【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 構(gòu)施工圖設(shè)計(jì)。 三、 設(shè)計(jì)接口 本余熱發(fā)電工程與外部接口的范圍原則上應(yīng)接至相關(guān)的工質(zhì)現(xiàn)有管網(wǎng)及相關(guān)交接點(diǎn)，輸送工質(zhì)管道交接點(diǎn)的內(nèi)容包括： ? 電站的循環(huán)補(bǔ)充水管道應(yīng)接至廠房外 1 米處。 ? 電站的消防用水、生活水管（包括生活污水）、排污水管（包括鍋爐排污、化水排污）等均接至廠房外 1 米處。 ? 余熱鍋爐進(jìn)口煙道以窯總煙道出地面 177。 米處，出口煙道到煙囪 的煙氣入口，包括旁路煙道。 石家莊玉晶玻璃 有限公司 玻璃熔窯煙氣余熱發(fā)電項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 12 中國(guó)輕工業(yè)西安設(shè)計(jì)工程有限責(zé)任公司 ? 余熱電站發(fā)電主廠房外 1 米。 電站接入系統(tǒng)設(shè)計(jì)，巖土工程勘測(cè)報(bào)告，水文勘測(cè)報(bào)告，環(huán)境影響報(bào)告書(shū)等均不本范圍內(nèi)。 四、 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn) 《小型火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB50049—94） 《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（ GB3095—1996） 《火力發(fā)電廠環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)定》（ DLGJ 10291） 《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（ GB3838—20xx） 《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》（ GB3096—93） 《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（ GB13223—1996）， Ⅲ 時(shí)段 《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（ GB16297—1996） 《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（ GB8978—1996） 《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)》（ GB12348—90） 《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（ GBZ 120xx） 石家莊玉晶玻璃 有限公司 玻璃熔窯煙氣余熱發(fā)電項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 13 中國(guó)輕工業(yè)西安設(shè)計(jì)工程有限責(zé)任公司 第四章 技術(shù)方案 一、 煙 氣余熱發(fā)電工作原理 余熱發(fā)電 系統(tǒng)的熱力 系統(tǒng)與火力發(fā)電系統(tǒng)相同，主要工作原理為：利用余熱鍋爐回收 煙 氣余熱熱能，將鍋爐給水加熱生產(chǎn)出 過(guò)熱蒸汽，過(guò)熱 蒸汽 送到 汽輪機(jī)中 膨脹 做功， 將熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，進(jìn)而帶動(dòng) 發(fā)電機(jī)發(fā) 出電力，實(shí)現(xiàn)熱能 → 機(jī)械能 → 電能的轉(zhuǎn)換 。 