關于《平板玻璃制造能耗評價技術要求》中能耗評價指標的探討

【門窗幕墻網】GB/T39803—2021《平板玻璃制造能耗評價技術要求》于2021年3月9日發布，2021年10月1日實施。根據目前平板玻璃制造的實際情況，該標準所述的能耗指標評價未提及煙氣治理系統電耗，余熱發電能耗比也有值得討論的地方。建議修訂GB/T39803—2021《平板玻璃制造能耗評價技術要求》，增設煙氣治理系統電耗的能耗評價指標，修改余熱發電能耗比的能耗評價指標，以符合平板玻璃制造的實際情況。

“煙氣治理系統電耗”評價指標缺失

GB/T39803—2021《平板玻璃制造能耗評價技術要求》缺少對煙氣治理系統的電耗評價，這將導致能耗評價不能覆蓋平板玻璃制造全過程。

根據現行國家標準GB26453—2011《平板玻璃工業大氣污染物排放標準》規定的平板玻璃制造企業大氣污染物排放限值要求，結合部分地方省級人民政府制定的更加嚴苛的地方污染物排放標準的規定，按照現有平板玻璃制造工藝，平板玻璃制造必須投運煙氣治理系統才能實現達標排放，因此煙氣治理系統是隨平板玻璃制造同時運行的，是平板玻璃制造過程中不可缺少的一部分。既然GB/T39803—2021《平板玻璃制造能耗評價技術要求》規定了平板玻璃制造過程的能耗評價，則應將平板玻璃制造過程中的所有工序的能耗納入，不能有遺漏。

實際上，煙氣治理過程的能耗是比較高的，是不能夠忽略的?，F有平板玻璃煙氣治理的主要工藝分兩種：一種是較為傳統的ESP+SCR脫硝+半干法脫硫+袋除塵器工藝，另一種是陶瓷濾管一體化工藝。

以1200t/d玻璃生產線煙氣治理系統為例，傳統工藝和陶瓷濾管工藝自帶風機情況下運行電功率分別為約800kW、600kW，折算其電耗分別為約16.0kWh/t、12.0kWh/t，而GB/T39803—2021《平板玻璃制造能耗評價技術要求》中所有電耗指標A、B、C三級評價指標基準的合計值（界限數值）分別為100kWh/t、107kWh/t、113kWh/t。

由此可見，不論煙氣治理系統采用何種工藝，煙氣治理系統的電耗占平板玻璃制造總能耗的比例都會達到10.6%～16.0%，這么重要電耗指標的缺失，對整個玻璃工廠能耗評價體系影響很大，至少說明GB/T39803—2021《平板玻璃制造能耗評價技術要求》的評價體系構建，缺少系統性、全面性和科學性。

僅以發電量作為評價指標不合理

該標準首次提出了余熱發電能耗比的參數，定義為噸玻璃余熱發電量（折算為千克標煤）與平板玻璃燃料消耗量的比值，單位為%，其意義為每噸玻璃消耗的燃料熱量中，通過余熱回收，最終轉換為電力的比例。該標準中還給出了其評價指標基準及權重值，評價指標基準分為A、B、C三級，按照該指標的計算方法和評價基準，可以看出余熱發電站的發電量越高越好。具體參數如下表所示：

玻璃工廠的余熱發電站，是為窯爐煙氣余熱回收而設置的附屬配套車間，因此余熱發電站的建設首先是要滿足玻璃工廠生產的需求，其次才是發出電力。玻璃工廠對余熱發電站的需求包括不得影響窯爐生產、滿足環保對煙氣溫度的需求、滿足工廠生產生活供熱需求等。

有些玻璃工廠是有蒸汽需求的，例如重油伴熱、原料車間、溴化鋰制冷、冬季采暖等，這些蒸汽均由余熱發電站提供。供汽時，余熱發電站的發電量必然會減少，此時再按GB/T39803—2021《平板玻璃制造能耗評價技術要求》來考核期發電量是否科學，值得商榷。實際上蒸汽用于供熱，利用了蒸汽的汽化潛熱，比用于發電的熱利用率高得多，從能源利用的角度也是更合適的。

余熱發電站有風機、水泵等各類用電設備，扣除這些設備自用電量后的凈供電量，才是能夠產生節能減排收益的，降低自用電量也是余熱發電站運行的一個重要運行管理目標，因此僅考核發電量是不能準確反映余熱發電站的設計和運行水平的。

現有煙氣脫硝工藝進口溫度350～380℃（具體與脫硝工藝有關），這是低于玻璃窯爐排煙溫度的，因此煙氣一般先通過余熱鍋爐降溫到合適溫度后，送去煙氣治理系統，煙氣經處理后，溫降約30℃，再接回余熱鍋爐。煙氣治理系統的投運降低了余熱發電量，考核發電量指標應指明煙氣治理系統是否運行為前提的。

煙氣治理系統的煙氣阻力較大（2000～4000Pa），單獨設置風機需要采用高溫風機，煙氣的工態流量大，引風機運行功率高，引風機及相關設備投資額也高，因此更好的方式是由鍋爐引風機克服余熱發電、煙氣治理系統全部阻力（不含低溫脫硫部分），這種方式占地更小、煙氣管路更簡單、投資和運行成本更低。在這種方式下，余熱發電和煙氣治理系統的用電量是無法準確區分的，余熱發電站的自用電量無法準確計量，因此通常將余熱發電和煙氣治理系統進行統一管理、合并考核。

