專利名稱：干熄焦雙壓高溫高壓余熱發電系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種高效干熄焦雙壓余熱鍋爐配置汽輪發電機組余熱發電系統，特別是一種干熄焦雙壓高溫高壓余熱發電系統。
背景技術：
焦化工程采用濕法熄焦，每熄It紅焦炭就要將0. 5t含有大量酚、氰硫化物及粉塵的蒸汽拋向天空，嚴重地污染了大氣及周圍的環境。治理濕法熄焦的環境污染問題意義十分重大。干法熄焦利用惰性氣體，在密閉系統中將紅焦熄滅，并配備良好的除塵設施，不污染環境。同時由于干熄焦能夠產生蒸汽，并可用于發電，可以避免相同規模的常規燃媒鍋爐對大氣的污染，并且減少了C02向大氣的排放。
出爐紅焦的顯熱約占焦爐能耗的35% 40%，這部分能量相當于煉焦煤能量的5%。采用干法熄焦可回收約80%的紅焦顯熱；干法熄焦生產的焦炭對采用噴煤粉技術的高爐，則有利于提高煤粉噴吹量，節能效果更加明顯。
干法熄焦與濕法熄焦相比,干法熄焦提高了焦炭質量，使焦炭M40提高3% 8%， M10改善0. 3% 0. 8%;提高了塊度的均勻性；降低了焦炭的反應性。這對降低煉鐵成本，提高生鐵產量極為有利。
由此可見，將干熄焦高溫惰性循環氣體通過余熱鍋爐回收熱量而產生的過熱蒸汽，用于汽輪發電機組發電，不但節約了能源，降低了能耗，減少了溫室氣體的排放量，還可有效改善焦化廠區的環境空氣質量，環境效益顯著。
根據目前國內外技術，干熄焦余熱鍋爐的型式有單壓、單壓+閃蒸，而
干熄焦余熱發電大多采用單壓余熱鍋爐配置汽輪發電機組，其特點為單壓余
熱鍋爐配置汽輪發電機組，余熱鍋爐排煙溫度高(約i65t:)，且需要外界提供
除氧用低壓蒸汽，干熄焦余熱利用效率低，發電成本高。
發明內容
本發明的目的是為了解決上述技術的不足而提供具有較高的余熱回收效率，在不影響原干熄焦工藝流程的前提下，能夠保證汽輪發電機組適應干熄焦余熱鍋爐的運行模式的干熄焦雙壓高溫高壓余熱發電系統。
為了達到上述目的，本發明所設計的一種干熄焦雙壓高溫高壓余熱發電系統，包括干熄焦高溫高壓過熱蒸汽雙壓余熱鍋爐、汽輪發電機組、冷凝裝置和
凝結水泵，所述干熄焦高溫高壓過熱蒸汽雙壓余熱鍋爐包括低壓省煤器、高
壓除氧器、低壓鍋筒、低壓蒸發器、高壓省煤器、高壓鍋筒、高壓鰭片管蒸發器、高壓光管蒸發器、高壓低溫'過熱器'、'減溫器、賓壓高溫過熱器；所述汽輪發電機組包括汽輪機、發電機；所述冷凝裝置為冷凝器、冷卻塔、循環水泵組成閉式循環；冷凝器通過凝結水泵與低壓省煤器連接，低壓省煤器同帶有閥門的管道與高壓除氧器連接，高壓除氧器和低壓鍋筒直接連接，低壓鍋筒通過高壓給水泵、高壓省煤器和高壓鍋筒連接，高壓鍋筒通過汽水分離器和高壓低溫過熱器連接，高壓低溫過熱器通過減溫器和高壓高溫過熱器連接，高壓高溫過熱器通過帶有閥門的管道直接與汽輪發電機組連接，汽輪發電機組分別通過冷凝裝置、凝結水泵、與高溫高壓過熱蒸汽雙壓余熱鍋爐形成回路。
在所述凝結水泵前后可串接有閥門，冷凝器通過管道與兩組并聯的串接有閥門的凝結水泵連接后再與低壓省煤器連接。
所述低壓省煤器可設有調節旁路。
所述低壓鍋筒可通過下降管和上升管與低壓蒸發器連接；所述高壓鍋筒可通過下降管和上升管分別與高壓光管蒸發器、高壓鰭片管蒸發器連接。所述高壓除氧器與高壓給水泵形成循環回路。
