熔窑烟气余热发电工程项目能源评介项目实施建议书.docx
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熔窑烟气余热发电工程项目能源评介项目实施建议书
熔窑烟气余热发电工程项目
能源评介项目建议书
第一章总论
1.1项目概况
项目名称:
玻璃有限公司熔窑烟气余热发电工程项目能源评介
建设规模:
4.5MW余热电站
企业名称:
某玻璃有限公司
项目建设地址:
某县某镇
1.2建设单位概况
某玻璃有限公司是由某玻璃股份有限公司组建的公司，某玻璃股份有限公司其前身是某玻璃厂，始建于1994年，现隶属于中国光宇集团公司，位于某省某县杨汛桥镇。
某玻璃股份有限公司虽然是一个刚刚组建十几年的新企业，但浙玻人秉承“以诚立本，以质取胜”的信念，建立了一整套先进的科学管理体系，在玻璃行业率先通过了IS09002国际质量保证体系的认证，现已发展成为中国玻璃行业最大的企业之一，生产规模位居某第一位、全国第四位。
该公司于2001年12月10日在香港联交所主板成功挂牌上市，成为内地第一家以H股形式在香港上市的民营企业。
公司拥有一支从事玻璃生产多年、具有丰富经验的员工队伍，在2000多名员工中，大中专生占80%，拥有工程师、高级工程师168名。
某玻璃股份有限公司目前拥有八条浮法玻璃生产线，七条采用国际公认的“洛阳浮法”工艺技术，其中一条工艺和关键设备及耐火材料从日本、法国、美国、德国等国引进。
其中:
第一条生产线为日熔化量400t级，于1996年11月份投产；第二条生产线为日熔化量600t级，于2000年8月份投产；第三条生产线为日熔化量600t级，于2002年4月份投产；第四条生产线为日熔化量300t级，于2004年1月份投产。
产品品种为3～19mm不同规格、不同颜色的优质浮法玻璃，质量达到国家GB11614-1999标准，并名列全国前茅。
第五条生产线为日熔化量400t级超薄玻璃生产线，采用国外工艺生产技术，于2003年7月份投产，产品品种为1～6mm的超薄浮法玻璃，质量名列全国前茅。
第六、七条生产线为日熔化量600t级，分别于2007年6、8月份投产。
某玻璃股份有限公司还拥有制镜、钢化、夹层、中空等六条深加工生产线。
该公司凭借严格的科学管理、良好的市场意识、灵活的经营机制，使其产品在玻璃市场竞争较为激烈的今天，仍销售顺畅，在建筑市场、汽车玻璃市场和钢化、夹层、中空、制镜等玻璃深加工市场上均占有一定的份额，取得了良好的经济效益。
1.3报告编制依据
（一）某玻璃股份有限公司委托某市工业科学设计研究院编制项目能源评介报告的合同书。
（二）某玻璃股份有限公司提供的与项目有关的基础资料。
1.4项目报告编制单位概况：
1.4项目概况:
玻璃制造企业作为建设行业能耗大户，玻璃的生产制造需要消耗大量的能源，以目前国内普遍应用的450-600t/d浮法玻璃生产线设计能耗约达6500kj/kg-7500kj/kg玻璃液（年平均消耗重油约35000吨）.然而生产线设备中三大耗能设备为主要能耗者,在其能源利用过程中,有很大的一部分能源被尾部烟气以热能的形式带走,这样不仅造成了能源的极大浪费,而且对环境也造成极大的热污染,所以余热的利用成为一个很好的节能减排措施.