可以看出，在考核余熱發電站的發電量時，供熱量、自用電量、煙氣治理系統是否運行都是不可忽視的問題，GB/T39803—2021《平板玻璃制造能耗評價技術要求》中余熱發電能耗比指標，既沒有考慮不同地區煙氣余熱多用途利用客觀事實，也沒有明確界定煙氣余熱發電量前提條件，僅以發電量作為評價指標，是不合理的，也是不科學的。

指標設定的評級基準值脫離實際

近年來玻璃熔窯技術不斷進步，玻璃液和配合料的熱吸收效率不斷提高，當前技術水平的典型平板玻璃熔窯熱平衡如下圖所示。由圖可知，煙氣離開熔窯帶走的熱量占燃料熱的35%～45%，其中小爐及蓄熱室散熱5%～10%，因此煙氣能夠去余熱鍋爐的熱量占燃料熱的25%～40%。

典型平板玻璃熔窯熱平衡圖

玻璃熔窯煙氣余熱發電的主要流程：余熱鍋爐回收煙氣余熱，生產出過熱蒸汽；過熱蒸汽送到汽輪機中做功，變成了乏汽，汽輪機帶動發電機轉動發出電力；乏汽經冷卻后變成冷凝水，再送回余熱鍋爐。通常余熱鍋爐進口煙氣溫度約450～550℃，排煙溫度約160℃，其中煙氣在煙氣治理系統中溫降約30℃。由此可以計算出，余熱鍋爐進口煙氣溫度分別為450℃、500℃、550℃時，煙氣熱量回收利用率分別約為60.2%、64.3%、67.6%（未考慮室內外磚煙道散熱、鍋爐系統漏風、排污等）。

為了達到發電量的最大化，玻璃熔窯煙氣余熱發電一般選取中溫（400～440℃）、次中壓（1.8～2.5MPa(g)）蒸汽，裝機規模一般為1.5～20MW，汽輪機進汽的比焓約為3250～3330kJ/kg，乏汽比焓約為2400kJ/kg（具體與排汽溫度、壓力有關）。因此過熱蒸汽熱量轉換成電力的比例約為24.4%～26.0%（考慮汽輪機機械效率為99%、發電機效率為97%，汽輪機的各種損失合計按3%計）。

綜上所述，可估算出煙氣熱量轉換為電力的比例為14.0%～17.6%。上圖標明余熱鍋爐進口煙氣余熱占燃料熱的25%～40%，由此可知理論上燃料熱的3.7%～7.0%可通過余熱發電變成電力，即余熱發電能耗比理論上限值為7.0%，這個理論上限值小于GB/T39803—2021《平板玻璃制造能耗評價技術要求》中余熱發電能耗比A級評價指標基準（>8%）的要求，說明該指標A級要求已經超出了理論上可實現的范圍，是不可能實現的。

實際上，GB/T39803—2021《平板玻璃制造能耗評價技術要求》中余熱發電能耗比A、B級評價指標基準的下限值分別是C級下限值的2倍、1.625倍，這說明在窯爐工況相同的情況下，A、B級下的發電量應是C級下的2倍和1.625倍。余熱發電屬于量體裁衣，發電量的多少取決于余熱資源量的多少，同等玻璃窯爐工況下，發電量不可能存在2倍或1.625倍的差別，說明該評價指標設定的三級數據本身就不太合理。

玻璃熔窯煙氣余熱發電工程實踐已經有15余年，相關技術和設備業已成熟，國內外建設的玻璃熔窯煙氣余熱發電站已100余座。從那些發電量數據比較好的余熱發電站來看，無論窯爐規模大小、熱耗高低，其余熱發熱發電能耗比為4.8%～5.9%，均沒有達到6.5%，都只能達到余熱發熱發電能耗比的C級評價指標。

余熱發電能耗比評價指標基準A、B級要求的發電功率已經遠超工程實踐中所能達到的數值，工程實踐中僅能部分達到其C級要求，說明該指標設定的評級基準值脫離實際。

該指標的設定與技術進步相矛盾

《中華人民共和國標準化法》第一條規定，我國制定標準的目的是“為了加強標準化工作，提升產品和服務質量，促進科學技術進步，保障人身健康和生命財產安全，維護國家安全、生態環境安全，提高經濟社會發展水平”。GB/T39803—2021《平板玻璃制造能耗評價技術要求》的發布是為了促進平板玻璃相關技術的進步，降低平板玻璃制造過程中的能耗，但余熱發電能耗比指標的設定，卻與玻璃窯爐相關技術進步方向是相反的。

玻璃熔窯熱主要去向分為三部分：玻璃熔化熱（45%～55%）、煙氣帶走熱（25%～40%）、各項散熱（15%～25%，含小爐及蓄熱室散熱），其中是熔化熱是工藝生產的有效熱，降低能耗應盡可能降低煙氣帶走熱和各項散熱，這也是玻璃窯爐相關技術進步的一個主要方向。

隨著未來技術不斷進步，會用更多的新型節能技術應用到玻璃熔窯中來。如“玻璃熔窯用紅外高輻射節能涂料”“火電復合熔化玻璃技術”（電助熔技術）等。這些節能技術的直接目的，就是提高玻璃液和配合料的熱吸收效率，減少煙氣帶走熱?？衫玫臒煔庥酂峋蜁絹碓缴?，余熱發電量會越來越低，而GB/T39803—2021《平板玻璃制造能耗評價技術要求》中的余熱發電能耗比則是要求余熱發電量越高越好，這與技術進步是相矛盾的。

若為了增加余熱發電量，而增加窯爐燃料消耗或減少蓄熱室回收熱，這是本末倒置，也是得不償失的。

本文原載于《中國建材報》5月9日5版