一種干熄焦鍋爐中間再熱發電工藝及系統的制作方法

文檔序號:11151446
一種干熄焦鍋爐中間再熱發電工藝及系統的制造方法與工藝

本發明涉及焦化、冶金行業的中間再熱發電技術領域,尤其涉及一種干熄焦鍋爐中間再熱發電工藝及系統。



背景技術:

節能減排是轉變粗放型經濟增長方式、緩解資源和環境壓力的主要政策之一。焦化是高能耗、高污染的產業,是國家節能減排的重點行業,面對外部資源、內部能源和環境壓力日益增大的嚴峻形勢,高效回收利用焦炭生產過程中的顯熱是未來節能減排的主要方向。

干熄焦是回收利用焦炭顯熱的重要技術,具有良好的經濟效益和社會效益。據統計,國內現有焦化廠八百余家,年產焦炭約5000萬噸,可用于回收的熱量產生蒸汽年發電量約65億KW·h。由于干熄焦發電所產生的經濟效益、環境效益和社會效益巨大,使其成為企業研究的重要課題。因此如何提高干熄焦系統發電效率,節約能源,提高焦炭顯熱利用率,是干熄焦裝置亟待解決的問題。

干熄焦余熱利用技術發展到今天,雖然出現了不同形式,但基本流程大同小異。因此針對干熄焦余熱利用技術持續改進和完善、降低干熄焦裝置整體能耗、開發新工藝、新設備將不斷推動干熄焦技術的進步和推廣應用。



技術實現要素:

本發明提供了一種干熄焦鍋爐中間再熱發電工藝及系統,相比于傳統干熄焦鍋爐發電系統,能顯著提高焦炭顯熱回收利用率,提高工藝系統發電效率,進而提高干熄焦發電的經濟效益,有利于節約能源,并可進一步提高干熄焦裝置的應用價值。

為了達到上述目的,本發明采用以下技術方案實現:

一種干熄焦鍋爐中間再熱發電工藝,包括如下步驟:

1)干熄爐接收干熄焦鍋爐冷卻后的惰性循環氣體,惰性循環氣體吸收焦炭顯熱后溫度升高至850℃~980℃;

2)升溫后的惰性循環氣體自干熄爐頂部排出進入一次除塵器中,經分離粗顆粒焦粉后進入干熄焦鍋爐;干熄焦鍋爐內自下向上依次設有省煤器、蒸發器、一次過熱器、二次過熱器和中間再熱過熱器;干熄焦鍋爐內的水經預熱、蒸發、過熱生成主蒸汽;

3)汽輪機包括并排連接的高壓缸和低壓缸,其中高壓缸接收干熄焦鍋爐中二次過熱器產生的主蒸汽進行部分膨脹做功;高壓缸內主蒸汽做功后的中溫中壓蒸汽引入中間再熱過熱器再熱后生成溫度與主蒸汽溫度相同的高溫再熱蒸汽,高溫再熱蒸汽引入汽輪機低壓缸進行膨脹做功,將熱能轉化為機械能并通過發電機發電;汽輪機冷凝水送入除鹽水箱;

4)干熄焦鍋爐尾部降溫至160℃~180℃的惰性循環氣體經二次除塵器除塵后,送往熱管換熱器與除鹽水箱輸送的除鹽水換熱,換熱后溫度降至130℃以下的惰性循環氣體送回干熄爐;經加熱至70℃以上的除鹽水經除氧器除氧后送入干熄焦鍋爐中循環使用。

