初探玻璃窑余热发电系统的仿真建模
玻璃窑余热发电系统的优化设计
２ ３
全国性建材科技期刊—— 《 玻璃 》 ２ ０ １ ４ 年
锅 炉来蒸 汽
第２ 期 总第２ ６ ９ 期
此 外 ，在 除氧 系 统 的结 构上 ，我们 将 闪蒸 器 、除氧 器 、除 氧水箱 及 附件 等采 用 一体 式设
计 ，与传统闪蒸 器单独放置 的方式相 比有如下优
势 ：① 闪 蒸 器 置 于 除 氧 水 箱 之 上 ，方 便 了 闪蒸 后
Ｏ 引言
玻璃熔 窑烟气余 热发 电是一项资源综合利用
项 目 ，是 国 家 “ 十 一 五 ” 十 大 重 点 节 能 工 程 之
一
锅炉 给水 中溶解 的气体 ，电厂中普遍采 用加热除 氧的方法 ，其加热源 主要是汽轮机 的描汽 ，所 以 热力 除氧系统是 回热 系统中的一个特殊 的组成部 分 。它 既具有 回热 可提 高机组热经济性这一共性 的一 面 ，还具有保证 除氧效果 和给水泵安全运行
ｉ Ｉ １ ｈｅ ｔ ｐ ｒ ｏ ｊ ｅ ｃ ｔ ｉ ｍｐ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍｓ ，ｆ ｏ ｒ ｈ ｔ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ ｗ ａ ｓ ｔ ｅ ｈ ｅ ａ ｔ ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｙ ｓ ｔ ｍ １ ｗ ａ ｓ
玻璃熔窑无模型自适应控制系统的设计
2010年第二届计算机仿真与建模国际会议玻璃熔窑无模型自适应控制系统的设计摘要：无模型自适应（MFA）是一种新型的自动控制理论和技术，它不需要过程模型，是解决复杂的工业过程控制的有效方法。
玻璃熔窑是一种典型的工业熔炉，玻璃熔化是一个复杂的过程，目前广泛采用的控制算法是PID控制器。
本文提出一种基于MFA控制器的玻璃熔窑控制系统，取代传统的PID控制方法。
在MATLAB环境下建立系统的仿真模型，仿真结果表明，该控制器能够更好地实现控制玻璃熔窑的控制，在一定程度上克服了传统算法的缺点。
关键词：玻璃熔窑；无模型自适应控制（MFAC）；玻璃熔窑；温度；PID控制Ⅰ介绍无模型自适应（MFA）是一种先进的控制方法，它不需要过程模型。
MFA是一个全新的领域的自动控制理论和技术；它是新颖和有效的思路和方法用来解决复杂工业过程控制。
MFA控制技术是完全不同于PID和自调整PID控制、模糊控制、神经网络控制、专家系统控制。
无模型自适应控制系统被定义有以下特性;（1）精确定量知识的过程不是必要的；（2）过程识别机制或标识符不包括在系统内；（3）为一个特定过程的控制设计并不需要；（4）手动调整控制器参数不是必学的；（5）闭环系统的稳定性分析和标准，用来保证系统的稳定性[1，2]。
最先进的控制方法是基于进程及其环境的了解。
然而，在许多控制应用程序中，动力学可能太复杂或者物理过程不很了解。
然后，这一进程的定量知识不可用。
在许多情况下，我们可能对过程有些了解，但不确定是否了解是准确或否[3]。
对于传统的自适应控制方法，如果不可用，这一进程的定量知识在线或离线的标识符必学获得过程动态特性。
出于这些原因，系统识别是困难的而且并不能保证其准确性。
MFA 控制通过在系统中没有使用任何鉴定机制避免了根本问题。
一旦启动 MFA 控制器时，它将立即接管控制。
使用更新的加权因素的 MFA 算法基于唯一的目的，是尽量减少 SP 和 PV 之间的错误。
玻璃熔窑余热发电工程实例
（ ） 电与脱硫 公 用一套 引 风机 系统 。为 了优化 ２发 系 统节 省能源 ，可 以将 发 电与脱 硫共 用一 套引 风机 。 但 问题也 随之 出现 了 ， 电站人员 控制 风机 还是 脱硫 是
年 发 电量 （ ｋ ・／） 万 Ｗ ｈａ
厂用 电率 （ ） ％
１０ ０ ２ ０
８ ５ ２５
１ ．％ ６５
功 率为 ８ ＭＷ，最 大 功率 为 １Ｍｗ。 目前机 组 运行 稳 １
定， 预计 三年后 收 回投资成 本 。
３ 工 程 建设 及 投 运 过 程 中易 出现 的 问题
（ ） 硫工 程 与发 电工程 同时建设 发生 冲 突 。脱 １脱 硫 系统 与发 电系统 同时设 计 、 同时施 工 ， 出现 了 “ 抢地 盘” 现象 。 因两 家设计 院在设 计过 程 中沟通不 到位 ， 原
１ 引 言
平板玻 璃工 业属 于资源 、 源依 赖型 的原 材料 高 能 耗 能 产业 ， 年 来 随着 国民经 济 的高 速 发展 ， 然 以 近 依
１ ％以上 的年均 产量增 速发 展 ， ５ 中国平 板玻 璃 年产 量
铁 生 的话 说 ：余 热 发 电是 项好 技术 ， 有很 高 的推广 “ 具
置按 每条 生产 线配备 一 台锅 炉 ， 用 立式 自然 循环 余 采
热 锅 炉 ， 炉 蒸 发 量 为 １ ｔ ， 数 为 ２５ ａ４ ５ 。 锅 ８ｈ 参 ／ ．ＭＰ ，０ ℃
结合其 他项 目余 热锅 炉机 械振 打装置 故 障率 高 ， 项 本
目锅 炉除灰 方 式采用 机械 振ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ打与 蒸汽 吹灰 相结 合 ， 两 套 系 统可互 为备 用 ， 少故 障率 及清 灰死 角 。 减 余 热 锅 炉 的建 设 势 必增 加 玻 璃 生 产 工艺 中烟 气
玻璃炉窑余热发电技术
