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综述
玻璃窑余热发电锅炉的优化设计
文章编号:1004-8774(2012)06-05-05
鈹璃窑余热发电锅炉的优化设计
张智斌,陆子龙
(南通万达锅炉有限公司,江苏南通226005)
摘要:分析现有玻璃窑余热锅炉技术状况、存在问题,结合已有产品运行情况和新产品
开发过程,重点探讨这些问题的解决方法
关鍵词:玻璃窑;余热锅炉;系统;技术
中图分类号:TK229.92*9
文献标识码:A
第一作者:张智斌
Optimized Design of Waste Heat Recovery
(1966-),1989年7
Power Boiler for Glass Kiln
月毕业于苏科技
大学,高级工程师,
ZHANG Zhi-bin LU Zi-l
一直从事钢炉产品
Nantong Wanda Boiler Co. Itd, Nantong 226005, China
开发。目前主要从
事各类余热利用技
Abstract: Analyze the present technical situation of waste heat recovery power boiler used in glass Rifi
kiln and put forward some methods to optimize heat recovery power boiler design
Key words: glass kiln; waste heat recovery boiler; system; technology
0前言
锅炉岛效率至关重要
玻璃窑余热发电即利用玻璃生产线尾部排出的11发电机组技术参数的合理选择
大量中低温低品质废气,通过余热锅炉产生一定压
锅炉机组按主蒸汽参数可分为低压、次中压、中
力的过热蒸汽,推动汽轮机实现热能和机械能的转压和次高压机组,常见压力等级如表
换,再带动发电机发电的过程。玻璃窑余热利用可
表1锅炉机组主蒸汽参数
实现玻璃生产过程中的用电自给,另外还可以为玻
主蒸汽压力主蒸汽温度饱和蒸汽温度
参数
璃生产提供蒸汽和热水。该技术的推广应用可减少
璃生产过程的能源消耗和环境污染,具有很好的低1.27-L.5350
194.0~203
经济和社会效益。
次中压
2.45
225
中压
目前玻璃窑行业余热利用主要存在的问题是
次高压5.29~6.27450~485268.7~279.
如何提高锅炉岛效率、如何清理积灰减少停炉次数、
汽轮机组按进汽参数可分为低压、次中压、中压
如何解决玻璃密?气特性造成的低温腐蚀、如何设和次高压机组,常见压力等级如表2。
计余热锅炉以满足脱氮处理要求以及如何降低锅炉
表2汽轮机组进气参数
本体的钢材耗量以提高经济性等。本文针对上述问
题,结合已有产品运行情沈和新产品开发过程,重点
参数
主蒸汽压力/MPa
主蒸汽温度/℃
低压
1.27
探讨这些问题的解决方法。
次中压
2.35
1提高锅炉岛效率
3.43
435
锅炉岛的效率涉及余热锅炉热烟气能量的利
次高压
4.90~5.88
用余热锅炉运行电耗(其中包括风机、水泵)、热力
锅炉发电系统效率为实际产热值扣除风机电耗
参数对汽机效率利用等方面,所以合理地选择余热和水泵电耗。系统效率随汽轮机效率同步提高。玻
锅炉参数如压力等级、气阻力、热力系统等对提高璃熔窑的废气温度为350~50℃,锅炉前的烟气负
压为350~700Pa。根据式(1)和式(2),压力变大,
饱和温度变大,△t变小,则受热面积H变大,面积
收稿日期:2012-07-19
工业钢炉
2012年第6期(总第136期)
的增大使锅炉本体的阻力也相应増大。同时△,不进口,见图1
变时,随压力增大蒸发受热面出口温度升高,主蒸发
发电机子绝
量降低,相应排烟温度提高,余热利用效率降低。
D=B1("-12)ル/("-in)
冷凝器
式中D一锅炉蒸发量,k
凝结水泵除氧器
B-一锅炉进口烟量,m3/h(标态)
锅炉
玻璃容炉
'一锅炉进口烟焓,kJ/m3(标态)
引风机
m一省煤器出口水焓,k/m(标态)
I一蒸发段出口烟温'n=み,+△的烟
除尘器
余热锅炉
娢,kJ/m(标态)
图1单压发电系统热力流程
ψ一保热系数,一般収0.97~0.98
该系统的特点是汽轮机只有一个进汽口,当玻
"m-过热器出口蒸汽焓,?/kg
璃窑炉出口参数一定时,余热锅炉的设计以及电站
Q=H△
(2)热力系统的配置目的就是提高主蒸汽品质及产汽
式中Q一总热量
量
k传热系数
单压系统余热锅炉系统简单,便于运行,但因锅
H一传热面积(Qの、ん为定量时,与温差△1炉窄点一定时,省煤器段吸热量相对其他系统最少
成反比)
余热锅炉排烟温度最高,锅炉热效率相对较低。
综合上述原因,考虑整个系统的效率,建议当废
(2)热水闪蒸系统
气量较小、烟气温度低于450℃时采用1.27~1.57
热水闪蒸系统就是单压发电系统中加入热水闪
MPa低压参数:当废气温度为450~53℃时,理论蒸,即:余热锅炉生产一定压力的主蒸汽和热水,主
上可采用2.45~6.27MPa压力参数,因玻璃窑余热蒸汽进人汽轮机高压进汽口,热水经过闪蒸产生低
烟气中的灰粘结性很强,对流受热面采用布置大量压饱和蒸汽和一定压力下的除氧热水,低压蒸汽补
的水平光管蛇形管朿,采用自然循环,对次中压以上入汽轮机的低压进汽口或供工业用;主蒸汽及低压
参数的锅炉该结构水动力可靠性存在安全隐患,因蒸汽在汽轮机内做功,推动汽轮机转动,共同产生电
此建议采用次中压参数。
能。见图2。
1.2炉型结构布置
发电
玻璃窑余热发电锅炉采用双通道倒U形布置,
冷凝器
低压蒸
烟气下进下出。该结构主要特点为:
凝结水
(1)减少单通道布置所需的进口或出口烟道的烟肉
除氧
长度、占地面积和阻力损失,锅炉结构紧湊;
锅炉
玻璃密炉
水
(2)蒸发受热面在锅炉下部,有充足的循环高
引风机
度,强化传热,确保锅炉水循环安全可靠,锅炉出力
除尘器
余热锅炉
足
图2热水闪蒸发电系统热力流程
3)倒U形布置可实现尾部热水段介质与烟
该系统的特点是:①当要求降低或提高排烟温
气逆向流动,解决单纯立式布置(烟气下进上出)结
度时,可通过增加或减少水量来调节;②当窑炉废气
构热水段介质由上向下流动时的气塞和氧腐蚀问
参数波动时可通过调节水量满足主蒸汽参数或排烟
题,且强化传热,受热面结构更紧湊,钢耗低,阻力
温度;③)锅炉热效率高。
少,对整个锅炉岛效率的提高有利,锅炉经济实用。
(3)双压自除氧系统
1.3锅炉热力系统选择
双压自除氧系统是余热锅炉同时生产高压