用于實現所述工藝的一種干熄焦鍋爐中間再熱發電系統,包括惰性氣體循環系統和汽水循環系統;所述惰性氣體循環系統包括干熄爐、一次除塵器、干熄焦鍋爐、二次除塵器、循環風機和熱管換熱器;汽水循環系統包括汽輪機、冷凝器、凝結水泵、除鹽水箱、除氧給水泵、除氧器和鍋爐給水泵;所述干熄爐的惰性循環氣體排出口通過一次除塵器連接干熄焦鍋爐頂部惰性循環氣體入口,干熄焦鍋爐通過汽輪機拖動發電機;汽輪機的出汽口通過冷凝器和凝結水泵連接除鹽水箱的進水口,除鹽水箱的出水口通過熱管換熱器、除氧器和鍋爐給水泵連接干熄焦鍋爐中省煤器的進水口;干熄焦鍋爐底部的惰性循環氣體出口通過二次除塵器、循環風機、熱管換熱器連接干熄爐的惰性循環氣體流入口;所述干熄焦鍋爐中自下向上依次設有省煤器、蒸發器、一次過熱器、二次過熱器和中間再熱過熱器;所述汽輪機中設依次連接的高壓缸和低壓缸;省煤器的出水口連接干熄焦鍋爐中汽包的入水口,汽包的上升管和下降管分別連接蒸發器,汽包的飽和蒸汽出口連接一次過熱器的蒸汽入口;一次過熱器的過熱蒸汽出口連接二次過熱器的過熱蒸汽入口,二次過熱器的主蒸汽出口連接汽輪機中高壓缸的主蒸汽入口,高壓缸的中溫蒸汽出口連接干熄焦鍋爐中間再熱過熱器的中溫蒸汽入口,中間再熱過熱器的高溫再熱蒸汽出口連接汽輪機低壓缸的高溫再熱蒸汽入口。

所述汽輪機的高壓缸和低壓缸同軸設置,并連接同一臺發電機。

與現有技術相比,本發明的有益效果是:

1)本發明中,通過對吸收了焦炭顯熱的惰性氣體進行密閉循環回收顯熱,將干熄焦鍋爐中的水加熱成過熱蒸汽(發電用主蒸汽)送往汽輪機高壓缸膨脹做功,做功后的中壓中溫蒸汽經中間再熱過熱器與高溫惰性氣體換熱生成再熱蒸汽,再熱蒸汽和主蒸汽的溫度相同,送往汽輪機低壓缸膨脹做功;從而最大限度回收干熄焦焦炭顯熱;

2)與傳統干熄焦鍋爐發電系統相比,顯著提高了發電效率、焦炭顯熱回收利用率和干熄焦發電的經濟效益,對干熄焦裝置的普及推廣產生積極作用。

附圖說明

圖1是本發明所述干熄焦鍋爐中間再熱發電系統的結構示意圖。

圖中:1.干熄爐 2.一次除塵器 3.干熄焦鍋爐 4.二次除塵器 5.循環風機 6.熱管換熱器 7.主蒸汽管 8.高壓缸 9.中溫蒸汽管 10.中間再熱過熱器 11.高溫再熱蒸汽管 12.低壓缸 13.發電機 14.冷凝器 15.凝結水泵 16.除鹽水箱 17.除氧給水泵 18.除氧器 19.鍋爐給水泵 20.汽包ECO.省煤器EVA.蒸發器 1SH.一次過熱器 2SH.二次過熱器

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步說明:

如圖1所示,本發明所述一種干熄焦鍋爐中間再熱發電工藝,包括如下步驟:

1)干熄爐1接收干熄焦鍋爐3冷卻后的惰性循環氣體,惰性循環氣體吸收焦炭顯熱后溫度升高至850℃~980℃;

2)升溫后的惰性循環氣體自干熄爐1頂部排出進入一次除塵器2中,經分離粗顆粒焦粉后進入干熄焦鍋爐3;干熄焦鍋爐3內自下向上依次設有省煤器ECO、蒸發器EVA、一次過熱器1SH、二次過熱器2SH和中間再熱過熱器10,干熄焦鍋爐3內的水經預熱、蒸發和過熱生成主蒸汽;

3)汽輪機包括并排連接的高壓缸8和低壓缸12,其中高壓缸8接收干熄焦鍋爐3中二次過熱器2SH產生的主蒸汽進行部分膨脹做功;高壓缸內主蒸汽做功后的中溫中壓蒸汽引入中間再熱過熱器10再熱后生成溫度與主蒸汽溫度相同的高溫再熱蒸汽,高溫再熱蒸汽引入汽輪機低壓缸12進行膨脹做功,將熱能轉化為機械能并通過發電13機發電;汽輪機冷凝水送入除鹽水箱16;

4)干熄焦鍋爐3尾部降溫至160℃~180℃的惰性循環氣體經二次除塵器4除塵后,送往熱管換熱器6與除鹽水箱16輸送的除鹽水換熱,換熱后溫度降至130℃以下的惰性循環氣體送回干熄爐1;經加熱至70℃以上的除鹽水經除氧器18除氧后送入干熄焦鍋爐3中循環使用。

