本實用新型涉及一種焦?fàn)t上升管荒煤氣余熱回收熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。
背景技術(shù):
煉焦工業(yè)是重要的能源生產(chǎn)部門,并且煉焦過程產(chǎn)生大量余熱資源,高溫余熱(紅焦顯熱,950-1050℃)約占37%,中溫余熱(荒煤氣顯熱,750-800℃)占36%,低溫余熱(煙道廢氣顯熱,150-230℃)占17%,剩余的10%為焦?fàn)t爐體散熱損失。就焦?fàn)t產(chǎn)物帶出熱量而言,荒煤氣顯熱位居第二位,具有極高的回收利用價值。目前焦化行業(yè)對荒煤氣顯熱的處理的傳統(tǒng)方式為,通過噴灑大量的70-75℃的循環(huán)氨水降低荒煤氣溫度后,進(jìn)入煤氣初冷器,再由循環(huán)冷卻水進(jìn)一步降低至20℃左右,進(jìn)入下一步化產(chǎn)回收工藝。其中,焦?fàn)t上升管荒煤氣的中溫余熱未被合理的回收利用,造成該系統(tǒng)能耗大、環(huán)境污染嚴(yán)重、生產(chǎn)成本相對較高。針對荒煤氣的顯熱資源,從20世紀(jì)70年代開始,國內(nèi)開始余熱回收技術(shù)和設(shè)備的開發(fā),至今仍處于研發(fā)階段,尚未形成技術(shù)成熟、系統(tǒng)可靠、經(jīng)濟可行的規(guī)?;こ虘?yīng)用。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
針對上述問題,本實用新型提供一種充分、高效回收荒煤氣余熱的焦?fàn)t上升管荒煤氣余熱回收熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。
為達(dá)到上述目的,本實用新型焦?fàn)t上升管荒煤氣余熱回收熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng),主要包括上升管換熱蒸發(fā)子系統(tǒng),汽輪發(fā)電子系統(tǒng),所述的上升管換熱蒸發(fā)子系統(tǒng)主要由若干根上升管換熱器組成的上升管蒸發(fā)器組成,所述上升管換熱器的換熱介質(zhì)出口與上升管聯(lián)箱的換熱介質(zhì)入口連通,所述上升管換熱器的換熱介質(zhì)入口與下降管聯(lián)箱的換熱介質(zhì)出口連通;
所述上升管聯(lián)箱的換熱介質(zhì)出口與汽包的換熱介質(zhì)入口連通,所述下降管聯(lián)箱的換熱介質(zhì)入口與汽包的換熱介質(zhì)出口連通,
所述汽包的工作介質(zhì)出口與汽輪機的工作介質(zhì)入口連通,所述汽輪機的工作介質(zhì)出口與用戶蒸汽管網(wǎng)連通;所述汽輪機的輸出軸與發(fā)電機的輸入軸傳動連接;
其中,所述上升管換熱器為套管式換熱器,所述的汽輪機為背壓式汽輪機。
進(jìn)一步地,所述汽包的工作介質(zhì)出口通過旁路管道與所述用戶蒸汽管網(wǎng)連通,所述旁路管道與所述汽輪機的并聯(lián);
所述汽輪機的工作介質(zhì)入口管道和工作介質(zhì)出口管道上均設(shè)置有閥門,所述旁路管道上設(shè)置有閥門。
進(jìn)一步地,所述汽包的介質(zhì)補充入口與除氧器的除氧水箱連通,所述除氧器的除氧頭與除鹽水箱連通。
進(jìn)一步地,所述汽輪機的工作介質(zhì)出口還與所述除氧器的除氧頭連通。
進(jìn)一步地,用于連通所述汽包和汽輪機的管道上設(shè)置有汽水分離器,所述汽水分離器的底部與排污擴容器連通,
所述汽包的排污口與所述排污擴容器連通。
進(jìn)一步地,所述上升管換熱器的內(nèi)壁上涂覆有防結(jié)焦涂層。
本實用新型采用套管式換熱器,能夠承受較高的壓力,因此,能夠?qū)a(chǎn)生的蒸汽的壓力提高到用于汽輪機發(fā)電的壓力,從而能夠產(chǎn)生更高壓力的飽和蒸汽(1.27MPa以上),采用上升管聯(lián)箱和下降管聯(lián)箱將若干上升管換熱器進(jìn)行聯(lián)用,通過背壓式汽輪發(fā)電機組進(jìn)行發(fā)電,汽輪發(fā)電機組排出的蒸汽在輸送至用戶蒸汽管網(wǎng),實現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)。在本實用新型的焦?fàn)t上升管荒煤氣余熱回收熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中,先采用高品質(zhì)的蒸汽在汽輪發(fā)電機組中進(jìn)行做功,然后再采用低品質(zhì)的蒸汽滿足用戶的采暖需求或其他需求,實現(xiàn)了荒煤氣余熱的梯級回收利用。
附圖說明
圖1為本實用新型的實施例1的焦?fàn)t上升管荒煤氣余熱回收熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖。
圖中,1-上升管換熱器,2-下降管聯(lián)箱,3-上升管聯(lián)箱,4-循環(huán)水泵,5-汽包,6-三通閥,7-汽水分離器,8-汽輪機,9-發(fā)電機,10-熱力除氧器,11-給水泵,12-除鹽水泵,13-除鹽水箱,14-排污擴容器,V1~V15為各類閥門。
具體實施方式
下面結(jié)合說明書附圖對本實用新型做進(jìn)一步的描述。