余热利用在高热能消耗产业利用还是比较普遍的，但是目前国内主要的余热的利用方法主要是在高热能消耗的热工设备尾部设置余热换热器来回收余热，余热换热器生产的蒸汽部分用于生产及采暖，这样的利用方式远远没有充分利用余热资源，尤其的是在南方地区或天然气为燃料的生产企业。
这样为了寻求更好的节能方案，我国对于高热能耗行业的废气余热回收利用技术进行大量的研究，在采用纯低温余热回收技术和国产化的低温余热回收装备情况，完全可以利用玻璃行业的低温余热资源用于发电，所以在参照国内第一家应用纯低温余热回收技术发电的江苏华尔润集团有限公司已投产的的低温余热发电工程情况下，合理改善投资方案，改进技术工艺，建立余热回收系统用于低温发电。
项目在投产后可大量回收玻璃熔窑废气余热，以节约能耗、降低热耗，减少热污染，并以此取得可观的经济和社会效益。
第二章节能分析：
2.1自然条件：
气候条件：
主要气候特征：
年平均气温16.5℃
日最高气温39.0℃
日最低气温-10.2℃
平均相对湿度81%
年平均降水量1521.7mm
主导风向西北
年平均风速1.68m/s
极端最大风速29m/s
此气候条件为典型的海洋性气候，空气湿度大，在热量传输过程中流失也相对与干燥地区大，风速的变化影响对废气排放要求也有所不同。
所以可以在保温和废气排放方面做措施来提高节能效果。
2.2物料及能源供应
该生产项目物料及能源供应情况：
在物料供应方面，其物料的供应均来自就近供应地，而且供应地生产稳定，这样因运输等额外因素而增加的附加能耗就相对小很多。
在能源供应方面，能源供应充足且附加能耗少。
2.2.1水供应方面：
水源:
生产用水:
水源为河水，设置给水处理站。
生活用水：
生活水源采用城市自来水，由城市自来水干管进入。
用水量:
1、全厂生产用水量见下表。
用水量表
序号
子项名称
新鲜水用水量
循环水用水量
m3/h.max
m3/h
m3/d
m3/h
m3/d
1
余热锅炉房
17
12
288
2
原料车间混合房
24
24
72
3
联合车间
50
4
96
4.
联合车间循环水系统补水
62
62
600
915
21950
6
氮氢站循环水系统补水
20
20
7250
364
8736
小计
193
125
2498
1306
30686
8
生活用水量
40
生产线主线循环用水量（含氮氢站）为1279m3/h，新水用水量为1306m3/d，生活用水量为40m3/d。
给水系统设计方案:
（1）生产、消防给水系统。
从原有厂区生产、消防用水管网接管。
（2）生活给水系统。
生活用水采用城市自来水，供全厂生活用水。
（3）联合车间循环水系统
联合车间循环水系统供800t/d超白汽车级浮法玻璃生产线熔窑及锡槽设备冷却水，设备冷却水量为915m3/h。
系统中设500t，H=35m倒锥壳水塔一座。
循环水系统采用闭路循环，系统补水采用软化水，旁滤采用全自动反清洗过滤器。
（4）氮氢站循环水系统
氮氢站循环水系统供氮氢站、空压机设备冷却水，冷却水量约364m3/h。
循环水系统采用闭路循环，循环使用率100%。
消防:
全厂消防采用临时高压制，根据《建筑设计防火规范》GBJ16-87及石油库设计规范GB50074-2002，消防水量79.1l/s，给水处理站清水池中储存有四小时的油罐消防用水，共计1139m3。
给水处理站二级泵房内设消防泵三台（Q=50l/sH=70mN=55kW）二用一备。
各车间内按规范设室内消火栓，室外设地上式消火栓。
厂区内消防给水管道成环状。
水泵房消防水管有两条出水管与室外环状管网相连。
各车间内按《建筑灭火器配置规范》GBJ140-90（1997版），设置相应种类灭火器。
油罐消防采用低倍数泡沫灭火系统，设泡沫消防泵房。
油罐区设置环状泡沫混合液管道，并设置泡沫消火栓。
排水:
全厂排水雨污分流制，生活污水约34m3/h。
污水经化粪池处理后，排入生活污水管网；生产废水、锅炉房软化水装置排水经污水处理设备处理后，达到综合污水排放一级标准后排放。