玻璃炉窑余热发电技术[摘要]余热发电系统可充分回收玻璃熔炉的高温烟气余热资源。
通过设置余热发电锅炉来产生过热蒸汽，使烟气排放温度降到180℃左右，过热蒸汽通入汽轮发电机发电，产生使用方便、输送灵活的电能，扩大了烟气余热的利用途径。
[关键词]玻璃余热发电烟气1 前言玻璃炉窑一般使用石油焦、天然气、煤气等燃料，燃料在炉内燃烧形成的烟气被排出窑外，产生了废气余热资源。
玻璃熔窑废气属于中温废气余热，温度在500℃左右。
利用余热进行发电，既能回收热量，又能满足玻璃生产用电，降低企业成本，有良好的经济效益、环保效益和社会效益。
2 废气余热发电技术余热发电技术在钢铁、冶金、建材等行业中有着大量的应用实例。
目前已有的废气余热发电技术主要有：按形式，分为纯余热发电技术和带补燃的余热发电技术。
其中纯余热发电技术又分为高温余热发电和中低温余热发电。
按热力系统，分为单压余热发电系统和多压余热发电系统。
3 玻璃炉窑燃料结构全国有一半的产能采用的是天然气（51%），其次是石油焦（19%）、煤制气（19%）、重油（5%）、焦炉煤气（3%）、煤焦油（2%）及其他（1%）。
4 玻璃炉窑余热发电特点4.1 玻璃炉窑生产特点玻璃熔窑生产的主要是在一个窑龄（6~10年）内不停窑，这样就要求余热发电系统运行时满足以下要求：（1）在任何情况下保证排烟通畅，保证玻璃熔窑的安全运行。
（2）在任何情况要保证窑内压力平稳，任何操作对窑压的影响要保持在±0.5Pa范围内波动，保证玻璃的质量。
（3）要适应玻璃窑频繁换向的工作特点。
针对以上特点的措施如下：（1）优化烟道系统设计，设置旁路及应急烟道，采用强制排风方式，保证在任何情况下排烟通畅。
（2）采用变频调节引风机，保证正常运行期间窑压平稳。
采取烟道切换控制技术，保证烟道切换时窑压平稳过度。
（3）热力系统设置调节旁路，适应窑向频繁切换，保证玻璃窑和余热发电系统正常运行，提高设备变工况能力。
4.2 玻璃行业中温废气余热资源特性（1）废气余热属于中温余热、废气流量较少，热品位较低，热回收代价较大。
玻璃熔窑火焰空间的三维数值模拟
玻璃熔窑火焰空间的三维数值模拟王飞【摘要】采用计算流体力学软件CFD,加载k-ε湍流模型、渦耗散反应模型与DO 辐射模型.通过编写UDF函数将玻璃液面与火焰空间底部进行单向耦合,从而获得了玻璃熔窑火焰空间的温度及速度变化规律,将模拟分析的结果与工业试验数据进行对比验证,验证了模拟的可靠性.为优化窑炉的火焰空间设计,提高玻璃制品的熔制质量,改善生产条件提供了理论依据.%Computational fluid dynamics software CFD is used to establish a standard k-ε turbulent model,eddy-dissipation combustion model and DO radiation model.The glass surface is coupled with the bottom of the flame space by UDF function.The variation law of temperature field and velocity field have been obtained.The simulation results is compared with industrial experiment data.The result provides a theoretical basis for optimizing furnace design and the melting quality of glass products,improving the working conditions.【期刊名称】《工业加热》【年(卷),期】2018(047)002【总页数】3页(P46-48)【关键词】玻璃熔窑;火焰空间;数值模拟【作者】王飞【作者单位】陕西铁路工程职业技术学院,陕西渭南 714000【正文语种】中文【中图分类】TQ173玻璃行业的提质增产一直为业内研究的重点。
玻璃窑余热发电锅炉效率的优化设计
玻璃窑余热发电锅炉效率的优化设计分析了玻璃窑余热锅炉的技术现状和存在的问题，以及在现有产品操作和新产品开发中如何解决这些问题.。
关键词：系统；优化；玻璃窑前言：目前，玻璃窑工业余热利用的主要存在的问题是：如何提高锅炉岛的效率和减少积灰，减少停炉次数，解决玻璃熔窑气体特性引起的低温腐蚀问题，针对这些问题如何降低锅炉钢耗，提高能效.。
本文着重从现有产品的运作和新产品的开发中解决这些问题.。
一、提高锅炉岛效率锅炉岛的效率包括利用余热锅炉的排气、减少余热锅炉（包括风机和水泵）的能源消耗，以及使用合理的热力参数来提高发电机组的效率.。
因此，选择合理的压力等级、气阻、供热系统等参数对提高锅炉岛效率具有重要意义.。
（一）发电机组技术参数的合理选择根据主蒸汽参数，常见压力等级分为低压（1.27-1.57MPa，350℃），次中压（2.45MPa，400℃），中压（3.82MPa，450℃），次高压（5.29-6.27MPa，5.29-6.27℃）汽轮机组按输入参数可分为低压机组（1.27MPa，340℃），次中压机组（2.35MPa，340℃），中压机组（3.43MPa，435℃）和次高压机组（4.90-5.887MPa，435-470℃）机组.。
锅炉发电系统的效率是有效供热.。
通过减少风机和水泵的能耗，提高了锅炉岛系统的效率，提高了汽轮机发电系统的效率.。
