焦爐煙氣余熱與干熄焦余熱耦合發電系統及其耦合發電方法

文檔序號:9520627
焦爐煙氣余熱與干熄焦余熱耦合發電系統及其耦合發電方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種焦爐煙氣余熱與干熄焦余熱耦合發電系統及其耦合發電方法,屬于余熱發電領域。
【背景技術】
[0002]隨著國民經濟的快速發展,我國焦化行業的產能也經歷了快速增長的過程,據相關資料顯示,2012年,我國共有50萬噸以上的大型焦爐299座,焦炭總產能高達40821萬噸。在我國普遍采用的煉焦設備及工藝中,焦爐產生的廢煙氣溫度一般在220°C -260°C之間,生產噸焦炭焦爐廢氣所含顯熱為19426KJ/噸(焦炭),每年我國焦化行業的焦爐廢氣所含的可回收顯熱高達7.93X 112KJ,相當于271.4萬噸標煤發熱量,若該部分熱量全部回收,可減排0)2約678.5萬噸,SO 2約4.47810萬噸,NO與1.56萬噸,粉塵約27717萬噸。
[0003]由于焦爐廢氣的溫度比較低,該部分能量并沒有得到很好的利用,據相關資料介紹,該部分熱能的利用率還不到3%,巨大的能量被白白排放到大氣中,造成了二次能源的嚴重浪費。目前,有些焦化企業準備利用有機工質循環對該部分余熱進行回收發電,有機工質循環發電有以下缺點:
Cl)熱電轉換效率低。
[0004]目前,有機工質循環技術還在發展階段,熱功轉換設備的設計、
制造技術都還不是十分完善,熱電轉換效率低只有8%左右。
[0005](2)相對投資較高。
[0006]據測算,對于焦爐廢氣余熱發電系統,有機工質循環系統的理論投資回收年限為5-6年,對于企業來講,投資回收年限長,較難接受。
[0007]干熄焦是相對于濕熄焦而言的,是將低溫惰性氣體由循環風機通過干熄爐底的供氣裝置鼓入爐內與紅焦進行熱交換,將惰性氣體加熱到高溫(850~980°C ),由干熄爐出來的高溫惰性氣體進入干熄焦余熱鍋爐進行換熱,產生一定壓力的水蒸汽,水蒸汽進入汽輪機進行熱功轉換并拖動發電機發電。在干熄焦余熱鍋爐中放熱完畢后的低溫惰性氣體再次由循環風機通過干熄爐底的供氣裝置鼓入爐內與紅焦進行熱交換,即惰性氣體循環利用。
[0008]干熄焦發電技術的優點是技術成熟度、穩定度高,熱電轉換效率比有機工質循環高5%_10%。圖1是某焦化廠干熄焦發電系統原理圖,從圖中可以看出,干熄焦排煙溫度為178.5°C,余熱鍋爐熱效率也偏低,且由于高溫氣體膨脹的原因,循環風機耗電量也較高。同時,從圖中還可以看出,各受熱面冷、熱源之間傳熱溫差都較大,所以干熄焦余熱發電技術損失較大。
[0009]通過以上論述,發明一種熱電轉換效率高、技術成熟可靠、系統投資低的焦爐煙氣回收技術,并且通過循環耦合技術,同時提高干熄焦余熱鍋爐熱效率、降低干熄焦循環風機電耗的技術是非常有現實意義的。

