最新玻璃窑余热发电方案--高温方案

XX（合肥）XX有限公司烟气余热发电项目技术方案中国XXXXXXXXXXXXXXXXX研究院2011年2月1建设单位及项目概况1.1项目名称项目名称:XX（合肥）XX有限公司烟气余热发电项目建设规模：7.5MW余热电站企业名称：XX（合肥）XX有限公司1.2项目建设地点项目位于安徽合肥新站综合开发试验区。

1.3技术方案编制单位本方案由中国新型建筑材料工业杭州设计研究院编制。

本院始建于1953年，是一所综合性甲级设计单位，历史悠久，技术力量雄厚，专业配备齐全。

半个多世纪以来，为中国建材工业的发展和技术进步做出了突出的贡献。

伴随着中国改革开放的进程，本院积极开拓了建筑工程设计、环境工程治理、工程监理和工程总承包、项目管理、机电设备成套及进出口等业务领域，并取得了骄人的业绩。

上世纪七十年代以来，设计建成的各类大中型工程项目300余项，完成国家科技攻关和行业重大科研开发项目200余项，为我国建材企业引进各类生产线和关键装备80余项。

目前，本院具有工程设计、工程咨询、工程监理等甲级证书，并具有工程总承包资质。

2001~2005年我院对玻璃行业低温废气余热资源利用技术进行了大量的理论研究，认为采用低温余热回收技术和国产化的低温余热回收装备，完全可以利用玻璃行业的低温余热资源，应用于发电。

国内第一家应用此技术的江苏华尔润集团有限公司的低温余热发电工程已顺利投产。

我院总包的国内最大的玻璃行业烟气余热发电项目成都南玻玻璃有限公司烟气余热发电项目（发电量12MW）已顺利并网发电并达产。

项目实施后可大量回收玻璃熔窑废气余热以节约能源、降低热耗，并具有显著的经济和社会效益。

目前，我院正在为国内多家浮法玻璃生产企业承担工程总包、设备成套或工程设计。

玻璃余热发电业绩表2拟建项目概况2.1建站条件2.1.1厂址本项目位于安徽合肥新站综合开发试验区。

2.1.2自然条件（略）2.2技术方案概述与主机设备选型2.2.1技术方案概述烟气治理、热力系统及装机方案应考虑下述前提条件：1）充分利用废气余热；2）本工程实施后电站不应向电网返送电；3）余热电站的建设及生产运行应不影响玻璃生产系统的生产运行；4）余热电站的系统及设备应以成熟可靠、技术先进、节省投资、提高效益为原则，并考虑目前国内余热发电设备实际技术水平；5）电站控制采用DCS计算机集中控制及管理系统；6）电站设集中电力室，电站启动时启动电源为电网供电，电站正常运行后，站用电既可由电网供电，也可由发电机直接供电；7）在玻璃窑窑尾废气出口与烟囱间废气烟道增设余热换热器（锅炉）。

本项目建设：三条500t/d余热锅炉、一台7.5MW汽机的机组。

2.2.2系统方案及装机容量根据目前国内余热发电技术及装备现状，结合玻璃生产线余热资源情况，并根据本工程项目建议书确定的装机规模，本工程余热发电方案采用中温中压余热发电技术。

2.2.2.1可利用热源及发电计算玻璃生产以天然气等为燃料（液化石油气作为备用燃料），利用其燃烧的热量在熔窑中将玻璃原料熔化后，经澄清、均化、冷却进入锡槽。

玻璃在锡槽中自然摊平、抛光、积厚，形成所要求的宽度和厚度，再进入退火窑退火。

退火后的玻璃带经过检测、切割、掰断、吹扫等工序再装箱即为玻璃成品。

熔窑中的熔化温度约为1650℃，天然气燃烧后的废气经处理后，温度下降到约900℃左右，经烟道排出到烟囱放空。

根据建设方提供的烟气参数如下：生产用低压汽压力：0.490 MPa，用汽量：~1t/h 。

综合考虑目前玻璃生产线余热资源分布情况，在充分利用余热的前提下，以“稳定、可靠、技术先进、不影响玻璃生产”为原则，并且考虑窑后期烟气温度有所升高，确定热力系统及装机方案如下：主机包括三台余热锅炉及一套凝汽式汽轮发电机组，汽轮机的装机容量为7.5MW。