本项目运行耗水量为1306t/d，要求水源供水能力为54.4t/h，由
本工程项目实行雨污分流，分别经各自管道汇聚后排入城市管网。
2.2.2油供应方面：
本项目运行中主要消耗能源就是重油，其消耗量达44530t/a，由就近某宁波供应地稳定供能，同样在附加能耗方面有着一定的减小。
燃料用量及有关技术要求:
●燃料品种：
重油
●用量：
800t/d超白汽车级浮法玻璃生产线正常生产时用量122t/d。
●燃料主要指标如下：
序号
名称
单位
数量
备注
1
粘度
0E
21.65
恩氏粘度（100℃）
2
闪点
℃
130
开口
3
水分
%
0.8
4
硫含量
%
0.80
5
热值
KJ/kg
～40195
6
密度
m3/t
0.98
●用油时间：
24小时连续
●进联合车间压力：
≥1.0Mpa
●进联合车间油温：
≥95℃
●供回油方式：
单供单回
●供回比：
5/2
2.2.2.1工艺流程及设计方案
燃料来源及运输方式:
重油以船运为主，汽运为辅。
主要工艺流程:
●卸油方式：
重油船运至码头后用卸油泵打至3000m3油罐；另外，汽运为油槽车将重油运至厂内卸油区，通过卸油沟流至零位油罐，再用卸油泵打至3000m3油罐。
现考虑卸油泵房同时实现船运和汽运卸油。
●供油方式：
重油在3000m3油罐经蒸汽加热脱水后用供油泵打至熔窑，一部分供熔窑燃烧，另一部分回流至3000m3油罐。
主要设备选型:
根据生产线150t/d重油的用量，罐区设三台3000m3油罐。
供油泵房内选用流量为8.5Nm3/h的供油泵四台,二用二备。
船运卸油泵房设流量为130Nm3/h的卸油泵二台，汽运卸油泵房设流量为58Nm3/h的卸油泵二台
下表为详细物料、能源供应清单。
原（燃）材料一览表
序号
原（燃）材料名称
产地（主要）
日用量（T/D）
成分及含量（%）
SiO2
AlO3
Fe2O
CaO
MgO
K2O
Na2O
IL
Na2SO4
Na2CO3
NaCl
1
硅砂
某长兴
98.65
0.65
0.13
0.08
0.03
2
长石
湖北浠水
74.36
13.86
0.37
0.81
0.19
6.28
3.29
0.59
3
石灰石
某富阳
1.05
0.12
0.06
54.45
0.30
4
白云石
某杭州
1.95
0.12
0.10
29.90
21.05
46.60
5
纯碱
青海德令哈
99.20
0.6
6
芒硝
某杭州
99.50
0.3
7
碎玻璃
上海华漕
72.4
0.80
0.10
8.5
4
14
8
重油（燃）
某宁波
恩氏粘度（100℃）≤25oE，闪点（开口）≥140℃，凝点≤40℃，含水率≤1%，含硫量≤1.5%，灰分≤0.3%，低位热值≥40.6MJ/kg，密度（20℃）＜1.0kg/cm3
2.3用能标准和节能设计主要参考规范
能源是自然界中能为人类提供某种形式能量的物质资源。
通常凡是能被人类加以利用以获得有用能量的各种来源都可以称为能源。
能源亦称能量资源或能源资源。
是指可产生各种能量（如热量、电能、光能和机械能等）或可作功的物质的统称。
是指能够直接取得或者通过加工、转换而取得有用能的各种资源，包括煤炭、原油、天然气、煤层气、水能、核能、风能、太阳能、地热能、生物质能等一次能源和电力、热力、成品油等二次能源，以及其他新能源和可再生能源。
能源是国民经济与社会发展的基础和战略资源。
加强节能工作是深入贯彻科学发展观，落实节约资源基本国策，建设节约型和谐社会的一项重要措施，也是国民经济和社会发展一项长远战略方针和紧迫任务。
我国政府明确提出的“十一五”期间，单位国内生产总值能耗要比“十五”末期降低20%的目标。
某省的总体目标是：
到2010年，万元生产总值能耗强度（以2000年可比价计算）比2005年下降15%。
因此，各行各业必须十分注重合理利用能源，提高能源利用率，从源头上杜绝能源的浪费，实现资源节约型社会，把节能工作贯串于生产的全过程，提高企业的经济效益和社会效益.
