平板玻璃行業(yè)碳減排技術(shù)指南

為深入貫徹落實(shí)黨中央、國(guó)務(wù)院關(guān)于碳達(dá)峰、碳中和的重要決策部署,完整、準(zhǔn)確、全面貫徹新發(fā)展理念，堅(jiān)決遏制“兩高”項(xiàng)目盲目發(fā)展，踐行“宜業(yè)尚品、造福人類”建材行業(yè)發(fā)展目標(biāo)，科學(xué)做好平板玻璃行業(yè)節(jié)能降碳改造升級(jí)，推動(dòng)平板玻璃行業(yè)節(jié)能降碳和綠色轉(zhuǎn)型，根據(jù)《關(guān)于嚴(yán)格能效約束推動(dòng)重點(diǎn)領(lǐng)域節(jié)能降碳的若干意見(jiàn)》《高耗能行業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域能效標(biāo)桿水平和基準(zhǔn)水平（2021年版）》《高耗能行業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域節(jié)能降碳改造升級(jí)實(shí)施指南（2022年版）》，制定本技術(shù)指南。

一、總體要求完整、準(zhǔn)確、全面貫徹新發(fā)展理念，科學(xué)處理發(fā)展和減排、短期和中長(zhǎng)期的關(guān)系，突出標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)作用，深挖節(jié)能降碳技術(shù)改造潛力，按照“因業(yè)施策”“因企施策”“一線一策”的原則，加快推進(jìn)平板玻璃行業(yè)節(jié)能降碳步伐，帶動(dòng)全行業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型，確保如期實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰目標(biāo)。

二、遵循原則對(duì)擬建、在建項(xiàng)目，應(yīng)對(duì)照能效標(biāo)桿水平建設(shè)實(shí)施，推動(dòng)能效水平應(yīng)提盡提，力爭(zhēng)全面達(dá)到標(biāo)桿水平。對(duì)能效低于行業(yè)基準(zhǔn)水平的存量項(xiàng)目，明確改造升級(jí)和淘汰時(shí)限（一般不超過(guò)3年），引導(dǎo)企業(yè)有序開展節(jié)能降碳技術(shù)改造，在規(guī)定時(shí)限內(nèi)將能效改造升級(jí)到基準(zhǔn)水平以上，力爭(zhēng)達(dá)到能效標(biāo)桿水平。對(duì)于不能按期改造完畢的項(xiàng)目進(jìn)行淘汰。三、現(xiàn)狀分析目前，全國(guó)平板玻璃生產(chǎn)企業(yè)200多家，玻璃熔窯約350座，生產(chǎn)線約450條，生產(chǎn)能力12億重量箱。根據(jù)《高耗能行業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域能效標(biāo)桿水平和基準(zhǔn)水平（2021年版）》，截至2020年底，平板玻璃行業(yè)能效優(yōu)于標(biāo)桿水平的產(chǎn)能占比小于5%，能效低于基準(zhǔn)水平的產(chǎn)能約占8%。據(jù)此推算，能效低于基準(zhǔn)水平的平板玻璃生產(chǎn)能力約有1億重量箱；按照到2025年，通過(guò)實(shí)施節(jié)能降碳行動(dòng)，能效達(dá)到標(biāo)桿水平的產(chǎn)能比例超過(guò)20%的目標(biāo)，約有2億重量箱的平板玻璃生產(chǎn)能力需要改造提升。平板玻璃生產(chǎn)過(guò)程中需要消耗燃料油、煤炭、天然氣等能源，不同平板玻璃企業(yè)生產(chǎn)能耗水平和碳排放水平差異較大，但通過(guò)采用先進(jìn)的技術(shù)和裝備，也具有較大的節(jié)能降碳改造升級(jí)潛力。

四、主要目標(biāo)到2025年，玻璃行業(yè)能效標(biāo)桿水平以上產(chǎn)能比例達(dá)到20%，能效基準(zhǔn)水平以下產(chǎn)能基本清零，行業(yè)節(jié)能降碳效果顯著，綠色低碳發(fā)展能力大幅增強(qiáng)。平板玻璃領(lǐng)域能效標(biāo)桿水平和基準(zhǔn)水平（2021年版）

《平板玻璃單位產(chǎn)品能耗限額等級(jí)》(GB21340-2019)