所述除鹽水箱通過除鹽水補水泵和冷凝器連接；所述除鹽水箱可通過帶有閥門的管道和冷凝器連接。
本發明釆用干熄焦高溫高壓過熱蒸汽雙壓余熱鍋爐配置汽輪發電機組，其余熱發電系統的余熱鍋爐出口的排煙溫度為145X:以下，取消原干熄焦煙氣系統的熱管換熱器，同時此發電系統由于采用雙壓余熱鍋爐，鍋爐自帶除氧器，取消原干熄焦余熱發電系統的除氧給水泵站，不需要外界提供除氧蒸汽，除氧用汽由余熱鍋爐低壓蒸發器提供。
本發明提供的干熄焦雙壓高溫高壓余熱發電系統，不需要消耗任何化石燃料，有利于企業可持續發展目標的實現，減少當地由常規火電廠帶來的S02、N0x、
粉塵之類的大氣污染物。
本發明提供的干熄焦雙壓高溫高壓余熱發電系統，能夠充分吸收煙氣的能量，具有較高的余熱回收效率，采用雙壓余熱鍋爐，加上采用完善的惰性氣體再循環系統，使本余熱回收發電技術的余熱回收效率達到國際先進水平。
一家鋼鐵企業采用75t/h干熄焦裝置惰性循環氣體余熱回收發電，節能減排的效果不但不需要消耗任何化石燃料，還將產生蒸汽289800噸/年，經汽輪機發電，產生的電力供焦化廠使用，這樣一來，就可替代相應的燃煤蒸汽鍋爐，每年可節約標準用煤量約26904噸/年，從而減少S02 (煤含硫按0.6%計)排放量約為322.8噸/年，減少煙塵排放量約為1656噸/年，減少N0x排放量約為275噸/年，減少C02排放量約為66304噸/年，而全國擁有眾多的鋼鐵企業，都采用本技術其節能減排的效果將放大幾十倍以上，由此可知，干熄焦不但節約了能源，降低了能耗，減少了溫室氣體的排放量，還可有效改善焦化廠區的 環境空氣質量，環境效益顯著。全國推廣高效干熄焦雙壓余熱發電系統，其經 濟效益、社會效益、環境效益巨大。
圖1是本發明干熄焦雙壓高溫高壓余熱發電系統結構示意圖； 圖2是干熄焦高溫高壓過熱蒸汽雙壓余熱鍋爐的高壓部分結構示意圖； 圖3為干熄焦高溫高壓過熱蒸汽雙壓余熱鍋爐的低壓部分結構示意圖。 其中汽輪機1、發電機2、冷凝器3、凝結水泵4、低壓省煤器5、高壓 除氧器6、低壓鍋筒7、低壓蒸發器8、高壓給水泵9、高壓省煤器IO、高壓鍋 筒ll、高壓鰭片管蒸發器12、高壓光管蒸發器13、高壓低溫過熱器14、減溫 器15、高壓高溫過熱器16、低壓部分組合式消音器17、高壓部分組合式消音 器18、 二級冷卻塔19、循環冷卻水泵20、除鹽水箱21、除鹽水補水泵22、調 節旁路23。
具體實施例方式
下面通過實施例結合附圖對本發明專利作進一步的描述。 實施例1
如圖1所示，本實施例提供的一種干熄焦雙壓高溫高壓余熱發電系統，包 括干熄焦高溫高壓過熱蒸汽雙壓余熱鍋爐、汽輪發電機組、冷凝裝置和凝結水 泵4，其特征在于所述干熄焦高溫高壓過熱蒸汽雙壓余熱鍋爐包括低壓省 煤器5、高壓除氧器6、低壓鍋筒7、低壓蒸發器8、高壓省煤器IO、高壓鍋筒 11、高壓鰭片管蒸發器12、高壓光管蒸發器13、高壓低溫過熱器14、減溫器
15、高壓高溫過熱器16;所述汽輪發電機組包括汽輪機1、發電機2;所述冷
