荒煤氣與干熄焦余熱發電聯合循環技術的制作方法

本發明涉及工業節能技術，具體是荒煤氣與干熄焦余熱發電聯合循環技術。

技術背景

在節能減排推動下，現行的焦爐行業，干熄焦余熱發電工藝已基普及，并且是焦化產業的主要熱電聯產平臺，既承擔著焦化生產的自身熱電供給，也擔負著焦化生產的對外清潔熱電輸出及平衡。

然而，作為焦爐副產品的荒煤氣，由焦爐炭化室輸入上升管時溫度高達700℃，上升管輸出時噴灑大量70～75℃氨水并汽化吸熱，使荒煤氣溫度降至80～85℃，再進入后序煤化工產品的回收加工。這樣，既存在氨水和水資源的過度消耗，更造成了荒煤氣熱能的嚴重浪費。

焦爐生產熱平衡得知：焦爐炭化室推出的950℃～1050℃紅焦帶出的顯熱占焦爐支出熱的37％；650℃～750℃焦爐荒煤氣帶出熱占焦爐支出熱的36％；180℃～230℃焦爐煙道廢氣帶出熱占焦爐支出熱的16％；爐體表面熱損失占焦爐支出熱的11％。在占焦爐支出熱最多的前兩項中，對焦炭帶出的顯熱已有成熟的干熄焦裝置回收并發電，而對焦化荒煤氣帶出的顯熱時至今日仍未進入工業化利用。

國內外焦化行業針對焦爐荒煤氣余熱利用，已有較長時間的技術摸索和形式多樣的工程實踐，但結果是雖有成績卻投入大產出低；分析原因得知：長期以來，雖然對焦爐荒煤氣余熱利用所使用的工藝及技術五花八門，但共同點是均為低溫低壓工藝參數的低效余熱利用，即水蒸汽參數壓力＜1.6mpa、溫度＜200℃，荒煤氣輸入平均溫度約700℃、輸出平均溫度約520℃。

焦爐荒煤氣成份，除煤氣物質組成外，主要還有高溫蒸發形成的液固性氣體物質，以及大量煤塵與焦粉雜質；其主要冷卻凝結物質的含量：水蒸汽較多、焦油蒸汽80-120克/標立方、粗笨蒸汽30-35克/標立方、萘蒸汽6克/標立方、硫化氫蒸汽0.5-1.5克/標立方。

煤焦油標態沸點380℃并具有粘性，焦爐荒煤氣遇冷，煤焦油蒸汽則在上升管及其換熱管束表面凝結，并粘煤塵及焦粉等其他物質結焦垢并轉化為積炭。這是造成上升管及其換熱管束積炭阻塞的主要原因。

以上總結得知，焦爐荒煤氣余熱利用須解決的主要問題是：其一彌補缺乏工質低溫預熱短板，其二優化高中參數工藝技術及窮力提高上升管換熱管束壁溫，為焦爐荒煤氣余熱高效利用的正確途徑。

因此，如何立足焦化生產設施，優化干熄焦余熱發電工藝設備，創新焦爐荒煤氣余熱利用新工藝、新技術，充分提高余熱利用率，是本發明的研究目標。

技術實現要素：

本發明的思想是：取干熄焦高中參數余熱鍋爐熱水，補充上升管換熱器系飽和汽水循環，使上升管換熱器系管束外部壁溫設法提升并盡力接近煤焦油沸點溫度，以防止上升管換熱器系管束結焦垢阻塞及保證荒煤氣流通，并將上升管換熱器系所產生的高中參數過熱蒸汽返供干熄焦余熱發電系統使用。這樣，荒煤氣和干熄焦余熱發電系統聯合循環，目的是提高焦爐荒煤氣溫度利用區間及余熱綜合利用率，實現荒煤氣余熱利用高參數、高效率、少占地及低投入。