做過(guò)功的蒸汽（乏汽）從汽輪機(jī)排出，經(jīng) 循環(huán)冷卻水系統(tǒng) 冷卻后形成冷凝水，冷凝水及補(bǔ)充水混合在一起做為鍋爐的給水，經(jīng)給水泵在送回到鍋爐中，這樣就完成了一個(gè)熱力過(guò)程。 熱平衡計(jì)算方法及實(shí)際發(fā)電量 （ 1）鍋爐蒸發(fā)量 =〔煙氣流量（進(jìn)口煙氣焓值 — 出口煙 氣焓值）247。（過(guò)熱煙氣焓值 — 給水焓值）〕鍋爐效率 （ 2）汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電量 =汽輪機(jī)組進(jìn)氣量（即鍋爐蒸發(fā)量）247。汽輪機(jī)氣耗 石家莊玉晶玻璃 有限公司 玻璃熔窯煙氣余熱發(fā)電項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 14 中國(guó)輕工業(yè)西安設(shè)計(jì)工程有限責(zé)任公司 可得出： 1余熱鍋爐產(chǎn)汽量 16 噸 ， 2余熱鍋爐產(chǎn)汽量 16 噸 。 發(fā)電量 =（ 16+16） 1000247。 =（ 1）標(biāo)壓 450℃～ 500℃，煙氣焓值為 536～ 710KJ/kg （ 2） t=420℃ p= 過(guò)熱蒸汽焓值 3284KJ/kg t=400℃ p= 過(guò)熱蒸汽焓值 3232KJ/kg t=120℃ p=3MPa 飽和蒸汽 或水焓值 729KJ/kg （ 3）汽輪機(jī)氣耗為 （杭州中能汽輪機(jī)設(shè)計(jì)值） 鍋爐熱效率為 78%（杭州鍋爐廠鍋爐設(shè)計(jì)值） 但是 ，余熱發(fā)電系統(tǒng)與火力發(fā)電系統(tǒng)的主要差距就是熱源不同。余熱發(fā)電系統(tǒng)的熱源為主工藝生產(chǎn)過(guò)程排出的 煙 氣余熱。因此，摸清煙 氣余熱的特性是保證余熱發(fā)電項(xiàng)目建設(shè)成功的前提。 二、 玻璃熔窯煙氣余熱的特性 玻璃熔窯排出的煙氣具有如下特性： ? 煙氣余熱溫度在 400~500℃ ，煙氣流量小，屬中溫余熱，中級(jí)能，其熱品位相對(duì)較低。 ? 由于玻璃熔窯頻繁換向，因此 煙 氣余熱的參數(shù)（溫度、流量、壓力）具有 一定的波動(dòng)性，波動(dòng)范圍較大。 三、 對(duì)余熱發(fā)電系統(tǒng)及設(shè)備的要求 在理解上述特性的基礎(chǔ)上，要認(rèn)清玻璃熔窯中溫 煙 氣余熱對(duì)余熱鍋爐的換熱特性，通過(guò)對(duì)整個(gè)余熱發(fā)電系統(tǒng)的系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，提出適應(yīng)中、低溫 煙 氣余熱特性的特種余熱鍋爐和與之配套的汽輪機(jī)，以獲得最大化的余熱利用率，進(jìn)而保證余熱綜合利用項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性。 煙 氣余熱的品位及特性對(duì)余熱發(fā)電系統(tǒng)的影響最大，熱能的多少（溫度、流量和壓力）具有 “不可控 ”的特征，因此，在充分理解和掌握理解 煙 氣特性及換熱特性的前提下，需正確處理好余熱發(fā)電與主工藝的主輔關(guān)系，余熱發(fā)電系統(tǒng)及裝備的設(shè)計(jì)及選 擇必須滿足如下條件： 石家莊玉晶玻璃 有限公司 玻璃熔窯煙氣余熱發(fā)電項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 15 中國(guó)輕工業(yè)西安設(shè)計(jì)工程有限責(zé)任公司 ? 提高余熱發(fā)電系統(tǒng)的可靠性，因?yàn)橛酂岚l(fā)電系統(tǒng)是主工藝的配套工程，在任何情況下不能影響主工藝的正常運(yùn)轉(zhuǎn)； ? 提高余熱發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，對(duì)主工藝排出的 煙 氣參數(shù)要無(wú)條件適應(yīng)，做到 “有多少、吃多少 ”； ? 