五、平板玻璃行業(yè)節(jié)能降碳技術(shù)路徑及預(yù)期效果

（一）熔窯玻璃熔窯能耗占玻璃工廠總能耗的95%左右，熔窯的能量消耗主要有玻璃液生成熱，熔窯表面散熱、煙氣帶走熱量三部分。隨著窯爐結(jié)構(gòu)優(yōu)化、規(guī)模提高，優(yōu)質(zhì)玻璃生產(chǎn)線玻璃生成熱目前占比40%～52%，煙氣帶走熱量低于25%。要降低熔窯能耗，需要在四個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化。

典型平板玻璃熔窯熱平衡圖1．整體提高傳熱效率技術(shù)路徑：（1）采用先進(jìn)技術(shù)手段對(duì)窯爐整體結(jié)構(gòu)、材料進(jìn)行優(yōu)化，綜合技術(shù)措施效率最大化。（2）采用0#氧槍、富氧或全氧燃燒技術(shù)。通過(guò)富氧代替部分或全部空氣助燃風(fēng)，提高火焰燃燒溫度，增加火焰輻射效率，加強(qiáng)配合料的預(yù)熔、減少煙氣生成量，減少煙氣帶走熱量。（3）采用電助熔技術(shù)，利用高效率的電能代替部分火焰加熱，同時(shí)可減少煙氣生成量，減少煙氣帶走熱量。（4）采用多級(jí)池底臺(tái)階結(jié)構(gòu)，配合卡脖水包控制進(jìn)入成型和回流的玻璃液量，減少玻璃重復(fù)加熱。（5）采用單排或多排鼓泡，加強(qiáng)玻璃液的強(qiáng)制對(duì)流，提高玻璃液吸熱效率。

2．加強(qiáng)配合料系統(tǒng)研究，減少玻璃液生成熱技術(shù)路徑：（1）控制原料顆粒度及化學(xué)成分。原料顆粒大時(shí)會(huì)導(dǎo)致熔化困難，而過(guò)細(xì)的顆粒容易造成配合料飛揚(yáng)、結(jié)塊，導(dǎo)致配合料混合不均勻，原料化學(xué)成分穩(wěn)定及嚴(yán)格控制雜質(zhì)含量有利于配合料熔化。（2）采用配合料塊化、?；皖A(yù)熱技術(shù)，調(diào)整配合料配方，控制配合料的氣體率，調(diào)整玻璃體氧化物組成，開發(fā)低熔化溫度的料方，減少玻璃原料中碳酸鹽組成，降低熔化溫度，減少燃料的用量，降低二氧化碳排放。（3）配方優(yōu)化。在不影響玻璃性能的前提下，減少燃料用量。（4）適度增加熟料比例。每增加1%碎玻璃，可減少熔窯的能耗約5kcal/kg玻璃液。3．減少玻璃窯爐表面散熱量技術(shù)路徑：（1）加強(qiáng)全窯保溫及密封。采用新型梯度保溫材料對(duì)熔化部大碹、胸墻、山墻、小爐、蓄熱室進(jìn)行保溫。加強(qiáng)煙道保溫和密封，減少散熱和漏風(fēng)。增加熔化部池底保溫厚度、優(yōu)化設(shè)計(jì)池壁保溫，減少池壁暴露面。（2）加強(qiáng)冷卻部保溫。改變傳統(tǒng)冷卻部不保溫的方式，通過(guò)調(diào)整卡脖水包尺寸，增加冷卻部池壁、胸墻、大碹等部位的保溫，減少冷卻部表面散熱。（3）通過(guò)在熔化部大碹及胸墻等部位內(nèi)表面噴涂高溫紅外輻射涂料的方式，增加窯內(nèi)輻射效率，減少碹頂散熱。（4）投料口采用擋焰磚代替?zhèn)鹘y(tǒng)的水包，減少用水量及水帶走的熱量。（5）投料口設(shè)置密封罩，對(duì)投料口進(jìn)行全密封設(shè)計(jì)，減少投料口處散熱。4．提高余熱回收效率技術(shù)路徑：（1）通過(guò)提高格子體高度，減少格孔孔徑，優(yōu)化蓄熱室分隔方式等途徑增加格子體換熱面積，提高助燃空氣溫度，降低出蓄熱室煙氣溫度。（2）增加生產(chǎn)線余熱資源的計(jì)量設(shè)施，蒸汽量單獨(dú)計(jì)量。（3）鼓勵(lì)蒸汽優(yōu)先直接用于生產(chǎn)線設(shè)施，直接用于廠區(qū)生活、辦公區(qū)采暖或制冷。（4）加強(qiáng)煙道保溫、防水、防漏措施。