凝裝置為冷凝器3、冷卻塔19、循環水泵20組成閉式循環；冷凝器3通過凝結 水泵4與低壓省煤器5連接，低壓省煤器5同帶有闊門的管道與高壓除氧器6 連接，高壓除氧器6和低壓鍋筒7直接連接，低壓鍋筒7通過高壓給水泵9、 高壓省煤器10和高壓鍋筒11連接，高壓鍋筒11通過汽水分離器和高壓低溫過 熱器14連接，高壓低溫過熱器14通過減溫器15和高壓高溫過熱器16連接， 高壓高溫過熱器16通過帶有閥門的管道直接與汽輪發電機組連接，汽輪發電機 組分別通過冷凝裝置、凝結水泵4、與高溫高壓過熱蒸汽雙壓余熱鍋爐形成回 路。所述凝結水泵4前后串接有閥門，冷凝器3通過管道與兩組并聯的串接有 閥門的凝結水泵4連接后再與低壓省煤器5連接。所述低壓省煤器5設有調節 旁路23。所述低壓鍋筒7通過下降管和上升管與低壓蒸發器8連接；所述高壓 鍋筒11通過下降管和上升管分別與高壓光管蒸發器13、高壓鰭片管蒸發器12 連接。所述高壓除氧器6與高壓給水泵9形成循環回路。所述除鹽水箱21通過除鹽水補水泵22和冷凝器3連接。
汽輪機1與發電機2連接，汽輪機1分別與冷凝器3、低壓省煤器5連接， 低壓蒸發器8通過管道與低壓鍋筒7連接提供高壓除氧器7所需除氧蒸汽，高 壓鍋筒11通過管道與高壓鰭片管蒸發器12、高壓光管蒸發器13連接提供高壓 飽和蒸汽，高壓鍋筒11、高壓高溫過熱器16出口管道通過帶有安全閥的管道 與高壓部分組合式消音器18連接，高壓除氧器6、低壓鍋筒7通過帶有安全閥 的管道與低壓部分組合式消音器17連接。
如圖2、圖3所示，以140t/h干熄焦裝置為例，從干熄爐排出的熱循環氣 體的溫度約為850 950°C，流量約為183322NmVh，經一次除塵器除塵后依次 通過高壓高溫過熱器16、高壓低溫過熱器14、高壓光管蒸發器13、高壓鰭片 管蒸發器12、高壓省煤器10、低壓蒸發器8、低壓省煤器5換熱，溫度降至135 140°C，從低壓省煤器5出來的冷循環氣體經干熄焦專用除塵器除塵后，由循環 風機加壓后進入干熄爐循環使用。
工作時，雙壓余熱鍋爐高壓高溫過熱器16出口產生高溫高壓蒸汽(壓力 9.81MPa (g)、溫度540。C、流量68t/h)推動汽輪發電機組發電，汽輪機凝結 水經冷凝器3、凝結水泵4后送至低壓省煤器5，吸收一定的熱量后去高壓除氧 器6除氧后進入低壓鍋筒7，低壓鍋筒7的水經過下降管去低壓蒸發器8，再通 過低壓上升管回到低壓鍋筒7，通過高壓除氧后的飽和水去高壓給水泵9，升壓 后供給高壓省煤器10。高壓給水在高壓省煤器10中加熱后進入高壓鍋筒11， 高壓鍋筒11的水通過高壓光管蒸發器13、高壓鰭片管蒸發器12自然循環系統 加熱后，成為汽水混合物后，再送回高壓鍋筒11。汽水混合物在高壓鍋筒11 中進行汽水分離，飽和蒸汽送往高壓低溫過熱器14，而被分離出來的水作 為爐 水落入高壓鍋筒ll，再次提供給循環系統。
飽和蒸汽在高壓低溫過熱器14中過熱后去減溫器15，向減溫器15噴水， 使高壓過熱蒸汽達到設定溫度。
經過減溫的過熱蒸汽在高壓高溫過熱器16中進行進一步過熱，達到設定溫 度的高壓蒸汽，作為發電用蒸汽送往汽輪機l，完成一個循環過程。
從除鹽水站來的除鹽水進入除鹽水箱21，通過除鹽水補水泵22補入冷凝 器3喉部真空除氧后作為鍋爐補給水。
權利要求
