CN103242865B - 焦炉荒煤气余热发电装置 - Google Patents

Abstract

焦炉荒煤气余热发电装置使用于钢铁及焦化行业焦炉荒煤气初冷余热发电的技术领域，焦炉荒煤气余热发电装置，由烟气系统装置和汽水系统装置构成，本焦炉荒煤气余热发电装置及发电方法实际运行稳定，热效率高、启动性能好，避免直接排放引起空气污染，改善生态环境的同时节约生产成本，提高循环经济效率，又可以产生电能，创造利润。

Description

焦炉荒煤气余热发电装置

技术领域

 本发明属于钢铁及焦化行业焦炉荒煤气初冷余热发电装置，具体说是一种焦炉荒煤气余热发电装置。

背景技术

在炼焦过程中产生大量荒煤气，目前，国内钢铁及焦化行业在利用荒煤气余热方面均采用传统的氨水冷却方式，荒煤气以650～750℃温度离开焦炉，带出的热量占炼焦耗热总量的32%左右，荒煤气经上升管至管桥，常规工艺下，在管桥处喷洒70～75℃循环氨水将荒煤气降温至80～85℃，然后经初冷器将煤气冷却至21～35℃，氨水经冷却和除焦油后循环使用。在此过程中，荒煤气带出的大部分能量转移到循环氨水中，变成了低温乏热无法利用，目前，国内钢铁及焦化行业在利用荒煤气余热方面均采用传统的氨水冷却方式，造成了能量的巨大浪费。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种能高效地阶梯式回收焦炉荒煤气中的余热，充分利用余热的同时极大地降低氨水使用量，从而降低生产成本，并产生过热蒸汽用于发电，运行稳定，自动化程度高，除需少量操作人员外，大多设备可实现无人值守，焦化行业循环经济循环效率提高的焦炉荒煤气余热发电装置。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术改进：

焦炉荒煤气余热发电装置，由烟气系统装置和汽水系统装置构成，作为本发明的技术特征，烟气系统装置为焦炉荒煤气集气总管、高温旋风除尘器、火管锅炉、煤气冷却器和中压省煤器依次由烟气管道连接构成，中压省煤器出口处设有引风机，引风机的出口与后续生产工艺管道连接，形成回路；汽水系统装置分为低压回路和中压回路，其中低压回路为低压给水泵、低压锅筒和低压蒸发器由下降管a依次连接，低压蒸发器和低压锅筒由上升管a连接，低压锅筒连接引出管a，中压回路为中压给水泵、中压省煤器和中压锅筒依次连接，中压锅筒与火管锅炉之间由上升管b和下降管b双向连接；中压锅筒通过引出管与中压过热器连接，中压过热器通过主蒸汽管道与汽轮发电机组和冷凝器连接；冷凝器通过管道与除氧器连接，除氧器分别与低压给水泵和中压给水泵连接。

作为本发明的进一步改进，煤气冷却器内设有焦油喷淋装置，焦油喷淋装置经管道与油渣分离器连接，油渣分离器经焦油泵与低压蒸发器连接。

作为本发明的进一步改进，引出管a的一端与除氧器连接，另一端与低压蒸发器连接。

作为本发明的进一步改进，汽轮发电机组和中压过热器之间的主蒸汽管道上、油渣分离器的排渣管道上、高温旋风除尘器的排尘管道上及火管锅炉的进出口烟气道管上均设有阀门。

作为本发明的进一步改进，冷凝器与除氧器之间的管道上设有凝结水泵。

作为本发明的进一步改进，与中压锅筒连接的火管锅炉不少于一个。

本发明经过上述技术改进，达到了如下有益效果：

一、装置采用灵活的分块布置，能根据现场空间情况分散布置，占地面积小，可以充分利用现场空间；

二、装置中压蒸发器采用火管锅炉模块，可根据需要布置多台火管锅炉，多台火管锅炉模块共用一个锅筒，可实现多台锅炉运行，一台锅炉清扫或检修，从而实现多用一检；

三、风机的设置，作为荒煤气流动的动力，并将经余热锅炉换热后的低温煤气送到后续生产工艺管道，避免直接排放引起空气污染。

四、运行稳定，热效率高、启动性能好。

五、可极大地减少循环冷却氨水使用量，在本系统运行时，基本不需要使用循环氨水，从而实现在减小污水排放量，改善生态环境的同时节约生产成本。

六、既可以降低焦化行业生产成本，提高循环经济效率，又可以产生电能，创造利润。

 附图说明

图为本发明焦炉荒煤气余热发电装置整体结构示意图。

 具体实施方式

焦炉荒煤气余热发电装置，由烟气系统装置和汽水系统装置构成，所述的烟气系统装置为焦炉荒煤气集气总管1、高温旋风除尘器3、火管锅炉4、煤气冷却器5和中压省煤器6依次由烟气管道连接构成，中压省煤器6出口处设有引风机7，引风机的出口与后续生产工艺管道连接，形成回路；汽水系统装置分为低压回路和中压回路，其中低压回路为低压给水泵8、低压锅筒9和低压蒸发器10由下降管a11依次连接，低压蒸发器10和低压锅筒9由上升管a16连接，低压锅筒9连接引出管a12，中压回路为中压给水泵13、中压省煤器6和中压锅筒15依次连接，中压锅筒15与火管锅炉4之间由上升管b17和下降管b18双向连接；中压锅筒15、中压过热器20、汽轮发电机组21和冷凝器22由引出管b23连接；冷凝器22通过管道与除氧器19连接，除氧器19分别与低压给水泵8和中压给水泵13连接。

