玻璃窑余热锅炉技术课件

《玻璃窑余热锅炉技术课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《玻璃窑余热锅炉技术课件（83页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、西安交通大学能源与动力工程学院XJTU-CSGXJTU-CSG西安交通大学长沙锅炉厂联合研发西安交通大学长沙锅炉厂联合研发玻璃窑余热锅炉技术特点玻璃窑余热锅炉技术特点清洁燃烧与气固两相流研究室清洁燃烧与气固两相流研究室赵钦新赵钦新 博士博士长沙锅炉厂长沙锅炉厂西安交通大学能源与动力工程学院 内容提要 1.玻璃窑概念 2.玻璃窑余热发电技术 3.玻璃窑余热锅炉技术 4.XJTU-CSG技术特色 5.系统优化技术 6.结论与展望西安交通大学能源与动力工程学院1.玻璃窑概念1.1 玻璃工业的重要性(1)玻璃制品在人们日常生活中用途非常广泛。 如各种玻璃器皿、餐具、杯、盘、碟等玻璃日用品和装饰品； 还

2、有使用极为普遍的电灯泡、显像管等，这些制品几乎是人们不可缺少的生活用品。(2) 玻璃大量应用于许多工业生产部门。建筑用的平板玻璃，医药和食品工业用的玻璃器皿，化学工业和实验室用的玻璃仪器，电气工业和电子工业用的各种管件、绝缘子，光学工业用的各种棱镜、透镜，现代技术中的激光玻璃、计数器玻璃、微孔玻璃、纳米玻璃。西安交通大学能源与动力工程学院1.玻璃窑概念1.1 玻璃工业的重要性(3)玻璃在国民经济中具有重大的作用。 现今，玻璃已涉及到人们的生活和工作中，玻璃也已渗入到国民经济的各个部门中去，它已与工农业生产、国防建设、科学研究、文教卫生、交通运输以及人们生活息息相关。它对于现代社会、文明的重要性

3、是不言而喻的。 西安交通大学能源与动力工程学院1.玻璃窑概念1.2 玻璃生产方法平板玻璃的生产过程如图1.1所示。图1.1平板玻璃生产过程 西安交通大学能源与动力工程学院1.玻璃窑概念1.2 玻璃生产方法 按照玻璃配方混合好配合料，经过高温加热形成玻璃液的过程，称为玻璃的熔制。熔制目的是要获得均匀、纯净、透明并适合于成形的玻璃液。玻璃熔制过程可以分为以下五个阶段：(1) 硅酸盐形成阶段 配合料入窑后，在高温（约800-1000）作用下迅速发生一系列物理的、化学的和物理-化学的变化，如粉料受热、水分蒸发、盐类分解、组分熔化以及石英砂与其它组分之间进行的固相反应。这个阶段结束时，配合料变成了由硅酸

4、盐和游离二氧化硅组成的不透明的烧结物。 西安交通大学能源与动力工程学院1.玻璃窑概念1.2 玻璃生产方法 (2) 玻璃形成阶段 温度升高到1200 时，各种硅酸盐开始熔融，继续升高温度，未融化的硅酸盐和石英砂粒完全溶解于熔融体中，成为含大量气泡的、在温度上和化学成分上不够均匀的透明的玻璃液。 (3) 玻璃液澄清阶段 玻璃形成阶段结束时，熔融体中还包含许多气泡和灰泡（小气泡）。从玻璃液中除去肉眼可见的气体夹杂物，消除玻璃中的气孔组织的阶段称为澄清阶段。因为气泡在玻璃液中排出的速度符合斯托克斯定律。当温度升高时，玻璃液的黏度迅速减低，使气泡大量逸出。西安交通大学能源与动力工程学院1.玻璃窑概念1.

5、2 玻璃生产方法 (4) 玻璃液均化阶段 玻璃形成后，各部分玻璃液的化学成分和温度都不相同，还夹杂一些不均匀体。为了消除这种不均匀性，获得均匀一致的玻璃液，必须进行均化。 玻璃液的均化主要依靠扩散和对流作用。高温是一个主要的条件，因为它可以减小玻璃液黏度，使扩散作用加强。另外，搅拌也是提高均匀性的好方法。西安交通大学能源与动力工程学院1.玻璃窑概念1.2 玻璃生产方法 (5) 玻璃液冷却阶段 澄清均匀化后的玻璃液黏度太小，不适合于成形，必须通过冷却提高黏度到成形所需的范围。所以玻璃液必须冷却到成形温度。根据玻璃液的性质与成形方法的不同，成形温度约比澄清温度低200-300。西安交通大学能源与动

