CN102434237B - 一种联合利用焦炉荒煤气显热及废烟气余热的发电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种联合利用焦炉荒煤气显热及废烟气余热的发电系统，采用低品质废烟气余热产生低压饱和蒸汽，采用低压蒸汽作为焦炉荒煤气的冷却介质，吸收荒煤气显热，从而生产出高品质的过热蒸汽，过热蒸汽用于发电。本发明改变了目前两种余热资源单独回收利用的技术局限，提升了废热烟气所产生低压饱和蒸汽的利用价值及途径，妥善处理了荒煤气显热回收利用中漏水、焦油冷凝、上升管堵塞等难题，大幅提高了焦炉废热资源的利用效率和经济价值。

Description

一种联合利用焦炉荒煤气显热及废烟气余热的发电系统

技术领域

本发明属于焦炉余热资源利用领域，尤其涉及一种联合利用焦炉荒煤气显热及烟气余热的发电系统。

背景技术

焦炉生产中有三种主要余热资源，即红焦显热、荒煤气显热及废烟气余热。其中回收红焦显热的干熄焦技术已经得到推广，而荒煤气显热及废烟气余热的利用，因存在技术难题、经济性不佳等原因，一直没有得到大面积应用。

在荒煤气显热处理方面，目前国内外焦炉普遍采用的工艺流程是将炭化室干馏过程中产生的荒煤气汇集到炭化室顶部空间，经过上升管、桥管进入集气管，越800℃左右的荒煤气在桥管内被氨水喷洒冷却至85℃左右。此种工艺造成了大量的资源和能源浪费。荒煤气中含有粉尘、焦油等多种成分，荒煤气温度在500度以下，焦油就会析出，从而会造成上升管堵塞。从公开资料来看，焦炉荒煤气显热资源的回收装置多采用水作为冷却介质，产生低压饱和蒸汽。由于水汽化潜热大，从而导致此种方法产生的低压饱和蒸汽产量少、品质低、用途有限，同时存在换热装置大面积漏水而影响焦炉生产的事故隐患。基于上述原因，焦炉荒煤气显热资源一直没有得到有效利用。

在废烟气余热利用方面，废烟气经过废气开闭器后，烟气温度在280℃左右，其烟气温度很低，采用常规的换热装置产生低压饱和蒸汽，存在余热系统投入大、所产生的低压饱和蒸汽用途少、价值低等问题，从而使废烟气余热回收项目的经济性较差。

目前的技术方案均将荒煤气显热、废烟气余热分成两套系统独立来实施，而没有考虑到由于两种余热资源品质不同而带来的互补性；同时，在荒煤气显热回收上，采用水为冷却介质，上升管换热器漏水会严重影响焦炉生产。两处余热资源均产生经济价值较差的饱和蒸汽，余热回收投资大，产出少，在经济性上不具备吸引力。

发明内容

为解决上述中存在的问题与缺陷，本发明提供了一种联合利用焦炉荒煤气显热和废烟气余热的发电系统，该系统采用低品质废烟气余热产生低压饱和蒸汽，采用低压蒸汽作为焦炉荒煤气的冷却介质，吸收荒煤气显热，从而生产出高品质的过热蒸汽，过热蒸汽用于发电。本发明能够产生高品质的过热蒸汽用于发电，提高了余热回收的经济价值，同时采用蒸汽作为荒煤气显热的冷却介质，不存在大面漏水隐患，不影响焦炉的安全生产。所述技术方案如下：

一种联合利用焦炉荒煤气显热和废烟气余热的发电系统，包括：

废烟气系统、荒煤气系统、汽水系统、余热锅炉系统和汽轮发电机，所述

废烟气系统，用于将焦炉废烟气通过焦炉烟道引出进入余热锅炉系统；

荒煤气系统，采用低压蒸汽作为焦炉荒煤气的冷却介质，吸收荒煤气显热；

汽水系统，用于将冷凝水通过给水泵送至余热锅炉省煤气和余热锅炉蒸发器产生饱和蒸汽，所述饱和蒸汽通过蒸汽过热器产生过热蒸汽，并将过热蒸汽汇集输送到发电系统；

余热锅炉系统，用于吸收焦炉废烟气的余热和焦炉荒煤气的显热；

汽轮发电机，将接收到的过热蒸汽通过汽轮机带动发电机发电。

本发明提供的技术方案的有益效果是：

回收焦炉荒煤气显热和废烟气余热资源，产生高品质的过热蒸汽，过热蒸汽用于发电；大幅拓展了蒸汽利用途径，提高了余热回收的经济价值。

采用蒸汽作为焦炉荒煤气的冷却介质，可以有效的避免以水为冷却介质所带来的生产隐患，有利于焦炉的安全生产。

附图说明

图1是联合利用焦炉荒煤气显热和废烟气余热的发电系统结构图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，对本发明实施方式作进一步地详细描述：

本实施例提供了一种联合利用焦炉荒煤气显热和废烟气余热的发电系统，该系统包括废烟气系统、荒煤气系统、汽水系统、余热锅炉系统和汽轮发电系统，所述

废烟气系统，用于将焦炉废烟气通过焦炉烟道引出进入余热锅炉系统；

焦炉废烟气从焦炉烟道中引出，进入余热锅炉后通过余热锅炉蒸发器、余热锅炉省煤器，然后通过锅炉出口经引风机重新送回焦炉原有的排烟系统。

荒煤气系统，采用低压蒸汽作为焦炉荒煤气的冷却介质，吸收荒煤气显热；

焦炉荒煤气在焦炉顶部汇集后进入上升管，加热布置在上升管中的蒸汽过热器，荒煤气温度大约降低100度后，进入桥管、集气管，然后进入焦化后续的净化系统。

汽水系统，用于将冷凝水通过给水泵送至余热锅炉省煤气和余热锅炉蒸发器产生饱和蒸汽，所述饱和蒸汽通过蒸汽过热器产生过热蒸汽，并将过热蒸汽汇集输送到发电系统；其中，过热蒸汽在集汽箱汇集后，送入汽轮发电机组做功发电。

