玻璃窑余热发电站锅炉主要参数的选择

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1、建材世界2014年第35卷第6期doi:10.3963/j.issn.1674-6066.2014.06.022玻璃窑余热发电站锅炉主要参数的选择周旭,华胜东,朱寒(中国建材国际工程集团有限公司,蚌埠233018)摘要:该文介绍了玻璃窑余热发电的基本流程,分别讨论了余热锅炉窄点温差和接近点温差的选择、排烟温度的选择以及主蒸汽参数的选择。关键词:玻璃窑;余热发电;锅炉;设计参数ChoiceofMainParametersofWasteHeatPowerGenerationBoilerofGlassKilnZHOUXu,HUASheng-d

2、ong,ZHUHan(ChinaTriumphInternationalEngineeringGroupCo,Ltd,Bengbu233018,China)Abstract:Thispaperintroducedthebasicprocessofglasskilnwasteheatpowergeneration,wasteheatboilerpinchpointtemperatureandapproachtemperaturepointselection,theexhaustgastemperatureandthechoiceofmai

3、nsteamparameterswasdiscussed.Keywords:glasskiln;wasteheatpowergeneration;boiler;designparameter“十二五”期间,我国玻璃工业取得了长足发展,但总体还存在能耗大和环境污染严重等问题。为降低生产成本和改善环境,我国现有的大部分浮法玻璃生产企业配套建设余热发电站,取得了良好的经济效益和环境效益。已建成的玻璃窑余热电站主要采用双压锅炉系统(锅炉自带除氧器)和热水闪蒸系统两种方式。双压锅炉系统由于其结构紧凑、良好的经济性及可靠性等优点而被大量采用。该文主

4、要对双压锅炉余热发电系统的相关参数及系统配置进行分析和介绍。1玻璃窑余热发电系统的流程玻璃窑余热发电系统采用的是常规的朗肯循环,该系统主要由余热锅炉、汽轮机、凝汽器、凝结水泵等组成,见图1(a)。由图1(b)可见,4→1为余热锅炉的定压吸热过程,1→2为主蒸汽在汽轮机内的等熵膨胀过程,2→3为汽轮机排汽在凝汽器内的定压凝结过程,3→4为凝结水在凝结水泵内的等熵压缩过程。收稿日期:2014-06-29.作者简介:周旭(1987-),工程师.E-mail:dazhouxu3@163.com78建材世界2014年第35卷第6期2余热发电锅炉型

5、式及主要参数的选择一种常用的双压余热锅炉的热力循环系统如图2所示,高温烟气进入锅炉后与过热器、蒸发器、省煤器及除氧蒸发器进行热交换,最后低温烟气通过引风机送入烟囱排放至大气。从发电主厂房回来的凝结水和锅炉补充水接入除氧器,利用除氧蒸发器产生的低压饱和蒸汽对凝结水和补充水进行除氧。经过除氧后的水用给水泵送至省煤器,在省煤器内加热成欠饱和的水进入中压汽包;中压汽包内的水通过下降管进入蒸发器加热,产生的饱和蒸汽与水的混合物通过上升管回到中压汽包,经过汽水分离器分离出饱和蒸汽;饱和蒸汽通过汽包顶部的连接管道送至过热器,加热产生过热蒸汽。2.1余

6、热锅炉换热面型式的选择玻璃窑余热锅炉大多采用对流受热面,根据传热学原理,对流受热面的传热过程是用热烟气来加热水和蒸汽,而热烟气与被加热的工质分别在受热面的两侧互不相混,热烟气的热量透过管壁传给被加热的工质,其传热过程的示意图如图3所示。传热过程一般可表示为:79建材世界2014年第35卷第6期对流+辐射导热对流热烟气→外壁→内壁→工质传热基本方程为ϕ=KAΔT(1)式中,K为传热系数,kW/(m2·℃);K表示温度为1℃时,1m2对流受热面热通量的大小。传热系数越大,传热过程越强烈,反之则越弱。提高传热系数K,能够有效减少换热面积A。1

7、K=(2)11+ε+a1a21或K=ψ(3)11+a1a2a1=ξ(ad+af)(4)式中,a1为烟气对锅炉管壁的放热系数;ε为污染系数;af为辐射放热系数;a2为烟气对锅炉管壁的对流放热系数及辐射放热系数之和;ψ为热有效系数;ad为锅炉管壁对管内工质的对流放热系数;ξ为利用系数,横向冲刷管束可取ξ=1,大多数混合冲刷管束可取ξ=0.95。根据上述公式,若要提高K值,需增大烟气对锅炉管壁的放热系数a1及管壁对管内工质的放热系数a2,并尽量减小管道污染系数。根据传热系数的计算公式可知,对流管束错列布置时的放热系数要大于顺列布置时的传热系数

8、;烟气横向冲刷对流管束时的传热系数大于纵向冲刷对流管束时的放热系数;烟气流速越大,烟气对流传热系数越大。从增大传热系数以减少锅炉设备成本投入的角度考虑,早期的玻璃窑余热锅炉对流管束部分采用错列布置以及鳍片管