玻璃熔窑排气温度在350～550℃之间，负压在350～700℃之间.。
（二）炉型结构布置玻璃窑余热发电锅炉整体采用倒U型布置，余热气体底进底出，主要特点是：（1）缩短了单通道安装所需的进出口烟囱的长度、面积和强度，并使锅炉结构更加紧凑；（2）蒸发受热面位于锅炉下方，其循环高度足以加强傳热，能够保证炉水循环的安全可靠，确保锅炉提供充足的供给；（3）逆U装置可以将热水部分和燃烧气体的中间流反向，解决热水中介质上下流动（燃烧气体从下游进入）时的空气堵塞和氧气腐蚀问题.。
玻璃熔窑低NOX排放增氧梯度助燃仿真模拟的研究
玻璃熔窑低 Ｎ Ｏ ｘ 排放增氧梯度助燃仿真模拟的研究
秦皇岛玻璃工业研 究设计院 陕西科技 大学材料科 学与工程学院
摘
赵恩录
张文玲
陈福
陈国 李慧
要： 通 过 对玻 璃 熔 窑低 ＮＯ 排 放 增氧 梯度 助燃 仿 真模 拟 的研 究 ， 探 讨 增氧 梯度 助 燃玻 璃 熔 窑的
陔熔窑 采 用 国 内 ， 尢进 的增 氧梯度 助燃 技 术 ， 燃 烧效
率 高 图 Ｉ 为实 际熔 窑平 面 寸以 及小炉 位置 ｆ 冬 １ ，
通 过模 拟 熔 窑 采用 有氧 枪 、 无 氧枪 时 炯气 叶 Ｎ （ ） 禽毓 分 布 ， 寻求 Ｎ Ｏ 夺 分布 规律 ； 研 究熔 窑 采 Ｊ １ Ｊ 行 氧枪 、 无 氧 枪 时通 过 玻 璃液 面 表 面 的热 通量 情 况 ， 求较 住 火焰燃 烧 方 案 ． 采用 Ｉ Ｃ Ｅ Ｍ— Ｃ Ｆ Ｉ ） 软 件 建 立玻 璃 熔 窑 ｉ维 Ｊ Ｌ ｛ ． Ｉ 模
— ¨㈠㈠¨ ¨Ｉ ㈣
６ 为玻 璃 液 Ｉ ｍ Ｌ方 ０ ． １ ｎ 处 水 平 截 面 温 度 分 布
Ｉ
， ● 牛 ，
Ａ ． Ａ
６ ｏ ｏ ｔ 浮 法 窑 熔 化 部 平 面 ｛ 一
一
图１ 实际熔 窑平面尺寸以及小炉位置（ 单位 ： ｍｍ）
１ ３—
Ａｒ ｃ ｈ ｉ ｔ ｅ ｃ ｍｒ ａ ｌ ＆ ＦＩ Ｉ Ｉ ｌ （ ・ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｇｌ ａ ｓ ｓ№ ３ ２ ０１ ７
燃烧规律 ， 模拟结果表 明增氧梯度助燃玻璃熔窑ＮＯ 排放量明显降低 ， 玻璃液面温度提 高。 因此 ， 采 用增 氧梯度 助 燃 方式有 利 于 火焰 向玻 璃 液传 热 。
浅谈浮法玻璃熔窑余热发电技术的应用
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玻璃制造业的能源利用
燃料的利用率通常在40～45%之间，会有大量的余能产生， 30%余能 燃料的利用率通常在40～45%之间，会有大量的余能产生，约30%余能 40 之间 以废气余热的形式存在。 以废气余热的形式存在。
30%
20～25%
40～45%
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玻璃制造业的能源利用
以燃油的500t/d浮法玻璃线为例： 以燃油的500t/d浮法玻璃线为例： 500t/d浮法玻璃线为例 融化能耗为6900 kJ／kg玻璃液 玻璃液, 融化能耗为6900 kJ／kg玻璃液,即 144GJ／ 144GJ／h。 其中加热原料并熔制玻璃液消耗 58GJ／ kJ／kg玻璃液 玻璃液， 40%； 58GJ／h，即2800 kJ／kg玻璃液，占40%； 窑体散热、孔口溢流、 窑体散热、孔口溢流、冷却水等带 走的热量为37GJ 37GJ／ 26％； 走的热量为37GJ／h，占26％； 烟气约76000Nm 450℃ 烟气约76000Nm3／h，450℃离开蓄 热室带走的热量为49 GJ／ 34％ 热室带走的热量为49 GJ／h，占34％
• 全面推广实施余热发电已势在必行。 全面推广实施余热发电已势在必行。 • 近10家余热发电证明，全面推广余热发电完全 家余热发电证明， 家余热发电证明
可行，其经济效益和社会效益十分巨大。 可行，其经济效益和社会效益十分巨大。
• 余热发电是我国平板玻璃行业发展的主导方向
，它将推动我国玻璃工业良性发展。 它将推动我国玻璃工业良性发展。
浅谈浮法玻璃熔窑烟气余热发电 技术的应用
成都南玻玻璃有限公司
二○一○年九月
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玻璃制造业的能源利用
玻璃制造业是一个高耗能产业， 玻璃制造业是一个高耗能产业，能源费用的 支出在其生产成本中占有很大的比重（ 支出在其生产成本中占有很大的比重（约 36～43%） 能源消耗以燃料（重油、 36～43%） 。能源消耗以燃料（重油、天然 气、煤气等）和电力为主。 煤气等）和电力为主。 热量消耗：平均13.87 kg标煤/t玻璃 标煤/t玻璃。 热量消耗：平均13.87 kg标煤/t玻璃。 电力消耗：平均130 kw.h/t玻璃 玻璃。 电力消耗：平均130 kw.h/t玻璃。
玻璃窑炉余热发电方案
玻璃窑炉余热发电方案一想到玻璃窑炉余热发电，我脑海中瞬间浮现出一片火红的炉火，那是能量的源泉，也是成本的浪费。
不行，得把这部分余热利用起来，变成电能，为企业降本增效。
1.项目背景随着我国玻璃行业的快速发展，玻璃窑炉的能源消耗问题日益凸显。
在玻璃生产过程中，窑炉产生的余热是一种宝贵的资源，若能有效利用，将大大降低生产成本，提高企业的市场竞争力。
2.项目目标本项目旨在利用玻璃窑炉余热进行发电，实现能源的二次利用，降低生产成本，提高企业的能源利用效率。