提高余熱發(fā)電系統(tǒng)的適應(yīng)性，在主工藝排出的 煙 氣參數(shù)波動(dòng)時(shí)，要求余熱發(fā)電系統(tǒng)及設(shè)備的變工況性能要好； ? 玻璃窯 煙 氣余熱資源屬于二次能源、中級(jí)能，其熱品位相對(duì)較低，為實(shí)現(xiàn) “梯級(jí)利用，高質(zhì)高用 ”的利用原則，在保證余熱發(fā)電系統(tǒng)可靠性、穩(wěn)定性、適應(yīng)性的前提下，應(yīng)實(shí)現(xiàn)余熱利用率的最大化，是保證余熱利用項(xiàng)目 經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵。 四、 本項(xiàng)目方案 石家莊玉晶玻璃 有限公司 的 煙 氣余熱來(lái)自 超白 玻璃熔窯，日熔玻璃液 800t/d 為 2 400t/d， 因此本項(xiàng)目可用的 煙 氣余熱來(lái)自這 2 座玻璃熔窯。 基于上述情況， 根據(jù)第 2 章的基礎(chǔ)條件， 本可研 提出了如下技術(shù)方案， 方案的基本情況如下： 四 爐 二 機(jī) 方案說(shuō)明 余熱電站采用 二 爐 一 機(jī)方案，即每條玻璃生產(chǎn)線配置 1臺(tái)發(fā)電用余熱鍋爐，共 2 臺(tái)， 設(shè) 凝氣 式汽輪發(fā)電機(jī)組一 套 7500KW。 2 臺(tái)余熱鍋爐產(chǎn)生的過(guò)熱正氣匯總在一起 全部送到汽輪機(jī)內(nèi)膨脹做功并發(fā)電。 發(fā)電余熱鍋爐過(guò)熱蒸汽 (g)/420℃ 1： 16t/h 2： 16t/h 計(jì)算發(fā)電功率 7100kW 電站裝機(jī)規(guī)模 7500kW 石家莊玉晶玻璃 有限公司 玻璃熔窯煙氣余熱發(fā)電項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 16 中國(guó)輕工業(yè)西安設(shè)計(jì)工程有限責(zé)任公司 第五章 主機(jī)設(shè)備的選擇與確定 一、 主 機(jī)設(shè)備 技術(shù)規(guī)范 余熱鍋爐技術(shù)規(guī)范 1400t/d 2400 t/d 入口煙氣流量（正常） Nm3/h 120xx0 120xx0 入口煙氣溫度 ℃ 500 500 鍋爐額定蒸發(fā)量 t/h 16 16 過(guò)熱蒸汽壓力 MPa (g) 鍋爐蒸汽溫度 ℃ 420 給水溫度 ℃ 104 給水壓力 MPa (g) 4 鍋爐給水量 t/h 鍋爐排煙溫度 ℃ 185 鍋爐煙氣側(cè)阻力 Pa 900 布置方式 立式、露天布置、 煙氣進(jìn)出口 水平設(shè)置、下進(jìn)下出 抽凝汽式汽輪機(jī)技術(shù)規(guī)范 額定功率 7500 kW 額定轉(zhuǎn)速 3000 r/min 主汽流量 36 t/h 主汽壓力 MPa(g) 主汽溫度 400 ℃ 排汽壓力 MPa 旋轉(zhuǎn)方向 從汽輪機(jī)端向發(fā)電機(jī)端看為順時(shí)針 設(shè)計(jì)冷卻水溫 20 ℃ 空冷式發(fā)電機(jī)技術(shù)規(guī)范 額定功率 7500 kW 額定轉(zhuǎn)速 3000 r/min 出線電壓 kV 額定功率因數(shù) （滯后） 額定頻率 50 Hz 相數(shù) 3 旋轉(zhuǎn)方向 從汽輪機(jī)向發(fā)電機(jī)端看為順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn) 石家莊玉晶玻璃 有限公司 玻璃熔窯煙氣余熱發(fā)電項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 17 中國(guó)輕工業(yè)西安設(shè)計(jì)工程有限責(zé)任公司 二、 配 玻璃 熔 窯余熱鍋爐的性能 余熱鍋爐的性能好壞關(guān)乎余熱發(fā)電系統(tǒng)能否安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行的前提，此外余熱鍋爐出力的大小還決定了余熱發(fā)電項(xiàng)目的整體經(jīng)濟(jì)性。 