6、力工程学院1.玻璃窑概念1.3 玻璃熔窑的分类玻璃熔制过程是在玻璃熔窑内实现的。(1)按熔制玻璃所用的容器的构造分 1)池窑：配合料在这种窑的槽型池内熔化成玻璃液 2)坩埚窑：玻璃液是在坩埚内进行熔化的，故名坩 埚窑。(2)按使用能源分 1)火焰窑：以燃烧燃料为热能来源。燃料可以是煤气、天然气、重油或煤。 2)电热窑（电熔窑）：以电能作为热能来源。按热 生成方法与热量传给玻璃粉料的方法分成电弧炉、 电阻炉及感应电炉三种。西安交通大学能源与动力工程学院1.玻璃窑概念1.3 玻璃熔窑的分类(3)按熔制过程连续性分 1)间歇式窑：玻璃熔制的各个阶段系在窑内同一 部位不同时间依次进行的，窑的温度制度是

7、变动的。 2)连续式窑：玻璃熔制的各个阶段系在窑内不同 部位同一时间进行的，窑内温度制度是稳定的，如池窑。 (4)按烟气余热回收设备分 1)蓄热式窑：以蓄热方式回收烟气余热。 2)换热式窑：以换热方式回收烟气余热。西安交通大学能源与动力工程学院1.玻璃窑概念1.3 玻璃熔窑的分类(5)按窑内火焰流动的方向分 1)横焰池窑：窑内火焰作横向（相对窑纵轴而言）流动，与玻璃也流动方向垂直。 2)马蹄焰池窑：窑内火焰呈马蹄形流动。有平行马蹄形、垂直马蹄形及双马蹄形。 3)纵焰池窑：窑内火焰作纵向流动，与玻璃液流动方向一致。 4)倒焰窑：火焰从窑底喷入，从窑底周边排出。 5)平焰窑：火焰从坩埚上面喷入，从

8、窑底排出。西安交通大学能源与动力工程学院1.玻璃窑概念1.3 玻璃熔窑的分类(6)按制造的产品分 1)平板玻璃熔窑：用于制造平板、压花、夹丝等建筑玻璃。熔化部和冷却部的玻璃液作浅层分隔为其结构特征。平板玻璃熔窑又可按成形方法分为：浮法玻璃熔窑（用浮法生产平板玻璃），引上玻璃熔窑（用有槽、无槽、对辊法生产平板玻璃），平拉玻璃窑（用平拉法生产平板玻璃），压延玻璃窑（用压延法生产压花、夹丝玻璃及微晶玻璃板）。 2)日用玻璃熔窑：用于制造瓶罐、器皿、化学仪器、医用、电真空及其它工业玻璃。西安交通大学能源与动力工程学院1.玻璃窑概念1.3 玻璃熔窑的分类(6)按窑的规模分 1)按窑产量分：大型窑日产玻璃

9、液150t以上，中型窑日产玻璃液50-150t，小型窑日产玻璃液50t以下。 对浮法玻璃窑而言，大型窑日产玻璃液500t以上，中型窑日产玻璃液300-400t，小型窑日产玻璃液200t以下。 2)按熔化面积分（对日用玻璃窑而言）：用大型窑60m2以上，中型窑31-59m2，小型窑30m2以下。西安交通大学能源与动力工程学院1.玻璃窑概念1.4 玻璃生产方法的特点(1)引上玻璃熔窑生产的特点 垂直引上法是利用拉引机械从玻璃溶液表面垂直向上引拉玻璃带，经冷却变硬而成玻璃平板的方法。根据引上设备不同，又分为有槽引上、无槽引上和对辊引上等方法(见图1.2，图1.3)。 1)优点 成型容易控制，可同时生

10、产不同宽度和厚度的玻璃。 2)缺点 宽度和厚度也受到成型设备的限制，产品质量也不是很高，易产生波筋、线道、表面不平整等缺陷。西安交通大学能源与动力工程学院图1.2 有槽引上法成型示意图 西安交通大学能源与动力工程学院图1.3无槽引上法成型示意图 西安交通大学能源与动力工程学院1.玻璃窑概念1.4 玻璃生产方法的特点(2)平拉玻璃窑生产的特点 是将玻璃带自液面引拉7001000mm处，元板通过转向辊改为水平方向引拉，再经退火冷却而成玻璃板的方法。 1)优点 这种方法不需要高大的厂房，可以进行大面积切割。 2)缺点 玻璃厚薄难以控制，板面易产生麻点，因此一般只用于小型生产。西安交通大学能源与动力工

11、程学院1.玻璃窑概念1.4 玻璃生产方法的特点(2)浮法玻璃窑生产的特点 浮法玻璃的生产过程是将熔融的玻璃液经过流槽砖进入盛有熔融锡液的锡槽中，由于玻璃液的密度较锡液小，玻璃液便浮在锡液表面上，在其本身的重力及表面张力的作用下，能均匀地摊平在锡液表面上，同时玻璃的上表面受到高温区的抛光作用，从而使玻璃的两个表面均很平整。然后经过定型、冷却后，进入退火窑退火、冷却，最后经切割成为原片。 浮法玻璃工艺示意如图1.4所示。 西安交通大学能源与动力工程学院图1.4浮法玻璃工艺示意图 重油燃烧气氛保护西安交通大学能源与动力工程学院1.玻璃窑概念1.4 玻璃生产方法的特点(2)浮法玻璃窑生产的特点 浮法玻