3.技术方案（1）余热回收系统我们需要对玻璃窑炉的余热进行回收。
这包括炉膛余热、烟道余热和冷却水余热。
炉膛余热可以通过设置余热锅炉进行回收，烟道余热可以通过烟道换热器进行回收，冷却水余热则可以通过水源热泵进行回收。
（2）发电系统回收到的余热将用于发电。
我们可以采用蒸汽轮机发电或者燃气轮机发电。
蒸汽轮机发电系统包括余热锅炉、蒸汽轮机、发电机等设备；燃气轮机发电系统则包括燃气轮机、发电机等设备。
（3）控制系统为了保证发电系统的稳定运行，我们需要设置一套控制系统。
控制系统包括温度控制器、压力控制器、流量控制器等，它们将对发电系统的运行参数进行实时监测和调整。
4.项目实施步骤（1）项目前期调研了解玻璃窑炉的生产情况，确定余热资源量，评估项目的可行性。
（2）设计方案根据调研结果，设计余热回收系统和发电系统，确定设备选型和技术参数。
（3）设备采购与安装根据设计方案，进行设备采购和安装，确保设备质量。
（4）系统调试与运行完成设备安装后，进行系统调试，确保发电系统正常运行。
（5）项目验收项目验收合格后，正式投入运行。
5.项目优势（1）节能降耗利用余热发电，可降低玻璃窑炉的能源消耗，提高企业的能源利用效率。
（2）经济效益（3）环保效益减少能源消耗，降低污染物排放，有利于环境保护。
6.项目风险（1）技术风险余热回收和发电技术需要一定的专业知识和经验，项目实施过程中可能遇到技术难题。
玻璃熔窑纯低温余热发电
新， 研制开发能够适用的余热锅炉系列 ， 做到热能的高效转换。
术 ， ２０多座浮法玻璃熔窑 ， 有 ０ 工艺技术水平 已经与国际水平不相上下 ， 但玻璃生产能源消耗与国际先进水 平相比仍然存在着较大差距。我国玻璃生产 的平均热耗 比国际先进水平高 ２ ％左右 ， ０ 玻璃生产线的烟气余 热也没得到很好 的回收利用 ， 节能降耗潜力 巨大。 利用纯低温余热发电技术建立发电站是实现节能减排的有效措施 ， 是对玻璃熔窑废气余热进行深层次 、 高水平 的综合利用 ， 符合国家倡导和鼓励的节能减排 、 资源综合利用 、 建立循环经济的政策。
遍存在着热量利用率低 、 烟气余热利用不足的问题。 目前兴起 的玻璃熔 窑纯低 温余 热发 电可以 实现节能降耗， 提高热效率， 前景看好。 关键词 ： 玻璃熔窑； 纯低 温余热发电； 节能降耗
中 图分类 号 ：Ｑ１１６ ５４ Ｔ ７ ． ２ ． 文 献标 识码 ： Ｂ 文章 编号 ：０ ０— ８１ ２ １ ） １— ０ ２— ３ １０ ２７ （０ ２ ０ ０２ ０
第４ ０卷 第 １期
刀兀 。
玻璃 与搪 瓷
・３・ ２
１ ２ 国外玻 璃厂余 热 发 电现 状 ．
国外 目前有 １０ ８ 多条浮法玻璃生产线 ， 目前为止 ， 到 经过检索还没有余热发电装置 的使用报道。 １ ３ 目前余热发电需要解决的主要问题 ．
，
玻璃熔 窑余热发电为玻璃行业创新技术 ， 它的实施不仅能够利用余热电站提高玻璃企业供电的稳定性 ， 也符合国家大力开发节能产品的国策。 未来几年， 我国平板玻璃 的产量将会达到或超过全球平板玻璃产量的总和 ， 因此提高我国有 限能源的利 用率不仅是企业竞争力的提高 ， 更重要 的是将涉及到我国能源战略的组成。制定本行业的有关节能措施 、 标
初探玻璃窑余热发电系统的仿真建模
譬 如 Ｇ 髓 舯
式中ｃ ｃ 。 ： 烟气与管壁的换 热系数 Ｇ ： 烟气的质量流量 Ｋ ： 常数 由玻璃窑烟气侧的换 热方程和能量守恒 方程可得 ：
・
ＡＩ
伊・ 疗－
一 ）
式中Ｑ ： 烟气与管壁的对流 传热量 Ａ ： 外管壁的对流传热面积
：
锅 炉的保温 系数 ， 认为是常数
Ｃ Ｇ ：烟 气的热容和流 量 ： 烟 气的传热温 差
㈤
Ｔ ｖ ： 管Biblioteka 工质和 烟气的进 出口 温 度 余热 锅炉采用滑压运行 ， 不 同工 质在流 过过热 器管时， 温度变化 也 会 比传统方法 有较 大差 别。 不 同工 况在余 热锅 炉过热 器 出口温度 变化 甚至 可以达到４ ０ ＂ Ｃ 以上 ， 所以 必须 考虑到管 内工 质的温 度变化。
Ｔ ． ： 烟 气温 度
１ ． 玻璃窑余热发电系统介绍
近几 年 出现 的余 热发 电技 术是一 种特 殊 的发电方式 ， 它利 用热 力
设备 回收 工业 生产 过程 中排 放 出的废 气余 热热 能 ， 并 通过 汽 轮发 电机 将其 转换 成可 以使用的 电能 。 玻璃 窑 余热 发电系统 从本 质上 来说 和 传 统 的火 力发 电系统基 本相同。 它们都是 通过热 能转化 为电能 但是它们不 同之处就 是产生的 热源 ， 以往我们 传统的火力发电系统 所应用的热 源来 自 于 煤炭 燃烧 而产生 的热 能 ， 而 玻璃 窑余 热发 电系统 所应用 的热 源来 自于玻璃 窑 自 身在生产 过程 中所排 出来 的废 弃余热 ， 这种 发电系统 不仅 能 够 循环利 用而 且也 能减 少环境 的 污染 。 玻璃窑 余热 发电产生 的原理 为 利用 余热 锅炉 来回收玻 璃窑 内生产 过 程中所排 出的烟 气余热 ， 将锅 炉 内给 水进行加 热 ， 经过加 热 产生大 量 蒸汽 ， 蒸 汽通 过管 道 送入 汽轮 机， 蒸 汽带 动汽轮 机做功 ， 热能转 换成机 械能 ， 机 械能带 动电机产 生电 能， 从 而形成 电能 。 这个工作 的顺序就 是热能转 化成机 械能再 转换成 电 能。 蒸 汽在 汽轮机 中做功后排 出， 进 入凝 汽器 中进行 降温冷 凝， 使 用给 水泵 将冷 却后的 形成 的冷凝 水和 补给 水泵 回锅炉 中， 形 成一个 完整 的 热 力循环过 程。 ２ ． 水和水蒸汽性质计算模型 水 和水 蒸气是常 规的 工业工 质， 在很 久一段 时 间内， 工业动力系统 中广泛 的应 用这 种工质。 温度 、 比客 、 内能 、 压力、 嫡、 焓这六 种标 识物 质状 态的参 数在 工程 热力学 中常 常会遇 到 。 在 电厂热力循环过 程中， 水 作为发 电工质， 需 要 经过 状态 转换来 完成热 能到电能的转 换 ， 水要 完成 定 压加 热 、 等嫡 膨胀 、 定 压放 热 、 定温 压缩 四个转 换 ， 在转 换的过 程 中 水 的状 态参数 在不断 的发生 改变。 Ｉ ＡＰ ＷＳ － Ｉ Ｆ ９ ７ 公式是计 算水和 水蒸 汽 在热 力循 环过程 中状态 参数 的 国际通 用公式 ， 即通 过输 入水和 水蒸 气参数 ， 就能快 速计算 出水和水蒸 气的状态 值， 电厂 的仿真系统需要使 用大量计算 其状 态值来模拟 热力设备， 因此 在仿真 建模的过 程中为了方 便主程 序的调用 ， 需要 开发出专用的动态链 接库 。 ３ ． 烟气烩值计算模型 玻璃 窑内的烟 气余 热热能 的多少取 决于烟 气中的焓值 以及烟气 流 量的 多少。 烟气 焓值可 以通 过烟 气温度 、 烟 气组份、 漏风 系数 这 三个 参 数 计算 出来 ， 烟 气焓值的使 用次数 比较多 ， 是下一步 进行 烟气侧 放热计 算 的基础 ， 烟气的 主要 有Ｃ Ｏ ２ 、 ｓ ｏ ２ 、 Ｃ Ｏ 、 Ｎ ２ 、 ０ ２ 、 Ｈ ０ 等气体组 成。 烟 气焓 值的计 算 与各气体组 份的 比热和 含量有 关 。 其基 本的计 算 模 型如下：
初探玻璃窑余热发电系统的仿真建模 事迹材料
初探玻璃窑余热发电系统的仿真建模事迹材料本文主要研究玻璃窑余热发电系统是通过玻璃窑在生产过程中所排出的烟气余热作为热产生电能，再将电能应用于玻璃窑生产，这种循环利用的方式。
同时也研究了玻璃窑具体的工作特点以及烟气余热具有哪些特性，通过玻璃窑余热发电系统的主要设备进行仿真建模。
玻璃窑；余热发电；建模1、玻璃窑余热发电系统介绍近几年出现的余热发电技术是一种特殊的发电方式，它利用热力设备回收工业生产过程中排放出的废气余热热能，并通过汽轮发电机将其转换成可以使用的电能。
玻璃窑余热发电系统从本质上来说和传统的火力发电系统基本相同。
它们都是通过热能转化为电能但是它们不同之处就是产生的热，以往我们传统的火力发电系统所应用的热来自于煤炭燃烧而产生的热能，而玻璃窑余热发电系统所应用的热来自于玻璃窑自身在生产过程中所排出来的废弃余热，这种发电系统不仅能够循环利用而且也能减少环境的污染。
玻璃窑余热发电产生的原理为利用余热锅炉来回收玻璃窑内生产过程中所排出的烟气余热，将锅炉内给水进行加热，经过加热产生大量蒸汽，蒸汽通过管道送入汽轮机，蒸汽带动汽轮机做功，热能转换成机械能，机械能带动电机产生电能，从而形成电能。
这个工作的顺序就是热能转化成机械能再转换成电能。
蒸汽在汽轮机中做功后排出，进入凝汽器中进行降温冷凝，使用给水泵将冷却后的形成的冷凝水和补给水泵回锅炉中，形成一个完整的热力循环过程。
2、水和水蒸汽性质计算模型水和水蒸气是常规的工业工质，在很久一段时间内，工业动力系统中广泛的应用这种工质。
温度、比容、内能、压力、嫡、焓这六种标识物质状态的参数在工程热力学中常常会遇到。
在电厂热力循环过程中，水作为发电工质，需要经过状态转换来完成热能到电能的转换，水要完成定压加热、等嫡膨胀、定压放热、定温压缩四个转换，在转换的过程中水的状态参数在不断的发生改变。
IAPWS-IF97公式是计算水和水蒸汽在热力循环过程中状态参数的国际通用公式，即通过输入水和水蒸气参数，就能快速计算出水和水蒸气的状态值，电厂的仿真系统需要使用大量计算其状态值来模拟热力设备，因此在仿真建模的过程中为了方便主程序的调用，需要开发出专用的动态链接库[1]。
玻璃熔窑小炉三维数字化建模
d o i :10.3963/j .i s s n .1674-6066.2022.05.012玻璃熔窑小炉三维数字化建模游 俊,吴琼辉,张世港(中国建材国际工程集团有限公司,上海200063)摘 要: 为了适应数字化工厂这一趋势,论文介绍了玻璃熔窑小炉三维数字化建模的思路,并用实例介绍了利用I n v e n t o r 软件配合E x c e l 软件实现对小炉数字化建模的过程㊂关键词: 玻璃熔窑; 小炉; 三维建模; 数字化3DD i g i t a lM o d e l i n g fo rP o r t o fG l a s s F u r n a c e Y O UJ u n ,WU Q i o n g -h u i ,Z HA N GS h i -g a n g(C h i n aT r i u m p h I n t e r n a t i o n a l E n g i n e e r i n g C o ,L t d ,S h a n g h a i 200063,C h i n a )A b s t r a c t : I no r d e r t o a d a p t t h e t r e n d o f d i g i t a l f a c t o r y ,t h i s p a p e r i n t r o d u c e d t h e i d e a o f 3Dd i g i t a lm o d e l i n gf o r p o r t o fg l a s s f u r n a c e .Th e di g i t a lm o d e l i n g p r o c e s s o f p o r tw i t h I n v e n t o r s o f t w a r e a n dE x c e l s o f t w a r ew a s i n t r o d u c e dw i t h a n e x a m p l e .K e y wo r d s : g l a s s f u r n a c e ; p o r t ; 3D m o d e l i n g ; d i g i t a l 收稿日期:2022-07-18.