熔窯節(jié)能技術(shù)改造預(yù)期效果

（二）工藝優(yōu)化熔窯、錫槽，退火窯及公用工程的工藝控制，提高全廠工藝用能效率。技術(shù)路徑：（1）熔窯燃燒系統(tǒng)采用精確控制、小爐燃料量智能化分配、助燃風(fēng)-燃料量交叉限幅優(yōu)化控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)比例調(diào)節(jié)。設(shè)置在線氧量?jī)x，優(yōu)化燃料消耗，降低能耗。（2）采用先進(jìn)的噴槍系統(tǒng)，提高火焰燃燒效率。（3）窯爐控制系統(tǒng)能保持窯爐溫度、壓力、液面、泡界線等穩(wěn)定在最優(yōu)工況。（4）風(fēng)機(jī)、水泵類負(fù)載采用變頻控制，并采取節(jié)能自動(dòng)控制措施。（5）增加燃料熱值分析裝置，監(jiān)控燃料的品質(zhì)穩(wěn)定，提高熔窯燃燒控制的準(zhǔn)確性。（6）增加在線測(cè)氫裝置，監(jiān)測(cè)錫槽內(nèi)部微量氧，精確控制保護(hù)氣比例。（7）退火窯冷卻風(fēng)余熱利用，可引至熔窯助燃風(fēng)提高燃燒效率或用于生產(chǎn)蒸汽及廠區(qū)內(nèi)采暖。（8）利用余熱蒸汽直接拖動(dòng)氮站的原料空氣壓縮機(jī)或代替其它電動(dòng)機(jī)，提高整體效率及減少用電量。預(yù)期效果：通過(guò)優(yōu)化全廠工藝控制，預(yù)期可節(jié)能約3%，減少CO2排放0.6kg/重量箱玻璃。

（三）電氣自動(dòng)化技術(shù)路徑：（1）淘汰高耗能機(jī)電設(shè)備，空壓機(jī)、風(fēng)機(jī)、水泵選型符合有關(guān)節(jié)能規(guī)定。電動(dòng)機(jī)、變壓器等電氣設(shè)備采用高能效產(chǎn)品。接觸器、繼電器、電磁閥等元器件采用低功耗產(chǎn)品。（2）提高熔窯自動(dòng)化水平，窯溫、窯壓、液面等重要工藝參數(shù)自動(dòng)控制，全面監(jiān)測(cè)窯內(nèi)玻璃液和耐材溫度，對(duì)燃燒狀況大數(shù)據(jù)分析，進(jìn)行優(yōu)化控制。（3）優(yōu)化熔窯換向過(guò)程，協(xié)調(diào)控制助燃風(fēng)吹掃、煙道調(diào)節(jié)閘板動(dòng)作，縮短換向時(shí)間，換向過(guò)程工藝參數(shù)最小擾動(dòng)。（4）提高錫槽自動(dòng)化水平，錫槽玻璃板寬監(jiān)控?cái)?shù)字化，錫槽自動(dòng)化改板縮短改板時(shí)間。（5）退火窯控制系統(tǒng)應(yīng)能提供準(zhǔn)確、穩(wěn)定和易于調(diào)節(jié)的退火溫度曲線控制手段。在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，宜采用加熱量少的退火溫度作業(yè)制度和節(jié)能控制措施。（6）冷端采用優(yōu)化系統(tǒng)，可多訂單優(yōu)化切割。（7）車間照明采用高效LED燈，廠區(qū)可采用太陽(yáng)能蓄電池路燈；照明宜分區(qū)分組控制；照明功率密度應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范規(guī)定。（8）采取措施減少無(wú)功損耗，功率因數(shù)不低于0.95。宜采用高壓補(bǔ)償與低壓補(bǔ)償相結(jié)合，集中補(bǔ)償與就地補(bǔ)償相結(jié)合的無(wú)功補(bǔ)償方式。宜采用濾波方式抑制高次諧波，諧波限制符合電力部門有關(guān)規(guī)定。（9）能源計(jì)量滿足全廠和各子系統(tǒng)單獨(dú)計(jì)量考核要求。預(yù)期效果：可減少單位產(chǎn)品用電量約1kWh/重量箱玻璃，減少CO2排放0.58kg/重量箱玻璃。

（四）新能源替代技術(shù)技術(shù)路徑：利用平板玻璃企業(yè)的自然環(huán)境和地理位置，使用風(fēng)電、光電技術(shù)、風(fēng)光儲(chǔ)技術(shù)，吸收工業(yè)領(lǐng)域新能源技術(shù)探索經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)綠色能源技術(shù)途徑減少平板玻璃生產(chǎn)過(guò)程中的電力消耗，結(jié)合余熱發(fā)電，分布式發(fā)電等,提升企業(yè)能源“自給”能力，減少對(duì)化石能源及外部電力依賴，促進(jìn)平板玻璃生產(chǎn)的綠色能源低碳轉(zhuǎn)型。