2.4节能参考的法律法规
《中华人民共和国节约能源法》；
《中华人民共和国可再生能源法》；
《中华人民共和国电力法》；
《节能中长期专项规划》（发改环资[2004]2505号）；
《国家鼓励发展的资源节约综合利用和环境保护技术》（国家发改委2005第65号）；
《国务院关于加强节能工作的决定》；
《国家发展改革委关于加强固定资产投资项目节能评估和审查工作的通知》（发改投资[2006]2787号）；
《某省人民政府关于加强节能降耗工作的通知》（浙政发[2006]35号）；
《工业企业资源管理导则》GB/T155587-1995；
国家计委、国家经贸委、建设部《关于固定资产投资工程项目报告“节能篇（章）”编制及评估的规定》（计交能［1997］2542号）。
2.5用能节能设计参考标准规范
（1）《评价企业合理用电技术导则》（GB3485）；
（2）《评价企业合理用热技术导则》（GB/T3486）；
（3）《机械工业节能设计规范》JBJ14—2004；
（4）《产业单位产量能耗定额编制通则》（GB/T12723—1991）；
（5）《用能单位能源计量器具配备和管理通则》（GB17167-2006）；
（6）《综合能耗计算通则》（GB/T2589—1990）。
2.6能耗种类和数量分析、品种实物能耗（水电煤气能耗）:
2.6.1重油
重油的使用在本项目运行占重要比重，本项目的节能指标也是以重油用量减少为主要参考依据,本项目各道工序环节的节能效果最后以转换成重油的用量来体现节能情况.下图为本项目各道工序环节的经验能耗
计量：
通过进车间总油管的流量计计量。
根据上述工艺流程计算重油预计日消耗量为:
2.6.2蒸汽：
蒸汽用量
1、联合车间蒸汽加热器及管道拌热1.0t/h
2、油站油罐脱水及保温2.5t/h
3、卸油用蒸汽0.6t/h
4、室外油管道拌热0.5t/h
最大蒸汽用量4.6t/h，蒸汽流量计量采用涡街流量计量仪表。
2.6.3水
1、生产用水量表：
余热锅炉房：
168m3/d
原料车间、混合房：
70m3/d
联合车间：
80m3/d
联合车间循环水补水800m3/d
未预见水量188m3/d
总计：
1306m3/d
生活用水量：
40m3/d
2、联合车间循环水量:
1279m3/h
3、生产排水量：
余热锅炉房34m3/d
原料车间3m3/d
联合车间27m3/d
联合车间循环水100m3/d
总计：
164m3/d
生活排水量：
34m3/d
4、水计量流量计：
采用螺翼式水表。
2.6.4电气
1.每个子项及功率
子项
能源
单位
数量
熔容
重油
t/a
44530
烟气量（80℃）
Nm3/h
65000
装机功率
kW
1669.3
水
t/h
274
锡槽
装机功率
kW
5700.6
水
t/h
400
退火窑
装机功率
kW
1438
水
t/h
12
冷端
装机功率
kW
427.2
原料车间
装机功率
kW
1454
锅炉房
装机功率
kW
600
水
t/h
30
蒸汽
t/h
4.6
空压站
装机功率
kW
840（280备用）
循环水泵房
装机功率
kW
500
年电耗总量
kwh
3.63×107
生产线循环用水量
m3/h
1279
生产线新水用水量
m3/d
1306
生活用水量
m3/d
40
2.变电所设置及变压器数量
设置熔制变电所，主变为2台1250KVA变压器。
设置锡退变电所，主变为4台1600KVA变压器。
设置冷端变电所，主变为2台1600KVA变压器。
设置氮氢变电所，主变为2台1250KVA变压器。
3.电能计量
