【中玻網(wǎng)】本文主要研究玻璃窯余熱發(fā)電系統是通過(guò)玻璃窯在生產(chǎn)過(guò)程中所排出的煙氣余熱作為熱源產(chǎn)生電能，再將電能應用于玻璃窯生產(chǎn)，這種循環(huán)利用的方式。同時(shí)也研究了玻璃窯具體的工作特點(diǎn)以及煙氣余熱具有哪些特性，通過(guò)玻璃窯余熱發(fā)電系統的主要設備進(jìn)行模仿建模。
　　
　　1、玻璃窯余熱發(fā)電系統介紹
　　
　　近幾年出現的余熱發(fā)電技術(shù)是一種特殊的發(fā)電方式，它利用熱力設備回收工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中排放出的廢氣余熱熱能，并通過(guò)汽輪發(fā)電機將其轉換成可以使用的電能。玻璃窯余熱發(fā)電系統從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)和傳統的火力發(fā)電系統基本相同。它們都是通過(guò)熱能轉化為電能但是它們不同之處就是產(chǎn)生的熱源，以往我們傳統的火力發(fā)電系統所應用的熱源來(lái)自于煤炭燃燒而產(chǎn)生的熱能，而玻璃窯余熱發(fā)電系統所應用的熱源來(lái)自于玻璃窯自身在生產(chǎn)過(guò)程中所排出來(lái)的廢棄余熱，這種發(fā)電系統不僅能夠循環(huán)利用而且也能減少環(huán)境的污染。玻璃窯余熱發(fā)電產(chǎn)生的原理為利用余熱鍋爐來(lái)回收玻璃窯內生產(chǎn)過(guò)程中所排出的煙氣余熱，將鍋爐內給水進(jìn)行加熱，經(jīng)過(guò)加熱產(chǎn)生大量蒸汽，蒸汽通過(guò)管道送入汽輪機，蒸汽帶動(dòng)汽輪機做功，熱能轉換成機械能，機械能帶動(dòng)電機產(chǎn)生電能，從而形成電能。這個(gè)工作的順序就是熱能轉化成機械能再轉換成電能。蒸汽在汽輪機中做功后排出，進(jìn)入凝汽器中進(jìn)行降溫冷凝，使用給水泵將冷卻后的形成的冷凝水和補給水泵回鍋爐中，形成一個(gè)完整的熱力循環(huán)過(guò)程。
　　
　　2、水和水蒸汽性質(zhì)計算模型
　　
　　水和水蒸氣是常規的工業(yè)工質(zhì)，在很久一段時(shí)間內，工業(yè)動(dòng)力系統中廣泛的應用這種工質(zhì)。溫度、比容、內能、壓力、嫡、焓這六種標識物質(zhì)狀態(tài)的參數在工程熱力學(xué)中常常會(huì )遇到。在電廠(chǎng)熱力循環(huán)過(guò)程中，水作為發(fā)電工質(zhì)，需要經(jīng)過(guò)狀態(tài)轉換來(lái)完成熱能到電能的轉換，水要完成定壓加熱、等嫡膨脹、定壓放熱、定溫壓縮四個(gè)轉換，在轉換的過(guò)程中水的狀態(tài)參數在不斷的發(fā)生改變。IAPWS-IF97公式是計算水和水蒸汽在熱力循環(huán)過(guò)程中狀態(tài)參數的全部通用公式，即通過(guò)輸入水和水蒸氣參數，就能快速計算出水和水蒸氣的狀態(tài)值，電廠(chǎng)的模仿系統需要使用大量計算其狀態(tài)值來(lái)模擬熱力設備，因此在模仿建模的過(guò)程中為了方便主程序的調用，需要開(kāi)發(fā)出專(zhuān)項使用的動(dòng)態(tài)鏈接庫[1]。
　　
　　3、煙氣燴值計算模型
　　
　　玻璃窯內的煙氣余熱熱能的多少取決于煙氣中的焓值以及煙氣流量的多少。煙氣焓值可以通過(guò)煙氣溫度、煙氣組份、漏風(fēng)系數這三個(gè)參數計算出來(lái)，煙氣焓值的使用次數比較多，是下一步進(jìn)行煙氣側放熱計算的基礎，煙氣的主要有CO2、SO2、CO、N2、O2、H2O等氣體組成。
　　
　　煙氣焓值的計算與各氣體組份的比熱和含量有關(guān)。其基本的計算模型如下：
　　
　　根據上面已經(jīng)建立的煙氣焓值的基本計算模型，按照要求可以推出以下兩種算法：
　　
　　1）通過(guò)已知漏風(fēng)系數、煙氣組份和溫度這三個(gè)參數計算煙氣焓值。
　　
　　2）通過(guò)已知漏風(fēng)系數、煙氣組份和煙氣焓值這三個(gè)參數來(lái)計算煙氣溫度。
　　
　　4、煙氣放熱模型
　　
　　玻璃窯余熱鍋爐的入口煙氣通常在400～550℃之間，煙氣溫度比較高，這是因為煙氣來(lái)自于玻璃窯生產(chǎn)過(guò)程中排出的煙氣余熱，這些煙氣與過(guò)熱蒸汽的出口溫度相比，其溫差一般小于60℃。由于其溫度低、溫差小，比對流傳熱系數小到1/6。所以，建立煙氣模型時(shí)可以認為煙氣對金屬管壁的放熱是對流傳熱，可以忽略傳熱過(guò)程中其他因素的影響，其換熱系數符合對流傳熱關(guān)系，即
　　
　　7、汽輪機建模
　　
　　汽輪機是一種大型的可以高速轉動(dòng)的準確設備，汽輪機起到將熱能轉化成機械能的作用。由于余熱電站的規模較小，所以發(fā)電規模比較小，基本上所配的汽輪機都是單杠的，采用滑壓?jiǎn)?dòng)的方式。本文主要研究汽輪機本體的熱力特性。管道將過(guò)熱蒸汽從過(guò)熱器輸送到汽輪機，汽機出口的動(dòng)態(tài)特性決定了過(guò)熱蒸汽的出口壓力和流量的關(guān)系[3]，其關(guān)系表達式所示：
　　
　　結束語(yǔ)
　　
　　本文以玻璃窯余熱發(fā)電系統作為研究對象，對其進(jìn)行模仿建模。為以后優(yōu)化發(fā)電系統提供了理論依據，為以后研究如何充分地吸收、利用煙氣余熱，如何保證玻璃窯余熱發(fā)電的穩定和可靠打下了基礎。