（五）智能化工廠智能玻璃工廠是充分利用互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)和設(shè)備監(jiān)控技術(shù)現(xiàn)實(shí)工廠信息管理和服務(wù)，實(shí)時(shí)掌握產(chǎn)銷流程、提高生產(chǎn)過(guò)程可控性、消除信息孤島，實(shí)時(shí)精準(zhǔn)采集生產(chǎn)線各項(xiàng)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)玻璃工廠降本增效，節(jié)能減排，為企業(yè)提供生產(chǎn)計(jì)劃管理、生產(chǎn)調(diào)度管理、庫(kù)存管理、質(zhì)量管理等管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)資金流、物流、信息流的統(tǒng)一管理。推廣自動(dòng)化配料、熔窯、錫槽、退火窯三大熱工智能化控制，熔化成形數(shù)字仿真，冷端優(yōu)化控制、在線缺陷檢測(cè)、自動(dòng)堆垛鋪紙、自動(dòng)切割分片、智能倉(cāng)儲(chǔ)等數(shù)字化、智能化技術(shù)，推動(dòng)玻璃生產(chǎn)全流程智能化升級(jí)。1.生產(chǎn)管理與智能優(yōu)化技術(shù)路徑：融入指標(biāo)、績(jī)效、成本管理等先進(jìn)管理理念，通過(guò)生產(chǎn)日志、臺(tái)賬、報(bào)表等方式將人、機(jī)、料、法、環(huán)有效融合，通過(guò)DCS、PLC生產(chǎn)線數(shù)據(jù)采集，將生產(chǎn)管理全過(guò)程的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、分析，實(shí)時(shí)反饋生產(chǎn)訂單的產(chǎn)量、完成率、班組績(jī)效。有效提升玻璃生產(chǎn)數(shù)字化、智能化水平，提高企業(yè)整體管控水平。對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行智能優(yōu)化控制。在中央控制室對(duì)各子車間生產(chǎn)進(jìn)行智能化集中監(jiān)控和統(tǒng)一管理，在原料、水泵房、空壓站、油站等分車間實(shí)行就地?zé)o人化操控。2.設(shè)備管理技術(shù)路徑：以統(tǒng)一的資產(chǎn)編碼為紐帶，建立完善的設(shè)備臺(tái)賬；精確的設(shè)備分級(jí)分層管理、備品備件管理，建立標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備故障停機(jī)考核體系，提升設(shè)備綜合效率，降低對(duì)產(chǎn)能及品質(zhì)影響。3.安環(huán)管理技術(shù)路徑：安全管理模塊提供隱患排查與治理體系，推動(dòng)安全隱患治理，降低企業(yè)安全事故發(fā)生率。環(huán)保管理模塊可實(shí)現(xiàn)對(duì)排放數(shù)據(jù)、環(huán)?？刂圃O(shè)施運(yùn)行數(shù)據(jù)的耦合關(guān)系建模和參數(shù)調(diào)控，降低企業(yè)環(huán)保管理成本。4.能源管理技術(shù)路徑：采用能效管理系統(tǒng)是對(duì)燃料、電、水、蒸汽、壓縮空氣、氮?dú)錃獾饶茉吹膶?shí)時(shí)能耗數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析，找出企業(yè)管理、設(shè)備、工藝操作中的能源浪費(fèi)問(wèn)題；核算企業(yè)節(jié)能效果，明確企業(yè)節(jié)能方向，降低單位能耗成本，提高企業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)力。六、不同能耗水平玻璃企業(yè)技術(shù)改造提升建議本指南僅以試點(diǎn)企業(yè)提出碳減排技術(shù)方案，不同原燃料條件的平板玻璃企業(yè)根據(jù)其實(shí)際使用的工藝、設(shè)備進(jìn)行個(gè)性化的選擇，以達(dá)到最大化的節(jié)能降碳為目標(biāo)。各平板玻璃企業(yè)在實(shí)際實(shí)施中宜查漏補(bǔ)缺，補(bǔ)短板增強(qiáng)項(xiàng)，最終實(shí)現(xiàn)綜合能耗及碳排放的降低。本指南以GB21340—2019《平板玻璃單位產(chǎn)品能耗限額等級(jí)》中定義的1級(jí)、2級(jí)、3級(jí)能耗標(biāo)準(zhǔn)為碳減排技術(shù)應(yīng)用目標(biāo)。指南中所列舉的節(jié)能降碳技術(shù)方案為建議方案，平板玻璃企業(yè)在實(shí)際應(yīng)用中可根據(jù)具體情況選擇使用。以綜合能耗低于標(biāo)桿值，但優(yōu)于2級(jí)能耗，使其達(dá)到標(biāo)桿值水平，可采用如下技術(shù)措施。