在熔制、锡退、冷端及氮氢变电所（10/0.4/0.22KV）的电源进线设置智能仪表进行电能计量，在上述变电所的馈出线回路中也设置智能仪表进行电能计量。
综合能耗:
单位产品产值能耗
可比能耗
单能源品种考核能耗,
（熔窑）单耗
顿/年
KG煤/重量箱
2.7能耗指标对比分析
玻璃熔窑是玻璃生产线能耗最多的设备，在玻璃成本中燃料成本约占35%～50%.我国自行设计的大部分浮法玻璃熔窑玻璃液单耗可以达到6500kJ/kg～7500kJ/kg玻璃液，国外大的浮法玻璃企业只有5800kJ/kg玻璃液，我们与国际先进水平有一定差距。
发达国家玻璃熔窑的热效率一般在30%～40%，我国玻璃熔窑的热效率平均只有25%～35%.熔窑结构设计和保温措施不合理，使用的耐火材料质量档次低是存在这种差距的重要原因之一。
其次，国内浮法玻璃工艺操作技术落后、管理不够完善等也是造成能耗高、熔化质量差、窑炉寿命短的原因.到目前我国已拥有浮法玻璃生产线140余条，玻璃产能增加较快，市场竞争逐步白热化。
做为玻璃主要燃料的重油，价格持续走高，在玻璃成本中所占比例越来越大。
因此，降低玻璃能耗，对降低生产成本，提高企业的市场竞争力，减少环境污染，缓解能源短缺等都具有巨大意义。
2.8节能效果分析
方案采取前:
在没有利用余热发电进行循环使用余热能之前,由于我国自身存在的生产力落后的矛盾,导致虽然利用先进生产线,但是每年6908kj/kg玻璃液的能耗和30%热效率能效这样的数字让人很不满意.这样使得我国无论是在经济效益和国民生产力发展方面都相对落后于发达国家.以熔窑生产为例,在能耗和能效方面平均落后达5%之巨,折合成经济成本一条生产线每年在能源方面多支出将达数千万元.加上其他辅助工艺生产中的各种因技术设计落后和生产管理缺陷等带来的能耗增加,这便是一个不容小觑的数字.所以在节能降耗成为一个迫在眉睫的大事.但光在完善管理,加强节能意识这样的微量改善方面做文章是远远不够的.更重要的在技术方面得到很好的改进,于是余热,余压和尾气可燃气的利用成为很好的改进方案参考,在三者可再利用资源中比较得出：
由于余压很小,和重油在熔窑的中的燃烧比较充分,这样使得余压和尾气可燃气在利用方面有这样很大的难度,运作不合实际技术和经济条件.但是在余热方面就有很大的利用空间,其中熔窑、锡槽、退火窑有很大的余热保留量，而且在技术和经济性上有比较合理的支持，所以余热的再利用成为最好的选择。
方案采取后：
方案采取后，虽然在采取余热回收利用的方案后，在设备线路的改造方面加大了成本，但由于余热在生产线中通过能量转换的形势循环利用，使得重油，煤等能源得到大量的节约，不仅是在经济上，能耗和能效上，环境保护上得到大幅度的改善，还积极响应国家政府节能号召，在高耗能、高污染企业中做了节能环保表率，树立了一面旗帜。
第三章节能措施：
玻璃企业的节能是一个长期任务，国内外技术人员积极进行研究，如优化窑炉结构设计、富氧燃烧、全氧燃烧电助熔、重油乳化技术等。
目前很多企业已开始在生产过程中实施节能措施，并对玻璃生产过程控制等方面的节能措施进行探索。
本项目主要是针对的余热的回收利用，将余热以能源转换循环的形式作为一部分永久能源在玻璃生产线中得到利用，下图为其循环利用过程：
余热热能
锅炉热能
蒸汽热能
汽轮机动能
发电机电能
热工设备热能
3.1主要设备技术能耗，热效率，热力指标。
本项目主要设备为：
熔窑、锡槽、退火窑、余热锅炉。
3.1.2熔窑
熔窑是浮法玻璃生产的重要热工设备。
本项目采用引进消化吸收和自行攻关成果的熔窑先进技术优化设计，采用先进熔窑结构和优质耐火材料；优化和改善燃烧控制系统，温度控制进度达到±1℃。