如附圖1所示,本實施例提供一種焦?fàn)t上升管荒煤氣余熱回收熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng),包括上升管換熱蒸發(fā)子系統(tǒng),汽輪發(fā)電子系統(tǒng),補給水除氧子系統(tǒng)及排污子系統(tǒng)。所述的上升管換熱蒸發(fā)子系統(tǒng)主要由若干根上升管換熱器1組成的上升管蒸發(fā)器、下降管聯(lián)箱2、上升管聯(lián)箱3、循環(huán)水泵4以及汽包5組成,上升管換熱器采用套管式換熱器,汽包5通過下降管道和閥門V1與循環(huán)水泵4入口相連,循環(huán)水泵4出口通過下降管道及閥門V2與下降管聯(lián)箱2入口相連,下降管聯(lián)箱2出口管道分別通過閥門V3、V4與各自獨立的下降管道與上升管換熱器1的入口相連;上升管換熱器1的出口分別通過上升管道及閥門V5、V6與上升管聯(lián)箱3入口連接,上升管聯(lián)箱3出口通過上升管道及閥門V7與汽包5入口相連;所述的汽輪發(fā)電子系統(tǒng)由汽輪機8、發(fā)電機9、汽水分離器7組成,汽輪機8通過聯(lián)軸器與發(fā)電機9相連,汽包5飽和蒸汽出口通過蒸汽管道和三通閥6入口相連,三通閥6的一個出口與汽水分離器7蒸汽入口相連,汽水分離器7蒸汽出口通過管道及閥門V8與汽輪機8主汽門相連,汽輪機8蒸汽出口通過管道及閥門V11與用戶蒸汽管網(wǎng)入口相連接,汽包5飽和蒸汽旁路通過三通閥6的另一出口與閥門V10與汽輪機8出口相連接;所述的補給水除氧子系統(tǒng)由熱力除氧器10、給水泵11、除鹽水箱13和除鹽水泵12組成,汽輪機8蒸汽出口通過管道及閥門V12與熱力除氧器10除氧頭蒸汽入口相連;除鹽水箱13出口通過管道與除鹽水泵12入口相連,除鹽水泵12出口通過管道及閥門V15與熱力除氧器10除氧頭補給水入口相連接,熱力除氧器10水箱出口與給水泵11入口相連,給水泵11出口通過閥門V13與汽包5入口相連接;所述的排污子系統(tǒng)由排污擴容器14組成,汽包5排污出口通過管道及閥門V14與排污擴容器14入口相連,汽水分離器7疏水出口通過閥門V9與排污擴容器14入口連接,排污擴容器14出口與疏水外排口相連接。
具體工藝流程為,補給除鹽水由除鹽水泵12送入除氧器10除氧后,再由給水泵11送入汽包5中;在汽包5中預(yù)熱后的給水通過下降管和循環(huán)水泵4送至下降管聯(lián)箱2,再通過下降管聯(lián)箱2分配至各荒煤氣上升管換熱蒸發(fā)器單元中的外夾套中,與換熱蒸發(fā)器內(nèi)套管內(nèi)的荒煤氣逆流換熱后,匯入上升管聯(lián)箱3,再由上升管送入汽包5中;汽包5產(chǎn)生的飽和蒸汽,通過汽水分離器7后送至背壓式汽輪發(fā)電機9組做功發(fā)電;完成做功后的背壓蒸汽從汽輪機8出口分為兩路,大部分蒸汽通過經(jīng)調(diào)壓后送至用戶蒸汽管網(wǎng),另外少部分蒸汽經(jīng)壓力調(diào)整后進(jìn)入熱力除氧器10,如此則形成了荒煤氣余熱回收熱電聯(lián)產(chǎn)的熱力循環(huán)過程。同時在汽包5飽和蒸汽出口與汽輪機8背壓出口之間還設(shè)有蒸汽旁路,在汽輪發(fā)電機9組退出熱力循環(huán)時,不影響上游焦化生產(chǎn)和下游化產(chǎn)生產(chǎn)工序,實現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定與可靠。
本實施例提出的焦?fàn)t上升管荒煤氣余熱回收熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng),利用新型設(shè)計的套管式上升管換熱蒸發(fā)器,產(chǎn)生的飽和蒸汽,通過背壓式汽輪發(fā)電機9組做功發(fā)電后,進(jìn)入用戶蒸汽管網(wǎng),實現(xiàn)焦?fàn)t上升管荒煤氣余熱的有效回收及能量梯級利用。通過焦?fàn)t上升管換熱器1可以使荒煤氣溫度從700℃降低到約580℃左右進(jìn)入下一步煤氣凈化工序,減少用于荒煤氣降溫的氨水用量,減少焦?fàn)t荒煤氣凈化工藝過程中的二次污染物排放,為焦化企業(yè)創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟效率與環(huán)境效益。
本實用新型采用套管式換熱器,能夠承受較高的壓力,因此,能夠?qū)a(chǎn)生的蒸汽的壓力提高到用于汽輪機發(fā)電的壓力,從而能夠產(chǎn)生更高壓力的飽和蒸汽(1.27MPa以上),采用上升管聯(lián)箱和下降管聯(lián)箱將若干上升管換熱器進(jìn)行聯(lián)用,通過背壓式汽輪發(fā)電機組進(jìn)行發(fā)電,汽輪機組排出的蒸汽在輸送至用戶蒸汽管網(wǎng),實現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)。在本實用新型的焦?fàn)t上升管荒煤氣余熱回收熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中,先采用高品質(zhì)的蒸汽在汽輪發(fā)電機組中進(jìn)行做功,然后再采用低品質(zhì)的蒸汽滿足用戶的采暖需求或其他需求,實現(xiàn)了荒煤氣余熱的梯級回收利用。
以上,僅為本實用新型的較佳實施例,但本實用新型的保護(hù)范圍并不局限于此,任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi),可輕易想到的變化或替換,都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此,本實用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求所界定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。