【發明內容】

[0010]為了克服以上現有技術存在的不足,本發明提供一種焦爐煙氣余熱與干熄焦余熱耦合發電系統及其耦合發電方法,將煉焦煙道排煙余熱耦合進入干熄焦余熱發電循環的耦合發電,從而達到高效利用二次能源及節能減排的目的。
[0011]為了解決上述技術問題,本發明采用以下技術方案:
一種焦爐煙氣余熱與干熄焦余熱耦合發電系統,包括:
干熄焦余熱回收裝置,干熄焦余熱回收裝置包括相互連通的干熄爐及干熄焦余熱鍋爐,干熄焦余熱鍋爐內部包括依次設置的干熄焦二次過熱器、干熄焦一次過熱器、第一蒸發器、第二蒸發器、焦爐煙氣余熱過熱器及干熄焦省煤器;
焦爐煙氣余熱回收裝置,焦爐煙氣余熱回收裝置包括焦爐,焦爐上連接有焦爐煙氣主煙道,焦爐煙氣主煙道連接依次設置焦爐煙氣余熱省煤器、焦爐煙氣余熱蒸發器、焦爐煙氣引風機及焦爐煙氣煙囪;
汽輪發電機組包括汽輪機及發電機;
冷凝裝置包括凝汽器及凝結水栗;
汽輪發電機組通過冷凝裝置與干熄焦余熱回收裝置及焦爐煙氣余熱回收裝置形成回路。
[0012]作為優選,上述焦爐煙氣余熱與干熄焦余熱耦合發電系統,還包括有除氧器,除氧器具有低壓蒸汽口、高壓蒸汽口、凝結水口和除氧水口 ;其中高壓蒸汽口經干熄焦余熱鍋爐給水栗與干熄焦余熱鍋爐的干熄焦省煤器連通,低壓蒸汽口經焦爐余熱給水栗連接焦爐煙氣余熱省煤器后經焦爐煙氣余熱蒸發器與干熄焦余熱鍋爐的焦爐煙氣余熱過熱器連接,凝結水口連接回熱加熱器,回熱加熱器還連接凝結水栗,除氧水口經干熄焦余熱鍋爐的焦爐煙氣余熱過熱器與汽輪發電機組連通。
[0013]作為優選,上述焦爐煙氣余熱與干熄焦余熱耦合發電系統,干熄焦二次過熱器與干熄焦一次過熱器之間連接有減溫器。
[0014]作為優選,上述焦爐煙氣余熱與干熄焦余熱耦合發電系統,干熄焦余熱鍋爐內設置有干熄焦鍋筒,干熄焦鍋筒同時連接干熄焦一次過熱器、第一蒸發器、第二蒸發器及干熄焦省煤器。
[0015]作為優選,上述焦爐煙氣余熱與干熄焦余熱耦合發電系統,第一蒸發器為裸管式蒸發器,第二蒸發器為管式蒸發器。
[0016]一種焦爐煙氣余熱與干熄焦余熱耦合發電方法,將焦爐煙氣余熱作為干熄焦余熱鍋爐的外置低溫熱源,利用干熄爐紅焦中溫余熱對低溫焦爐廢氣加熱得到的低壓飽和蒸汽進行二次加熱,并與干熄焦余熱鍋爐產生的高溫高壓蒸汽共用一個汽輪發電機組發電,干熄焦余熱鍋爐產生的高溫蒸汽進入汽輪機主汽做功,焦爐煙氣余熱與干熄焦中溫余熱共同產生的低溫過熱蒸汽進入汽輪機補汽做功,將兩個效率不同且相互獨立的余熱發電循環耦合為一個主汽補汽式發電循環。
[0017]本發明具有如下技術優勢:
I)本發明將煉焦煙道的廢熱轉化成高品質電能,實現了二次能源的高值化利用,減少了二次能源的浪費。
[0018]2)利用循環耦合技術將低品熱能提質,使低品熱能發電循環效率提高,低品熱能發電循環效率提高約13%。
[0019]3)利用低品蒸汽吸熱降低干熄焦余熱鍋爐排煙溫度,提高干熄焦惰性氣體的熱回收率,惰性氣體熱回收率提高約5%。
[0020]4)降低了干熄焦省煤器的進口溫差,干熄焦省煤器的煙損失降低21%左右。
[0021]5)低品熱能與高品熱能共用一套發電裝置,取消了低品熱能發電的熱電轉換及凝汽設備,系統大幅度簡化,投資大幅度降低。
[0022]6)低品熱能與高品熱能共用一套發電裝置,簡化了系統管理工作。
[0023]7)低品熱能與高品熱能共用一套發電裝置,大幅度減少了占地面積。
[0024]8)由于干熄焦余熱鍋爐排煙溫度降低,循環風機電耗降低,降低率約為20%。
【附圖說明】
[0025]圖1是本發明實施例的結構示意圖;
圖中:1—干媳爐;2—干媳焦二次過熱器;3—干媳焦一次過熱器;4—第一蒸發器;5—減溫器;6—第二蒸發器;7—干媳焦鍋筒;8—焦爐煙氣余熱過熱器;9—干媳焦省煤器;10—汽輪機;11-發電機;12—凝汽器;13—凝結水栗;14—回熱加熱器;15—除氧器;16—焦爐余熱給水栗;17—干熄焦余熱鍋爐給水栗;18—焦爐煙氣煙囪;19—焦爐煙氣引風機;20—焦爐煙氣余熱蒸發器;21—焦爐煙氣余熱鍋筒;22—焦爐煙氣余熱省煤器;23—焦爐煙氣主煙道;24—焦爐;25—干媳焦循環風機。
【具體實施方式】
[0026]為了便于本領域人員理解,下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細說明。
[0027]參見圖1,一種焦爐煙氣余熱與干熄焦余熱耦合發電系統,包括干熄焦余熱回收裝置、焦爐煙氣余熱回收裝置、汽輪發電機組及冷凝裝置;其中干熄焦余熱回收裝置
包括相互連通的干熄爐I及干熄焦余熱鍋爐;干熄焦余熱鍋爐內部包括依次設置的干熄焦二次過熱器2、干熄焦一次過熱器3、第一蒸發器4、第二蒸發器6、焦爐煙氣余熱過熱器8及干熄焦省煤器9,干熄焦余熱鍋爐內部還設置有干熄焦鍋筒7,干熄焦鍋筒7同時連接干熄焦一次過熱器3、第一蒸發器4、第二蒸發器6及干熄焦省煤器9 ;焦爐煙氣余熱回收裝置包括焦爐24,焦爐24上連接有焦爐煙氣主煙道
再多了解一些
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