本發明的荒煤氣與干熄焦余熱發電聯合循環技術，主要特征是：由干熄焦余熱鍋爐、干熄焦余熱鍋爐給水管、干熄焦余熱鍋爐熱水管、干熄焦余熱鍋爐汽包、上升管蒸發系熱水管、上升管蒸發系汽包、下降熱水管、上升管蒸發器系、上升汽水管、飽和蒸汽管、上升管過熱器系、上升管系統過熱蒸汽管、干熄焦余熱鍋爐過熱蒸汽管、過熱汽蒸汽母管、熱電聯產汽輪發電機組、除氧器及鍋爐水泵系等構成；所述的干熄焦余熱鍋爐給水管輸出端與干熄焦余熱鍋爐給水輸入端連接；所述的干熄焦余熱鍋爐熱水輸出端與干熄焦余熱鍋爐熱水管輸入端連接；所述的干熄焦余熱鍋爐熱水管輸出端與干熄焦余熱鍋爐汽包熱水輸入端連接；所述的干熄焦余熱鍋爐熱水管另一輸出端與上升管蒸發系熱水管輸入端連接；所述的上升管蒸發系熱水管輸出端與上升管蒸發系汽包熱水輸入端連接；所述的上升管蒸發系汽包熱水輸出端與下降熱水管輸入端連接，所述的下降熱水管輸出端與上升管蒸發器系熱水輸入端連接；所述的上升管蒸發器系汽水輸出端與上升汽水管輸入端連接；所述的上升汽水管輸出端與上升管蒸發器系汽包汽水輸入端連接；所述的上升管蒸發器系汽包蒸汽輸出端與飽和蒸汽管輸入端連接；所述的飽和蒸汽管輸出端與上升管過熱器系飽和蒸汽輸入端連接；所述的上升管過熱器系過熱蒸汽輸出端與上升管系統過熱蒸汽管輸入端連接；所述的上升管系統過熱蒸汽管輸出端和干熄焦余熱鍋爐過蒸熱汽管輸出端都與過熱蒸汽母管輸入端連接；所述的過熱蒸汽母管輸出端與熱電聯產汽輪發電機組蒸汽輸入端連接；所述的熱電聯產汽輪發電機組凝結水輸出端與除氧器及鍋爐水泵系輸入端連接；所述的除氧器及鍋爐水泵系輸出端與干熄焦余熱鍋爐給水管輸入端連接。

進一步的是，所述的干熄焦余熱鍋爐或者是其他高中參數蒸汽鍋爐。

進一步的是，所述的干熄焦余熱鍋爐汽包或者是其他高中參數蒸汽鍋爐的汽包。

進一步的是，所述的干熄焦余熱鍋爐熱水導管或者是其他高中參數蒸汽鍋爐的熱水管。

進一步的是，所述的干熄焦余熱鍋爐過熱蒸汽管或者是其他高中參數蒸汽鍋爐的過熱蒸汽管。

進一步的是，所述的下降熱水管較長或者設置水動力裝置作為循環動力補充。

進一步的是，所述的熱電聯產汽輪發電機組或者是冷凝型汽輪發電機組。

本發明的有益效果是：充分利用干熄焦余熱發電設備及設施，發展焦爐荒煤氣高效余熱利用新工藝及新技術，實現荒煤氣余熱利用高參數、高能效、低消耗及低投入目標。

附圖說明：

圖1本發明的示意圖；

其中：干熄焦余熱鍋爐1、干熄焦余熱鍋爐給水管2、干熄焦余熱鍋爐熱水管3、干熄焦余熱鍋爐汽包4、上升管蒸發系熱水管5、上升管蒸發系汽包6、下降熱水管7、上升管蒸發器系8、上升汽水管9、飽和蒸汽管10、上升管過熱器系11、上升管系統過熱蒸汽管12、干熄焦余熱鍋爐過熱蒸汽管13、過熱汽蒸汽母管14、熱電聯產汽輪發電機組15、除氧器及鍋爐水泵系16。

具體實施方式：

下面結合圖1對本發明做進一步分析；

如圖1所示，本發明的荒煤氣與干熄焦余熱發電聯合循環技術，主要由干熄焦余熱鍋爐1、干熄焦余熱鍋爐給水管2、干熄焦余熱鍋爐熱水管3、干熄焦余熱鍋爐汽包4、上升管蒸發系熱水管5、上升管蒸發系汽包6、下降熱水管7、上升管蒸發器系8、上升汽水管9、飽和蒸汽管10、上升管過熱器系11、上升管系統過熱蒸汽管12、干熄焦余熱鍋爐過熱蒸汽管13、過熱汽蒸汽母管14、熱電聯產汽輪發電機組15、除氧器及鍋爐水泵系16等構成；干熄焦余熱鍋爐給水管2將給水輸入干熄焦余熱鍋爐1省煤器產生的熱水，經干熄焦余熱鍋爐熱水管3將部分熱水滿足干熄焦余熱鍋爐汽包4補水；經上升管蒸發系熱水管5另一部分熱水滿足上升管蒸發系汽包6補水；上升管蒸發系汽包6的熱水由下降熱水管7供給上升管蒸發器系8，所產生的汽水混合物由上升汽水管9輸入上升管蒸發系汽包6進行汽水分離，所產生的蒸汽由飽和蒸汽管10輸入上升管過熱器系11產生過熱蒸汽，并由上升管系統過熱蒸汽管12輸入過熱汽蒸汽母管14；干熄焦余熱鍋爐過熱蒸汽管13將干熄焦余熱鍋爐產生的過熱蒸汽也輸入過熱汽蒸汽母管14；過熱汽蒸匯集后由過熱汽蒸汽母管14輸入熱電聯產汽輪發電機組15產生熱力和電能；熱電聯產汽輪發電機組15作功后產生的凝結水通過除氧器及鍋爐水泵系16輸入干熄焦余熱鍋爐給水管2再供干熄焦余熱鍋爐1省煤器。以上過程連續運行就是本發明的荒煤氣與干熄焦余熱發電聯合循環技術具體實施。

對于本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在應用上如有局部變動，不影響本發明主體及皆為本發明。本說明書內容不應理解為本發明的限制。