（一）熔窯技改建議1.對(duì)熔化部大碹、胸墻、后山墻及小爐、蓄熱室采用低導(dǎo)熱率的新型梯度保溫措施，通過(guò)保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)計(jì)算不同保溫厚度方向的界面溫度，并選用相匹配的保溫材料，提高保溫材料壽命，降低保溫材料衰減速度。對(duì)煙道采用保溫棉加外包鋼板形式減少煙道散熱和漏風(fēng)。增加熔化部池底保溫厚度，優(yōu)化池壁保溫，減少池壁暴露面。2.采用多級(jí)臺(tái)階池底結(jié)構(gòu)，并配合適當(dāng)?shù)目ú彼鼔喝肷疃群?，?duì)冷卻部池壁、胸墻、前后山墻及大碹進(jìn)行保溫，減少冷卻部表面散熱。3.通過(guò)在熔化部大碹及胸墻等部位內(nèi)表面噴涂高溫紅外輻射涂料的方式，增加窯內(nèi)輻射效率，減少碹頂散熱。4.熱點(diǎn)附近設(shè)置單排或多排鼓泡，進(jìn)一步加強(qiáng)玻璃液的對(duì)流吸熱效率。5.優(yōu)化蓄熱室分隔方式，減少格子體孔徑，增加格子體體積，提高蓄熱室換熱效率。6.投料口采用擋焰磚＋密封罩形式，加強(qiáng)投料口密封。7.適當(dāng)增加碎玻璃比例，可減少玻璃液生成熱，降低熔化溫度，每增加5%碎玻璃比例，可節(jié)能約1%。8.采用富氧代替部分空氣助燃風(fēng)，提高火焰燃燒效率。富氧代替比例10%～20%，可節(jié)能約2%～5%。9.設(shè)置池底電助熔系統(tǒng)，對(duì)于600噸/天熔窯，若安裝電助熔功率3000kW，使用綠電可代替約20%燃料，節(jié)能約5%。

（二）工藝技改建議1.設(shè)置在線氧量?jī)x，優(yōu)化燃料消耗，降低能耗。2.風(fēng)機(jī)、水泵類負(fù)載采用高效節(jié)能變頻電機(jī)，并采取節(jié)能自動(dòng)控制措施。3.池壁冷卻風(fēng)風(fēng)嘴設(shè)導(dǎo)風(fēng)板，避免冷風(fēng)吹入窯內(nèi)。4.各種物料輸送均采用高效、節(jié)能、低耗的工藝設(shè)備，以便最大限度地節(jié)省電耗。5.投料機(jī)采用料壟分隔裝置，使配合料橫向和縱向成壟，增加配合料吸熱表面積，提高火焰輻射效率。6.除塵風(fēng)機(jī)電機(jī)不滿足能效要求的均更換或新增除塵設(shè)備。

（三）電氣自動(dòng)化技改建議1.淘汰高耗能機(jī)電設(shè)備，空壓機(jī)、風(fēng)機(jī)、水泵選型符合有關(guān)節(jié)能規(guī)定。電動(dòng)機(jī)、變壓器等電氣設(shè)備采用高能效產(chǎn)品。接觸器、繼電器、電磁閥等元器件采用低功耗產(chǎn)品。2.熔窯燃燒系統(tǒng)采用精確控制、小爐燃料量智能化分配、助燃風(fēng)與燃料量交叉限幅優(yōu)化控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)比例調(diào)節(jié)。3.退火窯控制系統(tǒng)應(yīng)能提供準(zhǔn)確、穩(wěn)定和易于調(diào)節(jié)的退火溫度曲線控制手段。在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，采用加熱量少的退火溫度作業(yè)制度和節(jié)能控制措施。4.車間照明宜采用高效LED燈，廠區(qū)可采用太陽(yáng)能蓄電池路燈。5.冷端采用優(yōu)化系統(tǒng)，可多訂單優(yōu)化切割，可提高成品率從而降低單位產(chǎn)品綜合能耗。6.采取措施減少無(wú)功損耗，功率因數(shù)不低于