平板玻璃行業(yè)清潔生產(chǎn)審核實(shí)例分析

陳相宇 孫蕊 康磊 陳瑞 劉文蓉

（1天津耀皮玻璃有限公司 天津 300271 2天津市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院 天津 300191 3天津市聯(lián)合環(huán)保工程設(shè)計(jì)有限公司 天津 300191）

我國(guó)玻璃工業(yè)經(jīng)過(guò)改革開(kāi)放以來(lái)的跨越式發(fā)展，目前已經(jīng)成為世界上生產(chǎn)規(guī)模最大的平板玻璃生產(chǎn)國(guó)[1]。浮法技術(shù)主導(dǎo)了我國(guó)平板玻璃的發(fā)展，總產(chǎn)量占84%以上，其中優(yōu)質(zhì)浮法玻璃約占29%以上。截至2010年，我國(guó)采用浮法工藝的平板玻璃生產(chǎn)線200多條，其中全部或主要采用中國(guó)浮法技術(shù)的生產(chǎn)線近170條。已簡(jiǎn)稱的這些生產(chǎn)線中，單線熔化能力＜450t/d的占38.9%，≥600t/d的占30%，≥700t/d的占11.1%.。在平板玻璃產(chǎn)量快速增長(zhǎng)的同時(shí)，新品種不斷增加，先后出現(xiàn)了超薄玻璃（0.55mm~1.3mm）、超厚玻璃（15mm~25mm）、在線鍍膜玻璃（陽(yáng)光膜和Low-C膜）以及自潔、超白、本體著色、微晶、防火玻璃等新品種，并利用國(guó)產(chǎn)技術(shù)建成900t/d~1050t/d大型生產(chǎn)線。

平板玻璃行業(yè)屬于資源、能源消耗型產(chǎn)業(yè)，存在一定污染。隨著近幾年的發(fā)展，平板玻璃行業(yè)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但仍然依賴于加大資源和人力投入來(lái)進(jìn)行發(fā)展。

平板玻璃行業(yè)是能源和資源密集型行業(yè)，生產(chǎn)玻璃要耗用大量的能源和多種原輔材料，同時(shí)在平板玻璃過(guò)程中一次成品合格率低會(huì)造成生產(chǎn)成本的增加，既浪費(fèi)資源又損失了大量的能源，故在平板玻璃行業(yè)內(nèi)，產(chǎn)品合格率及能源消耗一直以來(lái)都是平板玻璃行業(yè)的關(guān)注焦點(diǎn)，本次審核選擇平板玻璃生產(chǎn)線（重點(diǎn)關(guān)注全廠的能源、水消耗）為審核重點(diǎn)，在資源能源利用方面進(jìn)行清潔生產(chǎn)潛力分析。

1 企業(yè)案例

在平板玻璃行業(yè)內(nèi)，產(chǎn)品合格率及能源消耗一直以來(lái)都是平板玻璃行業(yè)的關(guān)注焦點(diǎn)，在企業(yè)的尺度范圍內(nèi)實(shí)施清潔生產(chǎn)，通過(guò)提高產(chǎn)品質(zhì)量、減低或利用廢棄物、提高原材料利用率和降低能源消耗等措施，能夠有效幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。本文通過(guò)結(jié)合天津耀皮玻璃有限公司企業(yè)實(shí)例，對(duì)平板玻璃行業(yè)實(shí)施清潔生產(chǎn)評(píng)價(jià)的步驟及特點(diǎn)予以介紹。

1.1 生產(chǎn)企業(yè)概況

天津耀皮玻璃有限公司在生產(chǎn)的生產(chǎn)線為一條日熔化量550t/d的浮法玻璃生產(chǎn)線，年產(chǎn)玻璃14萬(wàn)t。產(chǎn)品主要為厚度2mm～19mm的透明浮法玻璃和2mm～8mm的多種顏色本體著色玻璃。該企業(yè)采用采用日本板硝子株式會(huì)社（簡(jiǎn)稱NSG）先進(jìn)的浮法玻璃制造技術(shù)，以及國(guó)際先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備，機(jī)械化、自動(dòng)化水平較高,為汽車、飛機(jī)、船舶、鍍膜、幕墻、中空、建筑等行業(yè)提供最優(yōu)質(zhì)的基材。

1.2 企業(yè)生產(chǎn)水平及存在的問(wèn)題

通過(guò)對(duì)全廠的調(diào)查分析可知，公司現(xiàn)建有兩條浮法玻璃生產(chǎn)線，審核期內(nèi)僅有一條生產(chǎn)線在生產(chǎn)，另外一條在試運(yùn)行階段。整個(gè)生產(chǎn)工藝自動(dòng)化程度較高，原料制備、熔化、錫槽成形、退火和成品切裝等過(guò)程都是自動(dòng)化完成；爐窯采用英國(guó)皮爾金頓技術(shù)、日本板硝子技術(shù)；能源使用方面，采用清潔能源天然氣為窯爐能源，與采用傳統(tǒng)的燃料相比，減少了環(huán)境污染。