作者简介:游 俊(1989-),工程师.E -m a i l :185********@163.c o m小炉是玻璃熔窑中重要的供热结构,其设计形式决定于燃料的燃烧方式㊂从当前玻璃行业来看,燃烧方式的选择取决于每个厂的操作习惯㊂近年来随着冷修改造项目增多,出于对经济效益和社会效应的更高要求,需要对当前玻璃熔窑小炉结构作进一步优化设计㊂小炉结构设计合理,对提高燃料效率㊁提高火焰对玻璃液的传热效率㊁节能降耗有重要意义[1]㊂小炉通道内的流体介质为高温烟气或高温预热空气,温度高且侵蚀性强㊂小炉通常采用电熔锆刚玉质材料㊂因小炉构造复杂,电熔锆刚玉质材料现场加工难度大,而小炉安装一般在窑炉建设后期,一旦出现设计错误影响及损失很大㊂小炉部位周围空间狭小且配套钢结构复杂,其间还穿杂喷枪设备㊁燃料管道及风管水管,属于设计过程中的错漏碰缺多发区㊂综上原因,国内在目前仍使用传统二维c a d 绘图软件进行设计的玻璃窑炉里,小炉一直是难度最大的部分,需耗费大量的人力和时间成本㊂通过数字化来赋能智能制造,已成为众多企业的发展目标㊂而三维建模是数字化工厂的技术基础和支柱[2]㊂为了适应这一趋势,笔者在公司浮法玻璃熔窑三维化建模[3]的基础上,利用A u t o d e s k I n v e n t o r 软件对小炉进行三维建模,并在建模过程中外链E x c e l 表格数据实现数字化控制㊂1 小炉三维数字化建模思路基于多实体的自上向下设计思路,整体模型创建完成后利用分割工具来分割模型㊂把模型分割成多个实体,并在多实体模型上创建细节特征㊂基于衍生㊁跨零件投影㊁对象复制等技术实现关联性设计㊂关联性是实现参数化的基本技术和条件[4]㊂依据现有小炉设计,固化设计流程中的参数尺寸㊂对小炉设计尺寸中的定量㊁自变量与因变量进行分类,设定装配约束,制定出一套快速的数字化三维建模流程㊂在小炉组装模型f x 参数表中链接E x c e l 单元,利用f x 参数驱动模型生成,通过改变E x c e l 表格数据,实现小炉模型实时更新并得到相应施工图㊂94建材世界 2022年 第43卷 第5期2 小炉三维数字化建模实例2.1 模型分解及建模顺序对小炉按照安装部位分解为小炉碹㊁小炉侧墙㊁小炉铺底及小炉保温四大部分㊂依据模型的装配关系及关联性,建模先后顺序应为:首先完成小炉碹结构,其次通过衍生命令保留小炉碹的位置特征,完成小炉铺底结构㊂在一顶一底的框架中,通过自适应特性,最终完成小炉侧墙及小炉的保温结构㊂2.2 构造小炉参数表在构造小炉模型过程中,观察f x 参数表,可以发现,虽然一个模型参数众多,往往有上百列,但是其实有很多尺寸参数是重复使用的㊂另外决定一个模型变化的参数,其实占比很小㊂把这几类尺寸单独提取出来,在E x c e l 表格中用自己专业内约定俗成的名称定义这些参数,如图1所示㊂需要注意的是E x c e l 表格中的数据列顺序与f x 参数表中数据列的顺序不同,参数名称和表达式的值是一样的,见图2㊂2.3 E x c e l 表格与小炉模型的关联在零件或部件模型建立前,先链接包含自定义参数的E x c e l 表格,见图2㊂在建模过程中,将模型中具有关联性的参数表达式与自定义的E x c e l 表格参数名称统一,通过链接E x c e l 表格,将这些模型实现关联性㊂当然fx 参数表里用户参数也能在一定程度上实现类似的功能,在实践后,选择E x c e l 表格作为小炉数字化建模的参数维护工具㊂因为E x c e l 表格相比于I n v e n t o r 软件自带的f x 用户参数有以下几个优势:一是不同模型间调用同一个参数,外链同一个E x c e l 表格是最方便快捷的;二是E x c e l 强大的计算功能,某些不能直接获取的参数,可以调用公式计算间接获取;三是E x c e l 具备更好的可视效果,可以对每个参数进行注释说明,必要时辅助图片,这将帮助我们更快地定位需要修改的数据,这是I n v e n t o r 软件自带功能目前无法快速做到的㊂2.4 小炉模型之间的关联虽然E x c e l 表格数据管理能力强大,但是自定义参数不可超过一定数量㊂不然建模调用参数时会耗费05建材世界 2022年 第43卷 第5期大量时间选择参数,后期维护起来也变得繁琐困难㊂因而还要利用I n v e n t o r软件衍生㊁跨零件投影㊁对象复制等技术实现模型关联性设计㊂模型拆解以及建模顺序亦基于此关联性㊂2.5小炉三维建模建模顺序是以小炉碹为起始点,图3所示为小炉碹组合模型,通过拆解建模先后顺序应为:首先完成小炉斜碹建模,其次建立出口平碹模型,然后是小炉直碹段建模,最后是小炉顶碹胀缝砖建模㊂所有小炉碹在建模开始就通过f x参数表链接自定义的参数E x c e l表格:小炉碹.x