CN2549417Y - 玻璃窑余热发电系统 - Google Patents

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闵参厚
杨健
张富
董兰起
黄治斌
于铭
周玉成
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Tianjin Cement Industry Design and Research Institute Co Ltd
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Qinhuangdao Glass Industry Research & Design Institute
Tianjin Cement Industry Design and Research Institute Co Ltd
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Abstract

本实用新型公开了一种玻璃窑余热发电系统，其目的在于利用新型热管式过热蒸汽余热锅炉及配套设施最大限度的回收玻璃熔窑所产生大量废气中的余热，其技术方案如下：由余热锅炉、汽轮发电机组、冷凝装置及循环水泵组成的玻璃窑余热发电系统，其特点为余热锅炉为过热蒸汽余热锅炉出气口通过带有阀门的管道直接与汽轮发电机组连接，汽轮发电机组分别通过冷凝装置、除氧器及循环水泵与余热锅炉形成循环回路。本实用新型的发电系统可充分利用玻璃窑余热，经汽轮机将热能转化成电能，可有效降低能耗及电耗，降低玻璃生产成本，改善玻璃窑余热放空所造成的环境热污染等问题，其经济效益与社会效益巨大。

Description

玻璃窑余热发电系统
技术领域
本实用新型涉及一种玻璃窑余热发电系统。
背景技术
在玻璃工业生产中，熔窑是耗能最大的热工设备，每公斤玻璃液热耗高达1600～2000KCAL，约有40％的热量随废气排出窑外。目前国内日熔化量450-500T的玻璃生产线约50条，以重油为燃料的熔窑居大多数，每条生产线的日耗重油80T，每小时废烟气量达50000m3，废烟气温度380～450℃，废烟气的余热保有量约为3150×104KJ/h。这些废烟气余热除冬季可用于采暖和重油伴热，在北方地区夏季和南方地区的全年，几乎都通过烟囱排放掉了，既造成环境污染，又是巨大的浪费。
由此可见，高效利用玻璃生产中的余热成为目前降低玻璃生产综合能耗的有效途径。传统的方式是将废气通过余热锅炉产生饱和蒸汽，原来一般是在窑尾设3-4台余热锅炉，选用3台余热锅炉，实际运行2台，1台备用；待运行中的2台中的1台需要停机检修时，开启备用的1台，或选用4台，实际运行3台，备用1台，采用这种运行方式，仅仅能满足玻璃生产供热、供汽的要求，大部分放空，没有得到有效利用，既浪费了大量的能源、电能，又给环境造成严重的热污染。
发明内容
本发明的目的是提供一个玻璃窑余热发电系统，利用新型热管式过热蒸汽余热锅炉及配套设施最大限度的回收玻璃熔窑所产生大量废气中的余热，降低玻璃生产成本；降低能耗及电耗，改善玻璃窑余热放空所造成的环境热污染等问题，提高玻璃窑余热的利用率。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种玻璃窑余热发电系统，包括余热锅炉、汽轮发电机组、冷凝装置及循环水泵，其特征在于：所述余热锅炉为过热蒸汽余热锅炉，其出气口通过带有阀门的管道直接与汽轮发电机组连接，汽轮发电机组分别通过冷凝装置、除氧器及循环水泵与过热蒸汽余热锅炉形成循环回路。
上述的余热发电系统，其特点为：所述汽轮发电机组包括汽轮机与发电机。
上述的余热发电系统，其特点为：所述冷凝装置为冷凝器、冷却塔、循环冷却水泵组成闭式循环。
上述的余热发电系统，其特点为：所述冷凝器通过凝结水泵与除氧器相连，除氧器经过锅炉给水泵与过热蒸汽余热锅炉连接。
上述的余热发电系统，其特点为：所述冷凝器通过带有阀门的管道与除氧器相连。
上述的余热发电系统，其特点为：所述除氧器与锅炉给水泵形成循环回路。
上述的余热发电系统，其特点为：所述冷凝器通过冷凝水泵与疏水池相连，疏水池通过疏水泵与过热蒸汽余热锅炉连接。
上述的余热发电系统，其特点为：所述过热蒸汽余热锅炉底部设有锅炉引风机。
本实用新型具有特点如下：
一.玻璃窑余热发电系统，采用了热管式过热蒸汽余热锅炉、汽轮发电机组、冷凝装置、除氧器、锅炉给水泵形成的循环回路，加强了回路中各连接管道的密封和保温，特别是对熔窑烟道的密封和保温，在烟道连接口安装有烟道阀门密封装置，有效的提高了熔窑烟气余热的温度。
二.本实用新型以热管为单独传热元件，将烟气的余热分三级吸收，第一级将锅炉给水泵送来的水加热到饱和状态；进入第二级汽化蒸发级，该级为主要吸热级，饱和蒸汽进入第三级进行蒸干过热，合格过热蒸气经供汽管道送入汽轮机发电。作功后的乏汽经冷凝器转变为水，由水泵送至除氧器，再由锅炉给水泵送到第一级加热，完成一个循环过程。该系统传热元件的独特之处在于，它是专为玻璃熔窑设计，适合玻璃熔窑废烟气的化学成份和烟气温度，尤其对防止灰分和超细粉料的沉积。
三.在系统工作时，过热蒸汽余热锅炉内热管与蒸汽发生器的组装为螺纹自紧式连接，这就形成了热管的吸热与散热段都处于悬臂状态，由于热管弹性管节的作用，使得热管的吸热段在运行时是处于高频振荡状态，使灰分和超细粉料难以沉积；即便有微量沉积也因传热管直立布置而使清灰变的很容易，从而保证传热不会被恶化，以达到稳产高效的目的。
四.由于热管的高频振荡客观上增强了烟气的扰动紊流进而提高烟气和热管的换热系数，使整体设备的余热回收能力提高，充分利用能源。
本实用新型有益效果如下：
一.蒸汽过热器的结构特点是换热元件为弹性波纹管形式，其自身具有自洁功能，消除了积灰现象，可以稳定供给汽轮机1.27MPa，温度达到290℃的高品质过热蒸汽，保证发电机组的平稳运行。
二.高温水发生器在结构上是微振式承压封闭热交换器，同样具备了自洁功能，它除了能稳定供给余热锅炉190℃的高温水，并且具有一定的除氧能力。
三.本实用新型的发电系统，可将废烟气排放温度降低到180℃以下，产生压力1.27MPa，温度290℃的过热蒸气6.5T/h，带动气轮机发电，发电能力可达1000KW经济效益巨大。
本实用新型适用于各种玻璃熔窑，包括浮法玻璃熔窑、瓶灌玻璃熔窑、池窑拉丝窑等高温废气的余热发电系统。
附图说明
图1为本实用新型的工艺流程图
图2为本实用新型余热锅炉外结构示意图
图3为本实用新型热管I处组装放大示意图
图4为本实用新型热管式余热锅炉内分级加热工艺流程图
具体实施方式
如图1所示：本实用新型玻璃窑余热发电系统包括汽轮机1、发电机2、冷凝器3、凝结水泵4、疏水箱5、疏水泵6、除氧器7、锅炉给水泵8、过热蒸汽余热锅炉9、冷却塔10、循环冷却水泵11、锅炉引风机12组成。所述过热蒸汽余热锅炉9通过带有阀门13的管道与汽轮机1联接，汽轮机1与发电机2相连，汽轮机1分别与冷凝器3、除氧器7相连接，冷凝器与三级冷却塔10、循环冷却水泵11形成闭式循环回路，冷凝器3通过冷凝水泵4与除氧器7相连，除氧器7经过锅炉给水泵8与过热蒸汽余热锅炉9连接；冷凝器3通过凝结水泵4与疏水池5连通，疏水池5再通过疏水泵6与过热蒸汽余热锅炉9连接；在过热蒸汽余热锅炉9的下部连接有锅炉引风机12。
玻璃窑废气50000～55000m3/h400℃通过余热锅炉9进气口进入，废气通过过热蒸汽余热锅炉9进行热交换，产生1.6MPa 300℃的高温过热蒸汽推动汽轮发电机组发电，汽轮机凝结水经冷凝器3、凝结水泵4后入除氧器7，经过除氧的水经锅炉给水泵8进入过热蒸汽余热锅炉9，完成热力循环；过热蒸汽余热锅炉9通过锅炉引风机12送风点燃锅炉，再开始第二次循环，周而复始。
如图2所示，本实用新型过热蒸汽余热锅炉包括蒸汽过热器91、蒸汽发生器92、烟箱检查门93、人孔94、安全阀95、高温水发生器96；饱和蒸气通过蒸汽过热器91传送至汽轮机1带动发电机2发电；
如图3所示，本实用新型过热蒸汽余热锅炉热管联接方式，其中热管散热段14通过专用螺母15紧固，具有良好密封性能的柔性石墨垫16通过弹性管节17与热管吸热段18连接。
如图4所示，本实用新型系统热管式过热蒸汽余热锅炉换热流程。锅炉给水泵8将除氧后的水送入过热蒸汽余热锅炉9，锅炉引风机12送风点燃锅炉，第一级将锅炉给水泵8送来的水加热到饱和状态，进入第二级汽化蒸发级，该级为主要吸热级，饱和蒸汽进入第三级进行蒸干过热，合格过热蒸气经供汽管道送入汽轮机1发电。作功后的乏气经冷凝器3转变为水，由凝结水泵4送入除氧器7，再由锅炉给水泵8送到第一级加热，完成一个循环过程。

