利用玻璃窯爐低溫煙氣余熱加熱助燃風

劉志新 王建 肖會永(河南省安彩高科股份有限公司,河南 安陽 45500)

玻璃窯爐的節能與環保一直是人們非常關注的課題。在工業發達國家玻璃窯爐的熱效率一般在30%-40%，而我國玻璃窯爐的熱效率平均只有20%-30%。在玻璃窯爐的各項熱損失中，離開蓄熱室的排煙余熱量占比例最大。通常，煙氣離開蓄熱室的溫度為500-600℃，其帶走的熱量約占窯爐總收入熱的25%左右，燃料化學熱的40%。對排煙余熱回收的途徑有余熱發電、余熱制冷、余熱鍋爐和余熱預熱窯爐助燃風等幾種途徑。

“節能減排”是當今國策，是可持續發展的重中之重。玻璃企業是耗能大戶，它能耗的高低，也直接關聯到“節能減排”國策在企業的貫徹執行力度的高低。

在玻璃融化過程中，窯爐產生的廢(煙)氣很多企業將它直截排放到空中，不僅浪費能源，還污染了環境。

1 現狀調查

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℃，的高溫煙氣總量約為250000Nm3/h。目前,我公司玻璃窯爐已經全部在原煙道旁設置旁路煙道，安裝余熱鍋爐和脫硝、除塵設備，排放的煙氣煙塵和NOx含量均達到國家排放要求，同時將500℃-600℃左右高溫煙氣余熱進行回收用于發電，煙氣溫度降到160℃-200℃直接排空。現階段回收高溫煙氣這部分余熱是玻璃企業行之有效的“節能減排”措施之一。

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

2 低溫段煙氣余熱再利用案例

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

在余熱鍋爐和煙囪之間的低溫煙道上設置旁道，安裝一級余熱回收裝置，回收煙氣熱量。在助燃風管道上直接安裝二級余熱散熱裝置，放熱給助燃風。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縫不銹鋼管連接。通過循環油泵控制導熱油在兩個回收裝置和不銹鋼管流動，進行熱量的傳遞。導熱油的性能:均勻且透明度好、高度導熱性、耐高低溫性、熱穩定性、高保留性、比重大、不揮發、閃點高，無污染、不結焦、積碳少、冒煙少、使用安全、對設備無腐蝕、使用壽命長、對人體無毒，必須符合閉式系統使用的國家標準和要求(GB23971-2009)。

2.1 導熱油熱管系統工作原理

在導熱油熱管系統運行過程中，通過一級余熱回收裝置吸收低溫煙氣熱量，加熱導熱油到120℃左右。通過循環油泵輸送高溫導熱油到二級余熱散熱裝置，放熱給助燃風，導熱油溫度降低到到80℃左右，升高助燃風溫度到65-75℃左右。根據工藝生產的需要，設定助燃風的輸出溫度SP值，PLC系統會根據助燃風實際輸出溫度PV值和SP值的偏差，自動調整循環油泵的頻率。如PV值＜SP值，PLC系統自動提升循環油泵的頻率，加快導熱油在管道內的流速，在二級余熱散熱裝置端，釋放更多熱量給助燃風，以提升助燃風輸出溫度，至到PV值達到SP值后，穩定循環油泵的頻率在一合適值，保持PV值和SP值在±2℃要求范圍內。如PV值＞SP值，PLC系統會相反的方向調整。整個系統可以實現助燃風溫度在設定值±2℃的穩定受控，達到穩定池爐工藝的需要。

3 每日節約天然氣量計算

3.1 熱量回收計算

熱油熱管系統運行過程，以助燃風輸出溫度SP值為70℃計算，助燃風溫度升高約15℃，池爐每小時消耗助燃風量約50000Nm3，每小時回收的熱量約為：

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——升溫前助燃風溫度，單位是℃；

T2——升溫后助燃風溫度，單位是℃；

3.2 每日節約天然氣量計算

L——天然氣量，單位Nm3；

q——天然氣熱值；

3.3 全年節約天然氣量計算

按照天然氣單價2.3元/Nm3計算，年節約資金約為：

252 0.3 ×365×2.3=211.6萬元。

4 結語

高溫煙氣余熱利用在工業窯爐已很普遍，但低溫煙氣余熱的回收利用還在起步探索階段，它的社會效益和經濟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.