l s x,以建立模型间的参数关联性㊂另外后建立的模型通过衍生上一个模型草图或者工作集合图元,以保证模型之间的参数及装配关联性㊂按照此方法,后面依次完成小炉底建模,小炉侧墙建模,最后是小炉保温建模㊂小炉组装模型如图4所示㊂2.6小炉三维模型参数化控制在完成小炉建模后,需要调整小炉大小,比如修改小炉入口大小及出口大小时,无需打开模型,并对所有模型逐一进行修改㊂仅需打开公司自建参数E x c e l表格,定位到图1表格里入口碹跨以及出口碹跨参数,修改值并保存E x c e l表格后,则组装模型后会自动调整为公司需要大小㊂2.7生成二维工程图在小炉建模完成后,基于目前工厂生产条件及现场安装习惯所限,目前依然需要出二维施工成品图㊂创建了适合公司专业的工程图模板,实现了工程图样式和二维C A D的一致性㊂得益于I n v e n t o r的工程图特性,在选择合理的视图投影后,可按照表达需求建立所需的全剖㊁半剖或者局部剖视图㊂当然图面里和模型无关的加工及浇注等特殊符号以及剖面符号,也需与视图之间建立相对关系㊂当修改自建参数E x c e l表格后,模型会即时自动更新,与此同时工程图将会随着模型改变而改变㊂这将大大缩短成品图的出图时间,极大地提高工作效率㊂3结语小炉三维数字化建模,一方面是为了满足数字化工厂新要求,另一方面还有以下几点优势:相对于二维图纸,三维模型具有多角度可视化的优势,校对审核更容易发现问题,从而保证窑炉成品图的设计质量,并为其他专业提供参考㊂三维模型包含了每个部位详尽信息,可以生成耐材㊁钢构件等各种清单表格㊂应用这些表格进行概预算报价,快速而且准确㊂窑炉设计过程中,设计人员一半以上的时间花费在砖材和钢构件数量的统计和修改方面㊂利用I n v e n t o r模型b o m表,可以实现数量统计的自动化,将设计人员从繁杂的统计工作解放出来,将更多精力放在窑炉结构设计合理性上面㊂利用数字化三维建模的自适应特性,当模型局部参数改变时,模型可动态调整,缩短出图周期㊂参考文献[1]吴琼辉,施凌毓,陈小牛,等.关于小炉设计的一些探讨[J].中国玻璃,2014(4):20-23.[2]许建玉,王鹏.数字化工厂三维建模方法研究[J].信息系统工程,2016(10):17.[3]胡曦,费辰.三维软件I n v e n t o r在大型浮法玻璃熔窑设计中的应用[J].建材世界,2020,41(3):81-84.[4]张红松,陈晓鸽.A u t o d e s k I n v e n t o r2015中文版从入门到精通[M].北京:清华大学出版社,2014.15建材世界2022年第43卷第5期。
工业余热系统的动态模拟与建模
工业余热系统的动态模拟与建模下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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玻璃窑余热发电技术介绍全部PPT学习教案
余热发电系统与火力发电系统的主要差距就是热源 不同。余热发电系统的热源为主工艺生产过程排出 的废气余热，其主要特征是：
与火力发电相比，热源不可控
热源参数受主工艺的影响较大
因此，在保证余热发电系统的可靠、稳定、安全运
行的前提下，为最大化利用废气余热，有着不同的
余热发电系统技术。
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燃料利用率
100
90
80
70 60~66%
60
50 40~45%
40
30
20
10
0
燃用重油
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不回收废气余热 回收废气余热
63~69% 40~45%
燃用气体燃料
废气余热发电技术概要
余热发电系统就其本质而言与火力发电系统相同， 主要工作原理为：
利用余热锅炉回收废气余热中的热能，将锅炉 给水加热生产出过热蒸汽，然后过热蒸汽送到 汽轮机内膨胀做功，将热能转换成机械能，进 而带动发电机发电
玻璃窑频繁换向
热力系统设置调节旁路，适应窑向频繁 切换，保证玻璃窑和余热发电系统正常运 行。提高设备变工况能力。
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适应于玻璃熔窑特点的余热发电 专利技术---
“单压低参数回热余热发电系统 技术”
根据上述分析，我们开发出“单压低参数回热余热发电系统技术”，这是一项能完全适 应前述玻璃熔窑废气余热特性及玻璃窑工作特点的系统技术。
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余热发电系统建设原则和要求
余热发电系统的建设原则： 首先需充分理解和认识主工艺过程的工作特点和废气余热资源的特性，如主工艺工作特点，废气参数的变化， 废气的成份，废气的换热特性等 在充分理解和掌握理解废气特性及换热特性的前提下，正确处理好余热发电与主工艺的主辅关系，以不影响 并要保证主工艺过程的正常生产为建设原则
2万吨玻璃池窑的动力场和温度场的数值模拟的开题报告
2万吨玻璃池窑的动力场和温度场的数值模拟的开题
报告
一、选题背景
玻璃生产中，池窑是一种常用的熔化设备，它是利用电炉将原材料加热至熔点，然后熔化成液态玻璃，再通过池窑的淬火处理使其变成坚硬的产品。
池窑的运行状态对玻璃生产的质量和效率有着至关重要的影响，因此精准地模拟池窑的动力和温度场，能够为生产优化和工艺改进提供重要帮助。