然而，通過(guò)核查發(fā)現(xiàn)，該企業(yè)浮法生產(chǎn)線的多項(xiàng)指標(biāo)雖然達(dá)到了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，但由于生產(chǎn)技術(shù)中存在一系列問(wèn)題，使得這條生產(chǎn)線的清潔生產(chǎn)現(xiàn)狀仍有改進(jìn)的空間，見(jiàn)表1。

表1 天津耀皮玻璃生產(chǎn)線實(shí)際情況與平板玻璃行業(yè)清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)的對(duì)比

從表1中可以看出其中41.3%達(dá)到一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)；13.8%達(dá)到二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)；37.9%達(dá)到三級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)。綜合考慮本項(xiàng)目符合清潔生產(chǎn)二級(jí)水平，以達(dá)到國(guó)內(nèi)清潔生產(chǎn)先進(jìn)水平。

從表1的對(duì)標(biāo)結(jié)果還可以看出玻璃熔窯的氧氣燃燒技術(shù)、玻璃熔窯低溫余熱發(fā)電技術(shù)兩項(xiàng)指標(biāo)未達(dá)標(biāo)，這主要是由于生產(chǎn)工藝及設(shè)計(jì)要求尚未能滿足兩項(xiàng)新技術(shù)的實(shí)施條件造成的。電耗未能達(dá)標(biāo)，需要進(jìn)一步分析清潔生產(chǎn)改進(jìn)潛力。在現(xiàn)狀調(diào)查及現(xiàn)場(chǎng)考察過(guò)程中發(fā)現(xiàn)用水不合理，用水管理不完善的環(huán)節(jié)，公司水消耗仍有較大的改進(jìn)潛力。

由以上分析可以看出，該企業(yè)的生產(chǎn)線由于投入運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，存在耗能較高等缺點(diǎn)，選擇平板玻璃生產(chǎn)線（重點(diǎn)關(guān)注全廠的能源、水消耗）為審核重點(diǎn)，在資源能源利用方面進(jìn)行清潔生產(chǎn)潛力分析。

2 清潔生產(chǎn)評(píng)估

通過(guò)查看企業(yè)的物料平衡、熱平衡、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以及結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)活動(dòng)中存在的問(wèn)題，分析出其損失主要包括：質(zhì)量損失、清邊損失、窯爐、錫槽和退火損失、設(shè)備損失等等。（生料消耗中有一部分為廢料消耗，因此計(jì)算統(tǒng)計(jì)上不能達(dá)到完全準(zhǔn)確。）

通過(guò)物料平衡分析，可以看出提高玻璃收得率跟以下幾方面有關(guān)：（1）熔化環(huán)節(jié)的損失原因包括：排產(chǎn)不合理頻繁的換色會(huì)造成損失；投料不精準(zhǔn)，尤其是硅質(zhì)原料粒度范圍控制不好，會(huì)影響玻璃的融化速度和熔化質(zhì)量，容易引起玻璃熔化的不穩(wěn)定，同樣，玻璃原料的污染，含有金屬雜質(zhì)等，均會(huì)造成玻璃質(zhì)量不合格玻璃質(zhì)量不合格作廢而爆碎或者降級(jí)出售。（2）成型環(huán)節(jié)的損失原因包括：玻璃成型過(guò)程中會(huì)有清邊操作，操作不合理或者設(shè)備的故障都會(huì)造成清邊量大玻璃損失量多；錫槽厚度不均。

從對(duì)天然氣的分析可以看出，平板玻璃生產(chǎn)過(guò)程中最大耗能環(huán)節(jié)為玻璃爐窯，通常爐窯的散熱量一般占總熱耗的30%，爐窯各部位的脹縫是在烤窯完畢后需要進(jìn)行密封處理，如果密封效果不好，一方面會(huì)通過(guò)這些縫隙散發(fā)出大量熱能，另一方面也會(huì)從池壁與胸墻間、煙道、蓄熱室等縫隙中吸入大量外界冷空氣，造成燃料的浪費(fèi)。熔窯的密封包括：窯體脹縫的密封、蓄熱室的密封、煙道的密封、操作孔的密封等，特別重要的是投料口、胸墻與池壁之間、蓄熱室及煙道、各種觀察孔的密封。目前玻璃生產(chǎn)線上，為了保護(hù)爐墻、控制工藝溫度等，采用冷卻風(fēng)機(jī)、循環(huán)冷卻水進(jìn)行降溫；澄清、退火、加熱等工序設(shè)置電加熱設(shè)備進(jìn)行加熱，從而導(dǎo)致能源利用率降低。爐窯燃燒天然氣產(chǎn)生爐窯煙氣，目前煙氣的余熱尚未得到充分利用。煙氣余熱由兩臺(tái)余熱鍋爐產(chǎn)蒸汽，主要是用于冬季采暖和管路伴熱、洗滌熱水及外供給其他單位使用，在夏季消耗量小大部分被浪費(fèi)，像伴熱帶目前采用的是電加熱，電能消耗大，可以考慮采用蒸汽伴熱。錫槽成型部分使用天然氣，錫槽的結(jié)構(gòu)密封效果不好，也造成耗氣量較大。