1、一種干熄焦雙壓高溫高壓余熱發電系統，包括干熄焦高溫高壓過熱蒸汽雙壓余熱鍋爐、汽輪發電機組、冷凝裝置和凝結水泵(4)，其特征在于所述干熄焦高溫高壓過熱蒸汽雙壓余熱鍋爐包括低壓省煤器(5)、高壓除氧器(6)、低壓鍋筒(7)、低壓蒸發器(8)、高壓省煤器(10)、高壓鍋筒(11)、高壓鰭片管蒸發器(12)、高壓光管蒸發器(13)、高壓低溫過熱器(14)、減溫器(15)、高壓高溫過熱器(16)；所述汽輪發電機組包括汽輪機(1)、發電機(2)；所述冷凝裝置為冷凝器(3)、冷卻塔(19)、循環水泵(20)組成閉式循環；冷凝器(3)通過凝結水泵(4)與低壓省煤器(5)連接，低壓省煤器(5)同帶有閥門的管道與高壓除氧器(6)連接，高壓除氧器(6)和低壓鍋筒(7)直接連接，低壓鍋筒(7)通過高壓給水泵(9)、高壓省煤器(10)和高壓鍋筒(11)連接，高壓鍋筒(11)通過汽水分離器和高壓低溫過熱器(14)連接，高壓低溫過熱器(14)通過減溫器(15)和高壓高溫過熱器(16)連接，高壓高溫過熱器(16)通過帶有閥門的管道直接與汽輪發電機組連接，汽輪發電機組分別通過冷凝裝置、凝結水泵(4)、與高溫高壓過熱蒸汽雙壓余熱鍋爐形成回路。
2、 根據權利要求l所述的干熄焦雙壓高溫高壓余熱發電系統，其特征是在所述 凝結水泵(4)前后串接有閥門，冷凝器(3)通過管道與兩組并聯的串接有閥 門的凝結水泵(4)連接后再與低壓省煤器(5)連接。
3、 根據權利要求1或2所述的干熄焦雙壓高溫高壓余熱發電系統，其特征在于 所述低壓省煤器(5)設有調節旁路(23)。
4、 根據權利要求1或2所述的干熄焦雙壓高溫高壓余熱發電系統，其特征在于-所述低壓鍋筒(7)通過下降管和上升管與低壓蒸發器(8)連接；所述高壓鍋 筒(11)通過下降管和上升管分別與高壓光管蒸發器(13)、高壓鰭片管蒸發器(12)連接。
5、 根據權利要求3所述的干熄焦雙壓高溫高壓余熱發電系統，其特征在于所 述低壓鍋筒(7)通過下降管和上升管與低壓蒸發器(8)連接；所述高壓鍋筒(11)通過下降管和上升管分別與高壓光管蒸發器(13)、高壓鰭片管蒸發器(12) 連接。
6、 根據權利要求1或2所述的干熄焦雙壓高溫高壓余熱發電系統，其特征在于所述高壓除氧器(6)與高壓給水泵(9)形成循環回路。
7、 根據權利要求5所述的干熄焦雙壓高溫高壓余熱發電系統，其特征在于所 述高壓除氧器(6)與高壓給水泵(9)形成循環回路。
8、 根據權利要求1或2所述的干熄焦雙壓高溫高壓余熱發電系統，其特征在于: 所述除鹽水箱(21)通過除鹽水補水泵(22)和冷凝器(3)連接。
9、 根據權利要求6所述的干熄焦雙壓高溫高壓余熱發電系統，其特征在于所 述除鹽水箱(21)通過除鹽水補水泵(22)和冷凝器(3)連接。
10、 根據權利要求7所述的干熄焦雙壓高溫高壓余熱發電系統，其特征在于 所述除鹽水箱(21)通過除鹽水補水泵(22)和冷凝器(3)連接。
全文摘要
本發明公開了一種干熄焦雙壓高溫高壓余熱發電系統，包括干熄焦高溫高壓過熱蒸汽雙壓余熱鍋爐、汽輪發電機組、冷凝裝置和凝結水泵，汽輪發電機組分別通過冷凝裝置、凝結水泵、與高溫高壓過熱蒸汽雙壓余熱鍋爐形成回路。本發明提供的干熄焦雙壓高溫高壓余熱發電系統，能夠充分吸收煙氣的能量，具有較高的余熱回收效率，采用雙壓余熱鍋爐，加上采用完善的惰性氣體再循環系統，使本余熱回收發電技術的余熱回收效率達到國際先進水平。
文檔編號F01K27/00GK101655019SQ20091009738
公開日2010年2月24日 申請日期2009年4月13日 優先權日2009年4月13日
發明者周海平, 宋宜清, 謝訊富, 雷 金 申請人:浙江西子聯合工程有限公司