉、汽轮机、汽封加热器、连排扩容器等设备的排汽均引出室外至人员不经常通行的地区直接排向大气。2.10 锅炉除灰系统：由于本工程使用的余热锅炉的工作形式是用烟气冲刷炉内换热管组， 所以格外简洁在炉内形成积灰。为此特地为余热锅炉配备一套电动震打除灰装置及一套乙炔爆燃吹灰装置，便于炉内清灰。余热锅炉下设有两个灰斗，每个灰斗配一个平板闸阀和一个星型下料器。考虑到玻璃生产窑炉尾气烟气里的特别烟尘成分，本工程锅炉的除尘还考虑水冲洗的除灰方式。2.1 主厂房布置：承受汽机房、除氧间、锅炉房、引风机顺列布置，建引风机，承受原有烟囱。主厂房柱距为 6.0m，汽机房跨度 12.0m，除氧间跨度 7.0m， 运转层标高 6.0m，余热锅炉跨度 15.0m。汽机房 0 米布置给水泵、分散水泵、润滑油泵、冷油器等辅机，3.5 米层设置加热器平台，布置均压箱、汽封加热器、疏水扩容器、主汽门、射汽抽气器、油箱等辅机，6 米层为运转层，布置汽轮发电机组。12） 主要设备选型如表 4-1：序号设备名称数量设备参数表 4-11余热锅炉126.5t/h 1.35MPa3502凝汽式汽轮机16MW 3000r/min3发电机16MW10.5kV4分散水泵230t/h100mH O25除氧器130t/h6除氧水箱115 m37锅炉给水泵230t/h330mH O28循环水泵21000t/h50mH O29引风机1202300m3/h 20232500Pa9机力塔12023 m3/h10桥式起重机120/5t13.5m3、供排水系统本余热电站按规划容量循环水承受带机力通风冷却塔的单母管制再循环供水系统，汽轮发电机组用一座逆流式玻璃钢机力冷却塔和 1 台循环水泵，一根循环水进水管和一根循环水回水管。本电站建一座机力冷却塔。按水质和循环水浓缩倍率要求，电站设循环水旁路高效过滤器 1 套和加杀菌剂/除垢剂的加药装置 1 套。过滤器对循环水进展旁路处理保证循环水悬浮物不会因水的循环使用而渐渐上升， 加稳定剂处理系统，利用稳定剂提高极限碳酸盐硬度，限制循环水中的CaCO3的析出，另外为防止循环水系统中菌藻滋生，设计有加杀菌剂系统。保证冷却设备和管道不造成不利影响。4、电气系统本主接线余热电站汽轮发电机发电通过主变送出，或者发电机出线直接接入厂用开关站，具体接入方式待工程实施阶段再做确定。5、给排水系统厂区内的给水系统主要包括生产水补给系统和生活、消防给水系统。厂区内的排水系统承受分流制，主要包括生活污水和工业废水排水系统、雨水排水系统，含油污水经构筑物处理后出水等。由于玻璃厂区面积较大，假设余热电站的生产废水距离允许排入的玻璃厂排放点较远且允许排入点的高程埋管过浅，不宜排放。拟就近设 10m3 废水池收集后加潜污泵提高后送入允许排放点。厂区的生活污水量很小约为 0.5m3/h，自流入玻璃厂区化粪池处理后排放。6、消防系统本工程不设独立的消防系统，主厂房内设消防水管道和干粉灭火器，电站内消防水由玻璃厂消防水管网接入。7、热力把握系统依据发电厂的工艺流程和运行的特点，承受如下把握方式：（1） 承受集中把握方式，包括除氧给水、不另设除氧给水室。汽机和锅炉把握集中布置在一个把握室内，即余热锅炉和汽机把握设计一个集中把握室，把握室布置于 6m 运转层主厂房B、C 跨。（2） 锅炉系统设远程I/O 站点。通过通讯接口或硬接线方式与DCS 进展通讯，在集中把握室内实现对系统工况的集中监视。（3） 随主设备配套供货的独立把握系统，如汽机电液把握系统DEH、汽轮机本体监控系统TSI等通过通讯或硬接线方式与DCS 进展信息交换。（4） 对于重要的生产环节或场所汽包水位等设置工业电视监控系统，进展直观监视。（5） 在集中监控室操作台上设有紧急停机、机组报警系统试验、发电机跳闸按钮等。8、土建局部（1） 主厂房构造体系及构造选型主厂房构造为钢框架构造。横向由汽机房外侧柱、除氧框架组成框架体系，纵向通过设置柱间竖向斜杆与梁、柱组成支撑构造体系。（2） 主要构造构件选型汽机房跨度为 12.00m，屋面承受檩条及采光板组成轻型屋面。汽轮发电机基座为岛式布置，承受现浇钢筋混凝土基座。加热器平台承受现浇钢筋混凝土构造。吊车梁承受钢吊车梁，轨顶标高 12.00 m。（3） 抗震设计1) 本工程抗震设防烈度按 7 度设防。主厂房A、B、C 列纵向为框架，各设置一档钢支撑。为增加楼层的整体刚度，各层楼层面板均现浇。2) 建筑物构造安全等级及抗震设防原则。五、工程实施打算1、工程实施条件1) 施工条件本工程安装 1 台汽轮发电机组和 1 台玻璃余热锅炉。据有关资料，大件设备尺寸重量等均在大路运输超级超限货物范围内，故设备运输可由大路运输。设备和材料的存放可利用临建的库房存放。施工场地较为开阔。施工用电、通信等可由工业区就近解决。余热发电厂的施工用电、通信等可由就近的玻璃厂解决。由于本工程属于小型机组，技术难度不大，假设选用有肯定阅历丰富和专业性较强的专业施工队伍，则对施工质量、施工进度均有肯定保证。2) 施工力能a、 电源本期工程施工用电负荷顶峰初步估算为 160200kW,变压器容量为 180250kVA。b、 水源施工总用水量初步估算为 510t/h。c、 氧气、乙炔施工总用氧气约 100150 瓶气瓶容积按标准 6 m3 计算，需外购。施工顶峰时乙炔需要量约 120150 瓶，需施工单位外购。d、 压缩空气施工用的压缩空气，由施工单位依据施工的需要就近设置 13m3/min 移动式空压机，现场不设固定的空压机站。e、 地方建筑材料施工所需粘土砖、碎石、白灰、建筑用砂等由当地均能解决，混凝土用沙由文水购置。水泥由当地水泥厂供给。2、工程实施进度可研设计15 天初步设计30 天施工图设计90 天五通一平5 天土建施工80 天设备安装100 天小型机组应充分发挥其建设速度快的特点，以期到达早投产、早见效的目的。其轮廓进度如下：