采用节能新技术，设计新型全保温玻璃熔窑，确保合理燃烧，节能降耗，提高热效率和熔窑使用寿命。
1.单座熔窑主要技术指标
项目
单位
指标
熔化能力
t/d
800
熔化率
t/m2·d
2.21
每公斤玻璃液耗热量
kJ/kg
≤6150
熔化部宽
m
12.5
小炉对数
对
8
熔窑总长度
m
～72
窑龄
年
≥8
2.主要结构特征
为了达到熔化率高、能耗低、窑龄长、玻璃液质量好的目的，该熔窑采用目前国内熔窑设计的先进技术，结构设计上考虑以下技术措施：
●前脸采用全保温45°L型吊墙结构，提高前脸结构的稳定性，延长熔窑的使用寿命，增加火焰对生料的覆盖面积，对配合料能起到预熔作用；鼻部前端压低靠近液面，有利于投料池的密封，改善工作环境，并减少了粉料对窑体的侵蚀。
●合理加长前脸墙到1#小炉的距离，以便提高1#小炉的温度，使配合料一入窑就处于高温状态，加速配合料的熔化，提高热效率。
同时可以减轻飞料对前端蓄热室格子体的侵蚀和堵塞现象。
●采用宽投料口，以增加火焰覆盖面积，提高熔化能力。
●合理确定澄清带的长度，以利于玻璃液的澄清与均化，提高玻璃的质量。
●熔体采用新型的上部结构，取消了传统的上间隙砖，使窑体与大碹成为一体，加强了窑体的密闭性和整体性，以及热胀可调性，有利于节能和窑炉结构的安全。
●熔池采用浅池阶梯池底加保温结构，池底设铺面砖，利于池底温度的提高，缩小玻璃液的上下温差，从而提高玻璃液的温度均匀性。
另外浅池阶梯池底结构还可减少玻璃液回流量，有利于节能和提高熔化率。
●采用细窄卡脖，稳定冷却部成型制度，避免因换火而影响冷却部的压力波动，有利于冷却部的温度及压力控制。
●在卡脖处设置一对水平式玻璃液搅拌机，以提高玻璃液的化学和热均匀性，同时在卡脖处设置新颖的水包，可通过调节水包的高度来达到提高玻璃液的热均匀性，改善光学性能，减少玻璃液的回流，提高节能效果。
●冷却部设置稀释风系统，通过调节稀释风的流量来控制冷却部的窑压及温度，使流入流液道的玻璃液温度波动控制在±1℃。
●窑底钢结构采用三层，熔窑立柱立在支承梁上，可减少烤窑时的次梁扭曲变形，克服以往烤窑时由于次梁膨胀、变形，造成大窑立柱倾斜的情况。
●助燃空气变频调节，采用分支烟道进风，小炉间进风比例在各分支烟道的进风支管上调节，有利于各小炉的风、油比例调节，废气采用支烟道换向。
●在熔化部后山墙上设置一对工业电视，可直观地监视窑内的燃烧情况，料堆的分布情况和窑体的侵蚀。
●为了准确地、科学地操作和管理熔窑，在熔窑的各个部位设置多处温度检测点、窑压检测点、烟道抽力检测点等，并用计算机对采集数据进行显示、整理、管理。
●采用全分隔式蓄热室结构，既能保证蓄热室整体结构的稳定性，又有利于各小炉燃料与助燃风的比例调节。
蓄热室格子体采用烧结筒型格子砖，具有节能降耗的作用。
●采用新型高效保温材料，对窑体进行全保温，节能降耗。
●耐火材料依据各部位的使用特点，在保证低燃耗、高产品质量、长窑龄的前提下，合理配套选取。
3.1.3锡槽
锡槽浮法玻璃成型的关键设备，经优化设计，配以先进的计算机集散系统、新型吊挂式拉边器；电加热元件为硅碳棒；设置一道安全闸板和一道调节闸板。
其结构特点与技术措施：
●流道采用八字形流道及唇砖结构，以保证形成合理的玻璃液流股。
●采用玻璃液流量控制技术（控制精度达1/1000以上）。
●采用新型石墨档坎及配置方案，控制锡液横向温差＜2℃；
●优化锡槽进出口整体密封技术，槽压达30Pa以上；保护气体应确保纯度（5ppm以下）以及保护气流量、氢含率在锡槽
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