中國(guó)建材國(guó)際工程有限公司 與天 壕 （北京）節(jié)能科技有限公司在總結(jié)燃?xì)饴?lián)合循環(huán)、 各種 工業(yè)窯爐（水泥行業(yè)、冶金行業(yè)、化工行業(yè)）余熱發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)及裝備的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上， 針對(duì)玻璃窯 煙 氣余熱的特性，配玻璃熔窯的余熱鍋爐應(yīng)滿 足下述要求： ? 開(kāi)發(fā)出來(lái)的余熱 鍋爐對(duì) 玻璃窯 煙 氣余熱資源的低品位及參數(shù)的波動(dòng)性有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，可保證長(zhǎng)期安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行； ? 通過(guò)選取適當(dāng)?shù)?、相?duì)較低的工作壓力參數(shù)，提高了余熱鍋爐的出力，在同樣 煙 氣參數(shù) 前提 下，可增加 20%的產(chǎn)汽量，進(jìn)而提高了余熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量，為玻璃企業(yè)創(chuàng)造較好的經(jīng)濟(jì)效益； ? 通過(guò)先進(jìn)的設(shè)計(jì)指標(biāo)，如窄點(diǎn)溫差、換熱端差等，大大提高了余熱鍋爐對(duì)玻璃窯 煙 氣余熱的余熱利用率，可達(dá) 80%，間接地提高玻璃生產(chǎn)企業(yè)全廠的能源利用率； ? 采用獨(dú)特的密封設(shè)計(jì)手段，減少余熱鍋爐的漏風(fēng)，進(jìn)而提高了余熱鍋爐的熱效率 ； ? 采用可拆卸式受熱面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，方便低溫易腐蝕段受熱面的更換； ? 采用有效清灰和除灰方式，防止鍋爐受熱面積灰和腐蝕，保證鍋爐的正常運(yùn)行。 二、 余熱鍋爐 的 布置方式 大型余熱鍋爐的布置主要有立式和臥式兩種方式，在煙 氣壓力 道為負(fù)壓時(shí)兩種布置方式各有優(yōu)缺點(diǎn)， 需 視 煙 氣資源的 特點(diǎn)和現(xiàn)場(chǎng)條件進(jìn)行優(yōu)化選擇。 本項(xiàng)目中余熱鍋爐推薦使用立式、露天布置。 石家莊玉晶玻璃 有限公司 玻璃熔窯煙氣余熱發(fā)電項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 18 中國(guó)輕工業(yè)西安設(shè)計(jì)工程有限責(zé)任公司 玻璃企業(yè)的余熱發(fā)電設(shè)施是主生產(chǎn)工藝的配套工程，通常，可利用的空間較小。還有，鍋爐的布置方式還要考慮水循環(huán)的安全性。因此，玻璃熔窯余熱鍋爐采用立式 倒“ U”型 布置。 對(duì) 玻璃熔窯 煙 氣 余熱鍋 爐而言，立式布置的優(yōu)點(diǎn)如下： 1） 占地小，布置方便； 2）、 鍋爐煙道密封容易，減少漏風(fēng)； 3） 、灰的收集（或攜帶）方便； 4） 、煙氣 流動(dòng)均勻，可避免出現(xiàn)煙氣走廊而導(dǎo)致的傳熱效率降低和局部過(guò)速磨損。 缺點(diǎn)是 ： 1） 鍋爐鋼結(jié)構(gòu)用量略有增加， 2）對(duì)清灰的要求更高。 三、 余熱鍋爐水循環(huán)安全性 鍋爐的水循環(huán)方式主要由自然循環(huán)、強(qiáng)制循環(huán)和復(fù)合循環(huán)三種。依靠工質(zhì)的重度差而產(chǎn)生的循環(huán)流動(dòng)稱為自然循環(huán)。借助水泵壓頭使工質(zhì)產(chǎn)生的循環(huán)流動(dòng)稱為 強(qiáng)制 循環(huán)。 