劉志新 王建 肖會(huì)永(河南省安彩高科股份有限公司,河南 安陽(yáng) 45500)

玻璃窯爐的節(jié)能與環(huán)保一直是人們非常關(guān)注的課題。在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家玻璃窯爐的熱效率一般在30%-40%，而我國(guó)玻璃窯爐的熱效率平均只有20%-30%。在玻璃窯爐的各項(xiàng)熱損失中，離開(kāi)蓄熱室的排煙余熱量占比例最大。通常，煙氣離開(kāi)蓄熱室的溫度為500-600℃，其帶走的熱量約占窯爐總收入熱的25%左右，燃料化學(xué)熱的40%。對(duì)排煙余熱回收的途徑有余熱發(fā)電、余熱制冷、余熱鍋爐和余熱預(yù)熱窯爐助燃風(fēng)等幾種途徑。

“節(jié)能減排”是當(dāng)今國(guó)策，是可持續(xù)發(fā)展的重中之重。玻璃企業(yè)是耗能大戶，它能耗的高低，也直接關(guān)聯(lián)到“節(jié)能減排”國(guó)策在企業(yè)的貫徹執(zhí)行力度的高低。

在玻璃融化過(guò)程中，窯爐產(chǎn)生的廢(煙)氣很多企業(yè)將它直截排放到空中，不僅浪費(fèi)能源，還污染了環(huán)境。

1 現(xiàn)狀調(diào)查

我公司的玻璃窯爐主要使用天然氣作為燃料，煙氣溫度一般在500-600℃，的高溫?zé)煔饪偭考s為250000Nm3/h。目前,我公司玻璃窯爐已經(jīng)全部在原煙道旁設(shè)置旁路煙道，安裝余熱鍋爐和脫硝、除塵設(shè)備，排放的煙氣煙塵和NOx含量均達(dá)到國(guó)家排放要求，同時(shí)將500℃-600℃左右高溫?zé)煔庥酂徇M(jìn)行回收用于發(fā)電，煙氣溫度降到160℃-200℃直接排空。現(xiàn)階段回收高溫?zé)煔膺@部分余熱是玻璃企業(yè)行之有效的“節(jié)能減排”措施之一。

排空的煙氣溫度仍在160-200℃,直接排放有點(diǎn)可惜，可以回收這部分煙氣熱量預(yù)熱窯爐助燃風(fēng)，加熱常溫助燃風(fēng)到60℃以上，送入窯內(nèi)，可以提高燃料的理論燃燒溫度，加快升溫速率達(dá)到必需的爐溫，并能顯著節(jié)約燃料，達(dá)到節(jié)約能源的效果。

2 低溫段煙氣余熱再利用案例

201 3 年8月份，我公司成功在一臺(tái)日出料量500噸的玻璃窯爐上安裝了一套導(dǎo)熱油系統(tǒng)，回收160-200℃低溫段煙氣溫度的熱量，用來(lái)加熱窯爐助燃風(fēng)，提升窯爐助燃風(fēng)溫度到80℃。

在余熱鍋爐和煙囪之間的低溫?zé)煹郎显O(shè)置旁道，安裝一級(jí)余熱回收裝置，回收煙氣熱量。在助燃風(fēng)管道上直接安裝二級(jí)余熱散熱裝置，放熱給助燃風(fēng)。兩套回收裝置均采用熱管式，兩套回收裝置之間用耐腐蝕無(wú)縫不銹鋼管連接。通過(guò)循環(huán)油泵控制導(dǎo)熱油在兩個(gè)回收裝置和不銹鋼管流動(dòng)，進(jìn)行熱量的傳遞。導(dǎo)熱油的性能:均勻且透明度好、高度導(dǎo)熱性、耐高低溫性、熱穩(wěn)定性、高保留性、比重大、不揮發(fā)、閃點(diǎn)高，無(wú)污染、不結(jié)焦、積碳少、冒煙少、使用安全、對(duì)設(shè)備無(wú)腐蝕、使用壽命長(zhǎng)、對(duì)人體無(wú)毒，必須符合閉式系統(tǒng)使用的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和要求(GB23971-2009)。

2.1 導(dǎo)熱油熱管系統(tǒng)工作原理

在導(dǎo)熱油熱管系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)一級(jí)余熱回收裝置吸收低溫?zé)煔鉄崃?，加熱?dǎo)熱油到120℃左右。通過(guò)循環(huán)油泵輸送高溫導(dǎo)熱油到二級(jí)余熱散熱裝置，放熱給助燃風(fēng)，導(dǎo)熱油溫度降低到到80℃左右，升高助燃風(fēng)溫度到65-75℃左右。根據(jù)工藝生產(chǎn)的需要，設(shè)定助燃風(fēng)的輸出溫度SP值，PLC系統(tǒng)會(huì)根據(jù)助燃風(fēng)實(shí)際輸出溫度PV值和SP值的偏差，自動(dòng)調(diào)整循環(huán)油泵的頻率。如PV值＜SP值，PLC系統(tǒng)自動(dòng)提升循環(huán)油泵的頻率，加快導(dǎo)熱油在管道內(nèi)的流速，在二級(jí)余熱散熱裝置端，釋放更多熱量給助燃風(fēng)，以提升助燃風(fēng)輸出溫度，至到PV值達(dá)到SP值后，穩(wěn)定循環(huán)油泵的頻率在一合適值，保持PV值和SP值在±2℃要求范圍內(nèi)。如PV值＞SP值，PLC系統(tǒng)會(huì)相反的方向調(diào)整。整個(gè)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)助燃風(fēng)溫度在設(shè)定值±2℃的穩(wěn)定受控，達(dá)到穩(wěn)定池爐工藝的需要。

3 每日節(jié)約天然氣量計(jì)算

3.1 熱量回收計(jì)算

熱油熱管系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程，以助燃風(fēng)輸出溫度SP值為70℃計(jì)算，助燃風(fēng)溫度升高約15℃，池爐每小時(shí)消耗助燃風(fēng)量約50000Nm3，每小時(shí)回收的熱量約為：

C——空氣比重，單位J/Kg℃；

Q——熱量，單位是kJ；

ρ——空氣密度，單位是Kg/Nm3；

V——空氣體積，單位是Nm3；

T1——升溫前助燃風(fēng)溫度，單位是℃；

T2——升溫后助燃風(fēng)溫度，單位是℃；

3.2 每日節(jié)約天然氣量計(jì)算

L——天然氣量，單位Nm3；

q——天然氣熱值；

3.3 全年節(jié)約天然氣量計(jì)算

按照天然氣單價(jià)2.3元/Nm3計(jì)算，年節(jié)約資金約為：

252 0.3 ×365×2.3=211.6萬(wàn)元。

4 結(jié)語(yǔ)

高溫?zé)煔庥酂崂迷诠I(yè)窯爐已很普遍，但低溫?zé)煔庥酂岬幕厥绽眠€在起步探索階段，它的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益都是不可估量的。

[1]龐玉增，王繼方.玻璃窯爐尾氣余熱的充分利用.玻璃與搪瓷,2007,35(1),24-27.