在每条玻璃生产线蓄热室后与烟囱间各设置一台余热换热器。

保留原有烟道作为紧急排风烟道，当余热换热器故障检修时，玻璃生产系统可以继续运行，不影响玻璃线的正常生产。

余热换热器生产3.82MPa-450℃的过热蒸汽。

与余热换热器配套，设置N7.5-3.47型凝汽式汽轮发电机组。

2.2.3主机设备根据热力系统选择及国内余热换热器和低参数汽轮机的生产和使用情况，确定主机设备如下：2.3主要技术指标：主要技术指标表3技术方案3.1接入系统及电量平衡3.1.1电站接入系统拟建的一座7.5MW余热电站采用10kV单母线接线方式。

发电机组由电站10kV母线经单回电缆线路与厂区总降压站10kV某段母线连接。

余热电站与现有电力系统实现并网运行，运行方式为并网电量不上网。

在电站侧的发电机联络线开关和发电机出口开关处设置并网同期点。

本接入系统最终方案应以当地电力部门出具的“接入系统报告”中的接入系统方案为准。

3.2电站总平面布置及交通运输3.2.1电站总平面布置：本工程包括：一座7.5MW电站的汽轮机厂房、化学水处理车间、机力通风冷却塔、泵站以及余热换热器生产车间。

根据玻璃生产线的布置及发电工艺流程，烟气治理系统和发电系统的余热锅炉布置在各玻璃生产线窑头至烟囱的烟道一侧，均为露天布置；发电系统的汽轮发电机房和循环水系统利用厂内空地建设。

详细布置见总图布置。

3.2.2道路工程工厂内现已有纵横成网、互相贯通的道路，用于生产、消防和检修，故电站区域利用原有道路网络，不再考虑新建。

3.2.3竖向设计和雨水排除在竖向设计时，根据工厂的建筑物及场地标高，合理拟定电站车间的标高。

土方工程在玻璃生产线建设时已统一考虑，并平整完毕，本工程不考虑土方工程量。

工厂内建有布局合理的雨水沟，工厂的雨水排除可得到可靠保证，故电站区域不再新建雨水沟，该区域的雨水汇入工厂的雨水排除系统。

3.2.4主厂房布置发电系统，其汽轮发电机房、电站控制室、站用电力室、发电机及站用电高压系统合建——联合厂房。

发电系统主厂房占地630m2，双层厂房。

汽机为岛式布置，运行层为7.000平面，汽轮发电机布置在7.000平面上，±0.000平面布置有给水泵、凝结水泵、油泵等；除氧单独设置，锅炉给水泵单独设置、除氧器设置在化水车间顶部。

3.2.5电站室外管线室外汽水管线主要有：来自余热换热器的主蒸汽管道；由汽机房去余热换热器的给水管道。

管道敷设方式：管道采用架空敷设，并尽量利用厂区现有的建筑物或构筑物做管道的支吊架以减少占地面积和节省投资。

管道保温及油漆：管道保温采用岩棉管壳和岩棉板，管道按照设计规范和规定设计。

3.3电气及自动化3.3.1编制范围编制范围包括以下几个主要方面1）电站的电气主结线，电站接入系统；2）站用电配电，站用辅机控制；3）热工自动化及计算机控制系统；4）电站室外动力及照明配电线路；5）车间照明、防雷及接地设计。

3.3.2编制依据委托方提供的设计基础资料。

3.3.3电气3.3.3.1站用电配电1）电压等级发电机出线电压：10kV站用高压配电电压：10kV站用低压配电电压：0.4kV站用辅机电压：0.38kV2）站用照明电压：380V/220V操作电压：交流或直流：220V检修照明电压：36V/12V3）站用变压器选择根据站用电负荷计算结果，同时考虑电站运行的经济、可靠性、电站站用变压器选择一台10kV/0.4kV，1000kVA变压器。