結(jié)合自然循環(huán)和強(qiáng)制循環(huán)兩種方式的循環(huán)方式為復(fù)合循環(huán)。本項(xiàng)目 配 玻璃熔窯的余熱鍋爐工作壓力參數(shù)較低 ，因此，只對(duì)自然和強(qiáng)制循環(huán)進(jìn)行比較。 自然循環(huán)形成：汽包、下降管、下聯(lián)箱和傾斜式的受熱面組成一個(gè)循環(huán)回路。由于上升管中的水在爐內(nèi)受熱產(chǎn)生了蒸汽，汽水混合物的比重 /密度小，而下降管在爐外不受熱，管中是水，其比重 /密度大，兩者比重 /密度差就產(chǎn)生壓力差，壓力差形成水流推動(dòng)力，水沿下降管向下流動(dòng)，而汽水混合物則沿上升管向上流動(dòng)，這樣就形成水的自然循環(huán)流動(dòng)。 強(qiáng)制循環(huán)鍋爐的結(jié)構(gòu)與自然循環(huán)基本相同，所不同的在下降管中增加了循環(huán)泵，作為增強(qiáng)汽水循環(huán)的推動(dòng)力。 強(qiáng)制循環(huán)鍋爐的優(yōu)點(diǎn) ： 1） 工質(zhì)在受熱面中是強(qiáng)制流動(dòng)，因而受熱面 的布置方式靈活； 2） 汽水流速高，換熱效率高； 3） 起、停爐快； 4）循環(huán)倍率 8~20（自然循環(huán)的循環(huán)倍率一般為 5~10）或更高，蒸發(fā)受熱面可使用小管徑，相對(duì)汽包容積減小，節(jié)省鋼材。缺點(diǎn)： 1） 加裝熱水循環(huán)泵，操作、檢修相對(duì)復(fù)雜，系統(tǒng)可靠性降低； 2） 循環(huán)泵系統(tǒng)投資增加； ③ 運(yùn)行費(fèi)用高。 石家莊玉晶玻璃 有限公司 玻璃熔窯煙氣余熱發(fā)電項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 19 中國(guó)輕工業(yè)西安設(shè)計(jì)工程有限責(zé)任公司 自然循環(huán)的優(yōu)點(diǎn)： 1） 系統(tǒng)可靠性高； 2） 系統(tǒng)水容積增大，（在 熱源 波動(dòng)情況下）穩(wěn)定性好； 3） 運(yùn)行費(fèi)用低。缺點(diǎn)： 1） 鍋爐鋼材消耗較強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)而言有所增加（由于鍋爐設(shè)計(jì)水平的提高，受熱面布置難度提高的問(wèn)題已經(jīng)解決）； 2） 鍋爐啟、停慢。 在中 低溫余熱 發(fā)電 領(lǐng)域，燃?xì)廨啓C(jī)余熱發(fā)電的鍋爐及其熱力系統(tǒng)的技術(shù)相當(dāng)成熟，許多設(shè)計(jì)思想可以應(yīng)用到 玻璃窯 余熱發(fā)電領(lǐng)域。自從 20 世紀(jì) 90 年代 CMI 發(fā)明的自然引致循環(huán)的專利技術(shù)后，首臺(tái)立式余熱鍋爐脫離循環(huán)泵成功運(yùn)行，由此中低溫余熱鍋爐以立式自然循環(huán)為潮流。比 如 日本三菱就有 61 臺(tái)中低溫立式自然循環(huán)余熱鍋爐在投入運(yùn)行。 綜合所述，在本項(xiàng)目中推薦使用的余熱鍋爐全部采用立式自然循環(huán)布置。 但是，采用自然循環(huán)方式需充分考慮鍋爐的布置方式，即立式還是臥式。配玻璃熔窯的 余熱 鍋爐蒸發(fā)量普遍較小、工作壓力參數(shù)低，因此，為保證水循環(huán)的可靠 性和安全性，自然循環(huán)的余熱鍋爐建議采用立式布置。 四、 汽輪機(jī)性能 對(duì)余熱發(fā)電項(xiàng)目來(lái)講，由于熱源不可控，余熱鍋爐的蒸汽參數(shù)（壓力、溫度、流量）無(wú)法與標(biāo)準(zhǔn)系列汽輪機(jī)要求的進(jìn)汽參數(shù)一致，因此，本項(xiàng)目汽輪機(jī)也將是非標(biāo)的。如果簡(jiǎn)單選用標(biāo)