余热锅炉系统，用于吸收焦炉废烟气的余热和焦炉荒煤气的显热；

所述余热锅炉系统包括余热锅炉省煤器、余热锅炉蒸发器、余热锅炉过热器和余热锅炉锅筒，所述余热锅炉省煤器、余热锅炉蒸发器和余热锅炉过热器分别与所述余热锅炉锅筒连接。

汽轮发电机，将接收到的过热蒸汽通过汽轮机带动发电机发电；

采用从焦炉上升管内蒸汽过热器出来的过热蒸汽发电，过热蒸汽在集气箱汇集后，进入凝汽式汽轮机，汽轮机带动发电机发电，所发电力并入电站附近变电站。

结合附图对本实施例进行详细说明：

来自汽轮机凝汽器7的除盐水通过除氧后，进入余热锅炉省煤器1吸收焦炉废烟气低温段余热后，进入余热锅炉锅筒10，余热锅炉锅筒水通过余热锅炉蒸发器2吸收焦炉废烟气高温段余热，产生饱和蒸汽。饱和蒸汽从余热锅炉锅筒中输出，送入布置在焦炉上升管3中的蒸汽过热器管道，各上升管中蒸汽过热器产生的过热蒸汽4在集汽箱5中汇集后，送入汽轮发电机组中的汽轮机6做功发电，做完功的乏汽在凝汽器中凝结为水，冷凝水经过水泵8，重新送入余热锅炉省煤器中。

来自焦炉烟道的280度左右的废烟气，通过管道引入到余热锅炉，分别经过余热锅炉蒸发器蒸发器和余热锅炉省煤器后，从余热锅炉底部排出。

上述实施例是不改变焦炉原有的荒煤气生产流程，来自焦炉炭化室的荒煤气经过上升管时，加热布置在各个上升管中蒸汽管道的蒸汽，经过冷凝的荒煤气通过焦炉集气管9送入集气器，进入焦炉原有的后续净化系统。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种联合利用焦炉荒煤气显热及废烟气余热的发电系统，其特征在于，所述系统包括废烟气系统、荒煤气系统、汽水系统、余热锅炉系统和汽轮发电机，所述

废烟气系统，用于将焦炉废烟气通过焦炉烟道引出进入余热锅炉系统；

荒煤气系统，采用低压蒸汽作为焦炉荒煤气的冷却介质，吸收荒煤气显热；

汽水系统，用于将冷凝水通过给水泵送至余热锅炉省煤器和余热锅炉蒸发器产生饱和蒸汽，所述饱和蒸汽通过蒸汽过热器产生过热蒸汽，并将过热蒸汽汇集输送到发电系统；

余热锅炉系统，用于吸收焦炉废烟气的余热和焦炉荒煤气的显热；

汽轮发电机，将接收到的过热蒸汽通过汽轮机带动发电机发电，该发电是采用从焦炉上升管内蒸汽过热器出来的过热蒸汽发电，过热蒸汽在集气箱汇集后，进入凝汽式汽轮机，然后由汽轮机带动发电机发电；

所述焦炉废烟气系统通过焦炉烟道与余热锅炉连接；所述荒煤气系统包括焦炉上升管、焦炉烟道、焦炉集气管；

所述余热锅炉系统包括余热锅炉省煤器、余热锅炉蒸发器、余热锅炉过热器和余热锅炉锅筒，所述余热锅炉省煤器、余热锅炉蒸发器和余热锅炉过热器分别与所述余热锅炉锅筒连接；

上述系统在实施的过程中，将来自汽轮机凝汽器的除盐水通过除氧后，进入余热锅炉省煤器吸收焦炉废烟气低温段余热后，进入余热锅炉锅筒，余热锅炉锅筒水通过余热锅炉蒸发器吸收焦炉废烟气高温段余热，产生饱和蒸汽，饱和蒸汽从余热锅炉锅筒中输出，送入布置在焦炉上升管中的蒸汽过热器管道，各上升管中蒸汽过热器产生的过热蒸汽在集汽箱中汇集后，送入汽轮发电机中的汽轮机做功发电，做完功的乏汽在凝汽器中凝结为水，冷凝水经过水泵，重新送入余热锅炉省煤器中，且来自焦炉烟道的280度的废烟气，通过管道引入到余热锅炉，分别经过余热锅炉蒸发器和余热锅炉省煤器后，从余热锅炉底部排出；

所述余热锅炉省煤器，布置在余热锅炉本体内，用于吸收焦炉废烟气低温段余热，并送入余热锅炉锅筒；

所述余热锅炉蒸发器，布置在余热锅炉本体内，用于吸收焦炉废烟气高温段余热，产生饱和蒸汽；

所述余热锅炉过热器，布置在焦炉上升管内，用于吸收焦炉荒煤气显热，并利用焦炉荒煤气显热加热所述饱和蒸汽，产生过热蒸汽；

所述汽轮机发电机包括水泵和设置有凝汽器的汽轮机，所述汽轮机通过水泵与所述余热锅炉省煤器连接。