本文主要研究玻璃窯余熱發(fā)電系統(tǒng)是通過玻璃窯在生產過程中所排出的煙氣余熱作為熱源產生電能，再將電能應用于玻璃窯生產，這種循環(huán)利用的方式。同時也研究了玻璃窯具體的工作特點以及煙氣余熱具有哪些特性，通過玻璃窯余熱發(fā)電系統(tǒng)的主要設備進行仿真建模。

1、玻璃窯余熱發(fā)電系統(tǒng)介紹

近幾年出現(xiàn)的余熱發(fā)電技術是一種特殊的發(fā)電方式，它利用熱力設備回收工業(yè)生產過程中排放出的廢氣余熱熱能，并通過汽輪發(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(tǒng)從本質上來說和傳統(tǒng)的火力發(fā)電系統(tǒng)基本相同。它們都是通過熱能轉化為電能但是它們不同之處就是產生的熱源，以往我們傳統(tǒng)的火力發(fā)電系統(tǒng)所應用的熱源來自于煤炭燃燒而產生的熱能，而玻璃窯余熱發(fā)電系統(tǒng)所應用的熱源來自于玻璃窯自身在生產過程中所排出來的廢棄余熱，這種發(fā)電系統(tǒng)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)電產生的原理為利用余熱鍋爐來回收玻璃窯內生產過程中所排出的煙氣余熱，將鍋爐內給水進行加熱，經過加熱產生大量蒸汽，蒸汽通過管道送入汽輪機，蒸汽帶動汽輪機做功，熱能轉換成機械能，機械能帶動電機產生電能，從而形成電能。這個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，進入凝汽器中進行降溫冷凝，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，形成一個完整的熱力循環(huán)過程。

2、水和水蒸汽性質計算模型

水和水蒸氣是常規(guī)的工業(yè)工質，在很久一段時間內，工業(yè)動力系統(tǒng)中廣泛的應用這種工質。溫度、比容、內能、壓力、嫡、焓這六種標識物質狀態(tài)的參數(shù)在工程熱力學中常常會遇到。在電廠熱力循環(huán)過程中，水作為發(fā)電工質，需要經過狀態(tài)轉換來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、定溫壓縮四個轉換，在轉換的過程中水的狀態(tài)參數(shù)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)過程中狀態(tài)參數(shù)的國際通用公式，即通過輸入水和水蒸氣參數(shù)，就能快速計算出水和水蒸氣的狀態(tài)值，電廠的仿真系統(tǒng)需要使用大量計算其狀態(tài)值來模擬熱力設備，因此在仿真建模的過程中為了方便主程序的調用，需要開發(fā)出專用的動態(tài)鏈接庫。

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。煙氣焓值可以通過煙氣溫度、煙氣組份、漏風系數(shù)這三個參數(shù)計算出來，煙氣焓值的使用次數(shù)比較多，是下一步進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。

根據上面已經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)通過已知漏風系數(shù)、煙氣組份和溫度這三個參數(shù)計算煙氣焓值。

2)通過已知漏風系數(shù)、煙氣組份和煙氣焓值這三個參數(shù)來計算煙氣溫度。

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，這是因為煙氣來自于玻璃窯生產過程中排出的煙氣余熱，這些煙氣與過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(shù)小到1/6。所以，建立煙氣模型時可以認為煙氣對金屬管壁的放熱是對流傳熱，可以忽略傳熱過程中其他因素的影響，其換熱系數(shù)符合對流傳熱關系。

5、汽輪機建模

汽輪機是一種大型的可以高速轉動的精密設備，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(guī)模較小，所以發(fā)電規(guī)模比較小，基本上所配的汽輪機都是單杠的，采用滑壓啟動的方式。本文主要研究汽輪機本體的熱力特性。管道將過熱蒸汽從過熱器輸送到汽輪機，汽機出口的動態(tài)特性決定了過熱蒸汽的出口壓力和流量的關系。

結束語

本文以玻璃窯余熱發(fā)電系統(tǒng)作為研究對象，對其進行仿真建模。為以后優(yōu)化發(fā)電系統(tǒng)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(wěn)定和可靠打下了基礎。