所述的煤气冷却器5内设有焦油喷淋装置24，焦油喷淋装置24经管道与油渣分离器25连接，油渣分离器25经焦油泵26与低压蒸发器10连接。

所述的引出管a12的末端一端与除氧器19连接，另一端与低压蒸发器10连接。

所述的汽轮发电机组21和中压过热器20之间的主蒸汽管道上、油渣分离器25的排渣管道上、高温旋风除尘器3的排尘管道上及火管锅炉4的进出口烟气道管上均设有阀门。

所述的冷凝器22与除氧器19之间的管道上设有凝结水泵2。

所述的与中压锅筒15连接的火管锅炉4不少于一个。

烟气系统流程

烟气以布置在中压省煤器模块出口的风机为流动力，荒煤气从焦炉荒煤气集气总管出来，依次流经高温旋风除尘器、中压过热器模块、火管锅炉模块、煤气冷却器、中压省煤器模块，然后经风机送回后续生产工艺管道。高温荒煤气流经中压过热器模块、火管锅炉模块、中压省煤器模块内的各受热面，加热在受热面管内流动的介质（汽、水），由于烟气和受热面管内介质的不断热交换，使得烟气温度逐步降低，200℃左右送至风机入口，然后由引风机送回后续生产工艺管道。在煤气冷却器装置中，采用喷淋焦油的方式冷却火管锅炉出口的烟气，冷却后的烟气被送到中压省煤器模块，此过程中产生的热焦油由焦油泵送至低压蒸发器模块，加热低压蒸发器模块中介质，产生低压饱和蒸汽。冷却后的焦油继续在煤气冷却器中喷淋，从而达到循环使用的目的。

汽水系统流程

低压回路：

除氧合格水由低压给水泵送至低压锅筒，水经下降管进入低压蒸发器，在低压蒸发器内被热焦油加热，部分变成饱和蒸汽，汽水混合物通过上升管进入低压锅筒，经低压锅筒内汽水分离装置进行汽水分离后，低压饱和蒸汽通过引出管引出。一部分低压饱和蒸汽可用作除氧器除氧汽源，另一部分可并入蒸汽管网。

中压回路：

除氧合格水由中压给水泵送至中压省煤器，在中压省煤器内水被加热一定温度后，进入中压锅筒。水经下降管进入多台火管锅炉模块，多台火管锅炉共用一个锅筒，在火管锅炉内水被高温烟气加热，产生汽水混合物进入中压锅筒，经过汽水分离后，饱和蒸汽通过引出管进入中压过热器模块，在中压过热器模块内，饱和蒸汽被加热成中压过热蒸汽。中压过热蒸汽被送至汽轮发电机组带动汽轮机发电，蒸汽做功后的乏气进入冷凝器，在冷凝器被凝结成水，凝结水通过凝结水泵进入除氧器除氧，然后再被送至锅炉循环使用。

Claims (6)

1.焦炉荒煤气余热发电装置，由烟气系统装置和汽水系统装置构成，其特征在于烟气系统装置为焦炉荒煤气集气总管（1）、高温旋风除尘器（3）、火管锅炉（4）、煤气冷却器（5）和中压省煤器（6），依次由烟气管道连接构成，中压省煤器（6）出口处设有引风机（7），引风机（7）的出口与后续生产工艺管道连接，形成回路；汽水系统装置分为低压回路和中压回路，其中低压回路为低压给水泵（8）、低压锅筒（9）和低压蒸发器（10）由下降管a（11）依次连接，低压蒸发器（10）和低压锅筒（9）由上升管a（16）连接，低压锅筒（9）连接引出管（12），中压回路为中压给水泵（13）、中压省煤器（6）和中压锅筒（15）依次连接，中压锅筒（15）与火管锅炉（4）之间由上升管b（17）和下降管b（18）双向连接；中压锅筒（15）通过引出管（12）与中压过热器（20）连接，中压过热器（20）通过主蒸汽管道（23）与汽轮发电机组（21）和冷凝器（22）连接；冷凝器（22）通过管道与除氧器（19）连接，除氧器（19）分别与低压给水泵（8）和中压给水泵（13）连接。

2.如权利要求1所述的焦炉荒煤气余热发电装置，其特征在于煤气冷却器（5）内设有焦油喷淋装置（24），焦油喷淋装置（24）经管道与油渣分离器（25）连接，油渣分离器（25）经焦油泵（26）与低压蒸发器（10）连接。

3. 如权利要求1所述的焦炉荒煤气余热发电装置，其特征在于引出管a（12）的一端与除氧器（19）连接，另一端与低压锅筒（9）连接。

4. 如权利要求1所述的焦炉荒煤气余热发电装置，其特征在于汽轮发电机组（21）和中压过热器（20）之间的主蒸汽管道上（23）、油渣分离器（25）的排渣管道上、高温旋风除尘器（3）的排尘管道上及火管锅炉（4）的进出口烟气道管上均设有阀门。

5. 如权利要求1或4所述的焦炉荒煤气余热发电装置，其特征在于冷凝器（22）与除氧器（19）之间的管道上设有凝结水泵（2）。

6. 如权利要求1所述的焦炉荒煤气余热发电装置，其特征在于与中压锅筒（15）连接的火管锅炉（4）不少于一个。