3 清潔生產(chǎn)方案

3.1 清潔生產(chǎn)方案的提出

通過(guò)對(duì)車間的深入現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查以及對(duì)各種平衡進(jìn)行評(píng)估分析，審核小組發(fā)現(xiàn)了一些降低原材料、資源能源消耗、提高產(chǎn)品質(zhì)量，充分回收利用各種資源的清潔生產(chǎn)機(jī)會(huì)，據(jù)此提出清潔生產(chǎn)方案，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮Y選。最后確定整個(gè)審核過(guò)程共產(chǎn)生24個(gè)無(wú)/低費(fèi)方案，已經(jīng)全部實(shí)施，評(píng)估過(guò)程中產(chǎn)生的12個(gè)中高費(fèi)方案，已實(shí)施的10個(gè)，正在實(shí)施2個(gè)。正在實(shí)施的兩個(gè)清潔生產(chǎn)方案分別為節(jié)電工程綜合方案和余熱利用方案。

本輪清潔生產(chǎn)審核已實(shí)施的無(wú)/低費(fèi)方案投資7.8萬(wàn)元，節(jié)水991t/a，節(jié)約能源1‰約為44.9tce/a，減少耐火材料消耗1t/a，減少固體廢物約17.2t/a，減少錫耗約500kg/a，減少碎玻璃約10t/a，年經(jīng)濟(jì)效益125.173萬(wàn)元。

已經(jīng)實(shí)施的中/高費(fèi)方案投資3271.37萬(wàn)元，節(jié)約能源7.25tcet/重量箱，減少玻璃熔化能耗約580kJ/kg玻璃液，減少新水損耗18.5萬(wàn)m3/a，提高產(chǎn)品一次成品合格率8%，減少?gòu)U水產(chǎn)生量約2.5萬(wàn)m3/a，年經(jīng)濟(jì)效益2429.886萬(wàn)元。

正在實(shí)施的中/高費(fèi)方案投資1260.63萬(wàn)元，年節(jié)電340.734萬(wàn)kW·h，年經(jīng)濟(jì)效益551.68萬(wàn)元。

3.2 清潔生產(chǎn)效果分析

耀皮玻璃有限公司在實(shí)行清潔生產(chǎn)后，其各項(xiàng)指標(biāo)都得到了提升，去的了顯著的環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益；企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中各種資源得到了充分的回收利用，生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的不合格品回爐重?zé)?，完善工藝及采取新的技術(shù)措施使得固體廢物的生產(chǎn)量得到削減，節(jié)約了電的消耗量，基本實(shí)現(xiàn)了“節(jié)能、降耗、減污、增效”的目的。表2為方案實(shí)施前后各項(xiàng)清潔生產(chǎn)指標(biāo)對(duì)比。

表2 預(yù)計(jì)完成中高費(fèi)方案后實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)目標(biāo)情況

4 結(jié)語(yǔ)

清潔生產(chǎn)是現(xiàn)階段在企業(yè)層次推行循環(huán)經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)實(shí)而理性的選擇。通過(guò)清潔生產(chǎn)審核成功在本單位的推行與實(shí)施，實(shí)現(xiàn)了清潔生產(chǎn)“節(jié)能、降耗、減污、增效”的目的，證明了在新型現(xiàn)代玻璃行業(yè)推行清潔生產(chǎn)同樣可以取得明顯成效，是可行的。玻璃行業(yè)由于其自身的高能耗高污染的特點(diǎn)，更有必要定期進(jìn)行清潔生產(chǎn)工作以實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。故玻璃生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)大力推廣、研究、開(kāi)發(fā)清潔生產(chǎn)技術(shù)，進(jìn)一步持續(xù)并深入開(kāi)展清潔生產(chǎn)工作，節(jié)能降耗，優(yōu)化過(guò)程控制等，從源頭上減少各項(xiàng)污染物的排放，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的“雙贏”。

[1]張景燾,張佰恒.中國(guó)平板玻璃工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、未來(lái)走勢(shì)及對(duì)策[J].玻璃.2004(5):10-20.

[2]國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局科技標(biāo)準(zhǔn)司[S].清潔生產(chǎn)升級(jí)培訓(xùn)教材.