Claims (8)

1.一种玻璃窑余热发电系统，包括余热锅炉、汽轮发电机组、冷凝装置及循环水泵，其特征在于：所述余热锅炉为过热蒸汽余热锅炉，其出气口通过带有阀门的管道直接与汽轮发电机组连接，汽轮发电机组分别通过冷凝装置、除氧器及循环水泵与过热蒸汽余热锅炉形成循环回路。
2.根据权利要求1所述的余热发电系统，其特征在于：所述汽轮发电机组包括汽轮机与发电机。
3.根据权利要求1所述的余热发电系统，其特征在于：所述冷凝装置为冷凝器、冷却塔、循环冷却水泵组成闭式循环。
4.根据权利要求3所述的余热发电系统，其特征在于：所述冷凝器通过凝结水泵与除氧器相连，除氧器经过锅炉给水泵与过热蒸汽余热锅炉连接。
5.根据权利要求3所述的余热发电系统，其特征在于：所述冷凝器通过带有阀门的管道与除氧器相连。
6.根据权利要求4或5所述的余热发电系统，其特征在于：所述除氧器与锅炉给水泵形成循环回路。
7.根据权利要求4所述的余热发电系统，其特征在于：所述冷凝器通过冷凝水泵与疏水池相连，疏水池通过疏水泵与余热锅炉连接。
8.根据权利要求1所述的余热发电系统，其特征在于：所述过热蒸汽余热锅炉底部设有锅炉引风机。
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