二、研究内容
本文旨在针对2万吨玻璃池窑的动力场和温度场进行数值模拟，研究其运行状态和影响因素。
具体研究内容包括：
1. 建立2万吨玻璃池窑的三维数值模型，包括池窑结构、电炉、加热元件等重要组成部分。
2. 基于计算流体力学（CFD）理论和有限元方法（FEM）建立池窑的动力学模型，研究玻璃液流的运动规律、池窑内的流体场和形变场，以及温度场的分布和变化。
3. 进行不同操作参数下的数值仿真和计算，分析池窑内流体力学、热学和化学反应的相互作用，研究不同条件下玻璃液态的流动特性和热态演化过程。
4. 综合分析数值仿真结果和实际生产数据，探讨影响池窑运行质量和生产效率的关键因素，提出优化方案和改进措施。
三、研究意义
1. 通过模拟和分析池窑的动力和温度场，能够更全面地了解玻璃生产过程中的流体力学、热学和化学反应等复杂过程，为生产质量的提高和操作优化提供科学依据。
2. 研究成果能够为玻璃生产企业提供有效的技术支持和管理决策参考，促进玻璃行业的可持续发展和创新进步。
3. 本研究所涉及的数值模拟方法和技术，对其他工业领域的工艺流程和关键技术的优化也具有一定的参考价值。
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初探玻璃窑余热发电系统的仿真建模
【摘要】本文主要研究玻璃窑余热发电系统是通过玻璃窑在生产过程中所排出的烟气余热作为热源产生电能，再将电能应用于玻璃窑生产，这种循环利用的方式。
同时也研究了玻璃窑具体的工作特点以及烟气余热具有哪些特性，通过玻璃窑余热发电系统的主要设备进行仿真建模。
【关键词】玻璃窑；余热发电；建模
1、玻璃窑余热发电系统介绍
近几年出现的余热发电技术是一种特殊的发电方式，它利用热力设备回收工业生产过程中排放出的废气余热热能，并通过汽轮发电机将其转换成可以使用的电能。
玻璃窑余热发电系统从本质上来说和传统的火力发电系统基本相同。
它们都是通过热能转化为电能但是它们不同之处就是产生的热源，以往我们传统的火力发电系统所应用的热源来自于煤炭燃烧而产生的热能，而玻璃窑余热发电系统所应用的热源来自于玻璃窑自身在生产过程中所排出来的废弃余热，这种发电系统不仅能够循环利用而且也能减少环境的污染。
玻璃窑余热发电产生的原理为利用余热锅炉来回收玻璃窑内生产过程中所排出的烟气余热，将锅炉内给水进行加热，经过加热产生大量蒸汽，蒸汽通过管道送入汽轮机，蒸汽带动汽轮机做功，热能转换成机械能，机械能带动电机产生电能，从而形成电能。
这个工作的顺序就是热能转化成机械能再转换成电能。
蒸汽在汽轮机中做功后排出，进入凝汽器中进行降温冷凝，使用给水泵将冷却后的形成的冷凝水和补给水泵回锅炉中，形成一个完整的热力循环过程。
2、水和水蒸汽性质计算模型
水和水蒸气是常规的工业工质，在很久一段时间内，工业动力系统中广泛的应用这种工质。
温度、比容、内能、压力、嫡、焓这六种标识物质状态的参数在工程热力学中常常会遇到。
在电厂热力循环过程中，水作为发电工质，需要经过状态转换来完成热能到电能的转换，水要完成定压加热、等嫡膨胀、定压放热、定温压缩四个转换，在转换的过程中水的状态参数在不断的发生改变。
IAPWS-IF97公式是计算水和水蒸汽在热力循环过程中状态参数的国际通用公式，即通过输入水和水蒸气参数，就能快速计算出水和水蒸气的状态值，电厂的仿真系统需要使用大量计算其状态值来模拟热力设备，因此在仿真建模的过程中为了方便主程序的调用，需要开发出专用的动态链接库[1]。
3、烟气烩值计算模型
玻璃窑内的烟气余热热能的多少取决于烟气中的焓值以及烟气流量的多少。
烟气焓值可以通过烟气温度、烟气组份、漏风系数这三个参数计算出来，烟气焓值的使用次数比较多，是下一步进行烟气侧放热计算的基础，烟气的主要有CO2、SO2、CO、N2、O2、H2O等气体组成。
烟气焓值的计算与各气体组份的比热和含量有关。
其基本的计算模型如下：
根据上面已经建立的烟气焓值的基本计算模型，按照要求可以推出以下两种算法：
1）通过已知漏风系数、烟气组份和温度这三个参数计算烟气焓值。
2）通过已知漏风系数、烟气组份和烟气焓值这三个参数来计算烟气温度。
4、烟气放热模型
玻璃窑余热锅炉的入口烟气通常在400～550℃之间，烟气温度比较高，这是因为烟气来自于玻璃窑生产过程中排出的烟气余热，这些烟气与过热蒸汽的出口温度相比，其温差一般小于60℃。
由于其温度低、温差小，比对流传热系数小到1/6。
所以，建立烟气模型时可以认为烟气对金属管壁的放热是对流传热，可以忽略传热过程中其他因素的影响，其换热系数符合对流传热关系，即
7、汽轮机建模
汽轮机是一种大型的可以高速转动的精密设备，汽轮机起到将热能转化成机械能的作用。
由于余热电站的规模较小，所以发电规模比较小，基本上所配的汽轮机都是单杠的，采用滑压启动的方式。
本文主要研究汽轮机本体的热力特性。
管道将过热蒸汽从过热器输送到汽轮机，汽机出口的动态特性决定了过热蒸汽的出口压力和流量的关系[3]，其关系表达式所示：
结束语
本文以玻璃窑余热发电系统作为研究对象，对其进行仿真建模。
为以后优化发电系统提供了理论依据，为以后研究如何充分地吸收、利用烟气余热，如何保证玻璃窑余热发电的稳定和可靠打下了基础。
参考文献
[1]郁国强，单锋.余热发电系统改造[J].中国水泥，2010（2）
[2]于荣生等.火电厂锅炉汽水系统的模块化建模与仿真.华北电力技术，22—26
[3]刘成雄，张景胜.玻璃熔窑余热发电技术开发和设计应用[J].玻璃，2010。