用于實現所述工藝的一種干熄焦鍋爐中間再熱發電系統,包括惰性氣體循環系統和汽水循環系統;所述惰性氣體循環系統包括干熄爐1、一次除塵器2、干熄焦鍋爐3、二次除塵器4、循環風機5和熱管換熱器6;汽水循環系統包括汽輪機、冷凝器14、凝結水泵15、除鹽水箱16、除氧給水泵17、除氧器18和鍋爐給水泵19;所述干熄爐1的惰性循環氣體排出口通過一次除塵器2連接干熄焦鍋爐3頂部惰性循環氣體入口,干熄焦鍋爐3通過汽輪機拖動發電機13;汽輪機的出汽口通過冷凝器14和凝結水泵15連接除鹽水箱16的進水口,除鹽水箱16的出水口通過熱管換熱器6、除氧器18和鍋爐給水泵19連接干熄焦鍋爐3中省煤器ECO的進水口;干熄焦鍋爐3底部的惰性循環氣體出口通過二次除塵器4、循環風機5、熱管換熱器6連接干熄爐1的惰性循環氣體流入口;所述干熄焦鍋爐3中自下向上依次設有省煤器ECO、蒸發器EVA、一次過熱器1SH、二次過熱器2SH和中間再熱過熱器10;所述汽輪機中設依次連接的高壓缸8和低壓缸12;省煤器ECO的出水口連接干熄焦鍋爐3中汽包20的入水口,汽包20的上升管和下降管分別連接蒸發器EVA,汽包20的飽和蒸汽出口連接一次過熱器1SH的蒸汽入口;一次過熱器1SH的過熱蒸汽出口連接二次過熱器2SH的過熱蒸汽入口,二次過熱器2SH的主蒸汽出口連接汽輪機中高壓缸8的主蒸汽入口,高壓缸8的中溫蒸汽出口連接干熄焦鍋爐3中間再熱過熱器10的中溫蒸汽入口,中間再熱過熱器10的高溫再熱蒸汽出口連接汽輪機低壓缸12的高溫再熱蒸汽入口。

所述汽輪機的高壓缸8和低壓缸12同軸設置,并連接同一臺發電機13。

本發明的惰性氣體循環系統中,干熄爐1內紅焦從預存段下降到冷卻段,然后與惰性循環氣體進行換熱,經過換熱升溫的惰性循環氣體經一次除塵器2除去氣體中的粗顆粒焦粉,然后進入干熄焦鍋爐3與鍋爐給水和再熱蒸汽進行換熱。干熄焦鍋爐3分別產生主蒸汽和高溫再熱蒸汽,同時惰性循環氣體溫度降至160℃~180℃;由干熄焦鍋爐3出來的低溫惰性循環氣體經過二次除塵器4除塵后,再由循環風機5送入熱管換熱器6冷卻至130℃以下,然后送入干熄爐1循環使用。

本發明的汽水循環系統中,干熄焦鍋爐1產生主蒸汽,通過主蒸汽管7與汽輪機高壓缸8主蒸汽入口相連,在汽輪機高壓缸8內進行部分膨脹做功后通過中溫蒸汽管9與干熄焦鍋爐3中間再熱過熱器10相連;經過中間再熱過熱器10加熱至與主蒸汽溫度相同溫度后的高溫再熱蒸汽經高溫再熱蒸汽管11與汽輪機低壓缸12的高溫再熱蒸汽入口相連;經汽輪機低壓缸12膨脹做功;由汽輪機高壓缸8和低壓缸12內產生的熱能轉化為機械能,并通過發電機13最終轉化為電能。

冷凝器中的凝結水經過凝結水泵15送入除鹽水箱16;除鹽水經過除氧給水泵17送至熱管換熱器6,將水溫加熱至70℃以上后送至除氧器18;除氧水經鍋爐給水泵19送入干熄焦鍋爐3循環使用。

以采用本發明的某工程為例,180t/h干熄爐,惰性循環氣體量約為266400Nm3/h,與傳統干熄焦鍋爐發電系統進行對比(兩種方案均按照純凝方案計算),傳統干熄焦鍋爐發電電量為29.8MW,本發明所述干熄焦鍋爐中間再熱發電系統在干熄爐能力相同的條件下,發電量提高約6%,電價按0.55元/KW·h計算,年發電收入增加約800萬元,因發電量增加而提高的經濟效益相當可觀。

以上所述,僅為本發明較佳的具體實施方式,但本發明的保護范圍并不局限于此,任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內,根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變,都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。

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