全氧燃烧玻璃窑废气特点及余热发电锅炉系统设计方案分析

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1、建材世界2017年第38卷第2期doi:10.3963/j.issn.1674-6066.2017.02.030全氧燃烧玻璃窑废气特点及余热发电锅炉系统设计方案分析周旭,朱云杰,华胜东(中国建材国际工程集团有限公司,蚌埠233010)摘要:该文介绍了玻璃窑余热发电的基本流程,比较了采用全氧助燃的玻璃窑和采用空气助燃的玻璃窑所排废气的区别,列举了目前全氧燃烧玻璃窑采用的余热锅炉系统设计方案,并对这些方案在运行中可能存在的问题进行了分析。关键词:全氧燃烧;玻璃窑;废气;余热发电;锅炉AnalysisontheFeaturesofFlueGasfromOxy-FuelCombu

2、stedGlassFurnaceandtheDesignofWasteHeatPowerGenerationBoilerSystemZHOUXu,ZHUYun-jie,HUASheng-dong(ChinaTriumphInternationalEngineeringGroupCo,Ltd,Bengbu233010,China)Abstract:Thisarticleillustratedthebasicflowofwasteheatpowergenerationforglassfurnace,comparedthedifferencebetweentheoxy-fuel

3、andair-fuelcombustedglassfurnaceinrespecttothefluegasandexplainedthedesignschemesofwasteheatpowergenerationboilersystemadoptedincurrentoxy-fuelcombustedglassfurnacewithanaly-sisontheirpotentialdrawbacksinpractice.Keywords:oxy-fuelcombustion;glassfurnace;fluegas;wasteheatpowergeneration;bo

4、iler;design改革开放以来,经济社会发展日新月异,我国玻璃工业的工艺技术和装备水平取得了长足发展,但仍存在能耗大和环境污染等问题。在国家大力提倡节能减排的形势下,目前大部分浮法玻璃生产企业配套建设了余热发电站和环保处理设施。余热发电站可以对玻璃窑排出的废气所带的余热进行回收和利用,环保处理设施可对玻璃窑废气中所含的二氧化硫、氮氧化物和烟尘等进行处理。通过在末端对废气进行回收和利用,为玻璃生产企业带来了较好的经济和环境效益。为了进一步做好节能减排工作,从源头上减少燃料的消耗和污染物的产生,国内已有部分企业开始使用利用全氧助燃的玻璃窑炉。该文将主要介绍全氧燃烧玻璃窑的

5、废气特性,并就全氧燃烧玻璃窑余热电站锅炉系统常用设计方案做出比较和分析。1全氧燃烧玻璃窑的主要特点普通空气玻璃熔窑在燃烧过程中,助燃空气中约79%的氮气被带入窑炉燃烧室,这些氮气不仅不参与燃烧反应,反而会吸收燃料燃烧产生的热量,然后排入大气,造成了大量的热损失。另外氮气在窑炉高温下还会与氧气反应生成NOx,造成环境污染。随着社会和科技的发展,为了追求低成本、高质量的玻璃产品,被誉为玻璃熔化技术第二次革命的全氧燃烧技术应运而生。全氧燃烧技术是以纯度为90%~99%的氧气为助燃介质,避免了利用空气助燃时,有大量N2引入的情况。它一方面可以避免在燃烧中,对不起任何作用的N2进行

6、不必要的加热,从而节约大量能源;另一方面,可以大大减少NOx的形成与排放,该气体排入大气层极易形成酸雨造成环境污染,因此NOx的排放浓度是考核环保问题的一个重要指标。另外,大量的氮烟气流过小炉、蓄热室、烟道、烟囱等设收稿日期:2017-03-10.作者简介:周旭(1987-),工程师.E-mail:18715233537@163.com117建材世界2017年第38卷第2期备,不仅会携带大量粉尘,而且还会减少设备的使用寿命,并对环境造成污染。全氧燃烧技术可以明显改善玻璃液质量。全氧燃烧的烟气成分中只有CO2和H2O,所以对玻璃液透热性好、传热量多,加上玻璃液和大量水汽产生

7、反应,羟基含量增加,粘度降低,有利于玻璃液的澄清和均化。另一方面,全氧燃烧火焰稳定,无换向,燃烧气体在窑内停留时间长,窑内压力稳定且较低,这些都有利于玻璃的熔化、澄清,减少玻璃液的气泡、灰泡及条纹等缺陷。2玻璃窑余热发电系统的主要流程玻璃窑余热发电系统采用的是朗肯循环,主要由余热锅炉、汽轮机、凝汽器、凝结水泵等组成。由玻璃窑炉排出的废气经过余热锅炉,进行热交换。余热锅炉里的水经过定压吸热产生过热蒸汽,过热蒸汽经管道送至汽轮机内进行等熵膨胀做功,做完功的蒸汽在凝汽器内定压凝结成凝结水,凝结水经凝结水泵等熵压缩再送回锅炉进行循环。