12、璃的生产具有产品质量好、产量高、生产成本低、品种多等优点。 1)产品质量好 浮法玻璃表面质量、机械强度和热稳定性较好。 2)产量高、生产成本低 浮法玻璃生产线可以长时间连续生产，不仅产量大，而且机械化、自动化水平高、生产工人少、劳动生产率高、设备维修费用少。 另外，用浮法工艺可以生产0.55-25mm的优质平板玻璃，这是其它成形工艺所望尘莫及的。西安交通大学能源与动力工程学院1.玻璃窑概念1.5 玻璃窑工艺系统(1)玻璃原料加工及配料；(2)玻璃的熔制；(3)玻璃成形、退火。西安交通大学能源与动力工程学院(1)生料制备(2)熟料烧成(3)水泥制成西安交通大学能源与动力工程学院1.玻璃窑概念1.

13、6 玻璃窑工业特点(1)玻璃工业耗能高，耗能占玻璃成本的20-30%； 中国玻璃工业消耗能量大，节能意义重大。 各国浮法玻璃生产各项指标的比较西安交通大学能源与动力工程学院1.玻璃窑概念1.6 玻璃窑工业特点(2)玻璃窑生产量大，污染排放大 1)我国是世界上最大的平板玻璃生产国，平板玻璃企业数量、浮法玻璃生产线、平板玻璃年产量三项指标均居世界第一。 2)据统计2002年我国SO2排放总量是1926.6万吨，其中平板玻璃窑炉排放就占了10%左右。 西安交通大学能源与动力工程学院 内容提要 1.玻璃窑概念 2.玻璃窑余热发电技术 3.玻璃窑余热锅炉技术 4.XJTU-CSG技术特色 5.系统优化技

14、术 6.结论与展望西安交通大学能源与动力工程学院2.玻璃窑余热发电技术2.1 玻璃窑余热来源(1)玻璃窑余热类型 从蓄热室或换热室出来的烟气、冷却部和供料道排出来的气体、窑体和供料道的外表散热以及冷却用水的热量均可以回收利用。 余热锅炉利用的是窑炉烟气的余热以获得蒸汽或热水。 西安交通大学能源与动力工程学院2.玻璃窑余热发电技术2.2 玻璃窑余热烟气特性(1)烟气分类 JB/T9560-1999烟道式余热锅炉产品型号编制方法对余热烟气的定义： 1)洁净烟气, 烟气含尘量5g/m3,无腐蚀性,无粘结性燃气轮机,内燃机,玻璃窑 2)带尘烟气, 烟气含尘量5g/m3，磨损,积灰,堵灰水泥,炭黑,电石

15、,干熄焦炉; 水泥窑排出的烟气：20g/m3120g/m3 3)粘结性烟气,烟气含尘量5g/m3,烟尘夹带升华或气化物质有色金属冶炼; 4)腐蚀性烟气,烟气中含NOx,SO2,H2S,C12, NH3等腐蚀性气体硫铁矿赔烧炉。西安交通大学能源与动力工程学院2.玻璃窑余热发电技术2.2 玻璃窑余热烟气特性(2)玻璃窑余热烟气特性 玻璃熔窑废气中所含烟尘主要来源于3个方面： 1)在加料过程中少部分原料被带入烟气中； 2)熔炉中易挥发物质（部分金属氧化物，如Na2O）高温挥发后冷凝生成烟尘； 3)化石燃料燃烧后生成的烟尘。 某燃用重油的玻璃窑废气灰尘成分化验分析结果西安交通大学能源与动力工程学院西安

16、交通大学能源与动力工程学院2.玻璃窑余热发电技术2.3 玻璃窑余热发电的现状(1)国内玻璃行业目前尚无投入运营的余热发电项目；国外约有180多条浮法玻璃生产线，到目前为止经过检索还没有余热发电装置的使用报道。(2)国内首例浮法线纯低温余热发电工程 日前，中国建筑材料集团公司所属中国建材国际 工程有限公司与信义超薄玻璃(东莞)有限公司 在东莞签订了信义集团东莞玻璃工业园纯低温 余热发电项目工程总承包合同。 西安交通大学能源与动力工程学院2.玻璃窑余热发电技术2.3 玻璃窑余热发电的现状（续）该项目电站的总装机容量为3500kW，由中国建材工程采用自主创新的浮法玻璃生产线纯低温余热发电技术进行建设，是我国首例利用浮法玻璃熔窑所产生的废气实现冷热电三联供进行余热发电的项目。项目建设期10个月，建成后每年可节约标准煤2万吨，减少二氧化碳的排放5万吨，能源的综合利用效率将从40%提高到70%。西安交通大学能源与动力工程学院2.玻璃窑余热发电技术2.4 玻璃窑余热发电系统西安交通大学能源与动力工程学院2.玻璃窑余热发电技术2.5 余热发电主要设备玻璃窑余热发电专用设备主要有：(1)余热锅炉;(2)