直流系统直流系统的负荷（包括正常工作负荷和事故负荷），考虑投资、维护以及管理等费用，电站设计选用铅酸免维护蓄电池直流成套装置一套。

3.3.3.2主要电气设备选型1）10kV高压配电设备选用金属铠装全封闭中置移开式高压开关柜；2）400V站用低压配电设备选用抽屉式低压配电屏；3）继电保护屏选用PK-10标准屏；4）控制屏选用KG系列仪表控制屏，控制台为由DCS系统配套的电脑工作台；5）静止可控硅励磁装置随发电机配套。

3.3.3.3过电压保护和电力装置的接地1）根据当地气象资料公司所在地属于中雷区，对高于15m的建筑物（如汽轮机房等）按三类防雷建筑物保护设计；2）发电机母线及发电机中性点均设有电站专用避雷器；3）电力装置的接地。

高压系统为接地保护，低压系统为接零保护，接地系统为TN—S系统。

在汽轮发电机房、化学水处理、发电机出线小间、高低压配电室、站用变压器室及电站中央控制室等场所均设置接地装置。

并通过电缆沟及电缆桥架上的接地干线，将各处的接地装置连接起来，形成电站的接地网络。

3.3.3.4站用电设备的控制根据余热电站的技术特点，将采用机电炉集中的单元控制方式。

电站汽轮发电机、余热锅炉及其站用辅机将在各电站中央控制室通过DCS系统进行集中控制。

但其化学水处理将设独立的控制盘就地集中控制。

3.3.3.5电气照明1）正常照明：电站的正常照明电源引自站用电屏，电源为三相四线制，电压为380/220V。

主要车间照明一律采用均匀照明和局部照明相结合，均匀照明为主，局部照明为辅。

2）事故照明：电站内设有事故照明屏，当厂用交流电源消失后，事故照明屏自动将直流系统提供的直流电源投入。

根据电站内不同岗位的重要性，在重要岗位及车间设有事故照明灯，以满足可靠性和安全的要求。

3）安全照明：锅炉等金属体设备内检修采用安全照明电压12VAC。

照明灯具接至局部照明变压器220V/36—24—12V二次侧，灯具采用手提安全灯。

3.3.4热工自动化3.3.4.1编制原则及控制方案为了使余热电站处于最佳运行状态，节约能源，提高劳动生产率，本工程拟采用技术先进、性能可靠的集散型计算机控制系统（简称DCS系统）对各车间进行分散控制、集中管理。

3.3.4.2控制设备及一次仪表选型为保证整个控制系统的先进性和可靠性，拟选用DCS系统实现对过程参数的采集、监视、报警与控制。

对于关键性的检测和控制元件选用进口设备或国内引进技术生产的优质产品。

选用的一次仪表设备有：智能化系列压力/差压变送器；温度检测仪表元件；锅炉汽包水位等电视监视系统。

3.3.4.3系统配置及功能设置于电站的计算机系统（DCS）由现场级及中央控制级组成。

每座电站的计算机系统配置详见附图《计算机系统配置方案图》。

现场级根据电站的特点，在位于每座电站汽轮机房运转层的电站中央控制室内设置I/O模件机柜，采集所有来自现场的开关量和模拟量信号并输出驱动信号。

现场级完成电动机顺序逻辑控制、工艺过程参数的检测与监控，以及PID串级、多变量复杂控制等。

中央监控级中央监控级设1个工程师站和2个监控操作站，分别由监控管理计算机、LCD和打印机等组成。

监控操作站的功能包括：⑴具有动态参数的热力系统及工艺流程图显示；⑵电动机开/停操作和运行状态显示；⑶棒形图显示；⑷历史趋势曲线的显示；⑸调节回路的详细显示及参数修正；⑹报警状态的显示；⑺报警状态及运行报告的打印等。

3.3.4.4应用软件用于电站的DCS系统应用软件是实现现场级和中央监控级功能的重要文件。