CN104213951B

CN104213951B - 焦炉余热多组利用系统

Info

Publication number: CN104213951B
Application number: CN201310218798.2A
Authority: CN
Inventors: 蔡景辉; 张小安; 黄悦
Original assignee: Shield (tianjin) Energy Saving System Co Ltd
Current assignee: Hebi Dunan heating Co., Ltd
Priority date: 2013-06-03
Filing date: 2013-06-03
Publication date: 2017-11-28
Anticipated expiration: 2033-06-03
Also published as: CN104213951A

Abstract

本发明公开一种焦炉余热多组利用系统，包括，干熄焦余热锅炉、汽轮机、热泵供暖系统、除氧器、变频水泵和焦炉烟气余热利用装置；干熄焦余热锅炉通过汽轮机与热泵供暖系统连接；除氧器输入端分别与热泵供暖系统通过凝汽器凝结成水的凝水管路、汽轮机和焦炉烟气余热利用装置连接；除氧器输出端通过变频水泵与干熄焦余热锅炉连接。有益效果是：热泵供暖、焦炉烟气余热回收和干熄焦余热发电系统的集合，实现热电联供；并利用焦炉烟气余热为除氧器加热，减少汽轮机抽气量、提高干熄焦系统发电量；除氧后的水被再次送入干熄焦余热锅炉内，减少水资源浪费；特别是延引热泵供暖模块的生活热水供应装置，提高焦化厂内能源综合利用效率，缩短了投资回收期。

Description

焦炉余热多组利用系统

技术领域

本发明涉及一种余热回收系统；特别是涉及一种焦炉余热多组利用系统。

背景技术

熄焦方式由干法熄焦代替了早期的湿法熄焦的熄焦方式。干法熄焦基本消除了熄焦时对环境的污染、同时提高了焦炭质量，并通过回收红焦的显热进行发电。目前，钢铁联合企业能够将干法熄焦装置所发的电量全部使用，且能够获得干法熄焦的延伸收益，而独立焦化企业常常因为无法将干法熄焦装置所发电量全部使用而必须将剩余电量上网，而上网的电价又较低严重影响企业的投资回收期。目前，干法熄焦装置所回收的余热能够提供电力和蒸汽两种能源方式，在没有用蒸汽需求的情况下，干法熄焦装置所提供的能源型式显得比较单一。专利公开号为202561871U，公开了一种利用冷却循环水余热的供暖系统，干法熄焦系统所产生余热得到了较好的应用；但是，干法熄焦系统目前还是沿用冷却塔装置，水和电的损耗较大；另外，焦炉中仍然还有许多余热未被充分有效的利用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种焦炉废烟气和干法熄焦发电系统所产生的冷却循环水和余热的多组利用系统。

本发明所采用的技术方案是：一种焦炉余热多组利用系统，包括，干熄焦余热锅炉、汽轮机和热泵供暖系统；所述干熄焦余热锅炉与汽轮机连接，所述汽轮机与热泵供暖系统连接；还包括有，除氧器、变频水泵和焦炉烟气余热利用装置；所述除氧器的输入端分别与热泵供暖系统通过凝汽器凝结成水的凝水管路、汽轮机和焦炉烟气余热利用装置连接；所述除氧器的输出端通过变频水泵与干熄焦余热锅炉连接。

所述焦炉烟气余热利用装置包括，变频引风机、焦炉烟气余热锅炉和除盐水箱；所述除氧器的输入端与焦炉烟气余热锅炉连接；所述焦炉烟气余热锅炉还分别与焦炉排烟烟道、低压管网和除盐水箱连接。

所述焦炉烟气余热锅炉通过变频引风机接收焦炉排烟烟道的余热，在焦炉烟气余热锅炉与低压管网之间安装有第三阀门；在所述汽轮机与除氧器之间安装有第一阀门，在所述焦炉烟气余热锅炉与除氧器之间安装有第二阀门；在所述除氧器和凝汽器之间设置有凝水泵。

焦炉余热多组利用系统还包括有热水供应装置；所述热水供应装置与热泵供暖系统中换热器连接。

所述热水供应装置，包括，板式换热器、第三单向阀、过滤器和膨胀水箱；所述热泵供暖系统中热交换器的热水端与板式换热器的热水侧进水口连接，板式换热器的吸热端热水侧出水口与生活终端连接；所述膨胀水箱通过过滤器分别与生活终端和通过第三单向阀与板式换热器的吸热端冷水侧的进水口连接，经板式换热器降温后的水通过板式换热器的冷水出口返回热泵供暖系统的回水管。

在所述板式换热器的热水侧出水口与生活终端之间形成有热水环路，环路上设置有电动三通阀、第二温度传感器和给水泵。

在所述板式换热器的吸热端水出口侧安装有第一温度传感器，在所述板式换热器的热源端水出口侧安装有电磁阀。

所述过滤器与生活终端之间安装有截止阀和第一单向阀；在所述给水泵和板式换热器的吸热端进水口之间设置有第二单向阀，在第三单向阀和板式换热器的吸热端进水口之间设置有安全阀。

本发明的有益效果是：由于集合了热泵供暖模块、焦炉烟气余热回收模块、干熄焦余热发电系统，实现了热电联供；另外，由于系统除氧器有效利用了焦炉烟气余热为除氧器进行加热，减少了汽轮机的抽气量、提高了干熄焦系统的发电量;同时，除氧后的水被再次送入干熄焦余热锅炉内，实现水的有效利用，减少了水资源的浪费；特别是延引了热泵供暖模块的生活热水供应装置，有效提高了焦化厂内能源综合利用效率，缩短了投资回收期。

附图说明

图1是本发明焦炉烟气余热利用装置和热泵供暖系统的平面结构示意图；

图2是本发明焦炉余热多组利用系统的平面结构示意图。

图中：

1、干熄焦余热锅炉 2、汽轮机 3、第一阀门

4、第二阀门 5、除氧器 6、变频水泵

7、变频引风机　　 8、焦炉烟气余热锅炉 9、除盐水箱

10、第三阀门 11、热泵供暖系统 12、凝汽器

13、板式换热器 14、第一温度传感器 15、电磁阀

16、电动三通阀 17、第二温度传感器 18、第一单向阀

19、第二单向阀 20、给水泵 21、截止阀

22、第三单向阀 23、过滤器 24、膨胀水箱 25、安全阀。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

如图1和图2所示，本发明焦炉余热多组利用系统，包括，干熄焦余热锅炉1、汽轮机2、热泵供暖系统11，除氧器5、变频水泵6、焦炉烟气余热利用装置和热水供应装置；所述干熄焦余热锅炉1与汽轮机2连接，所述汽轮机2与热泵供暖系统11连接；所述除氧器5与热泵供暖系统11中的凝汽器12凝结成水的凝水管路连接，经凝汽器12凝结成的凝水通过凝水泵送入除氧器5中；除氧器5并与汽轮机2和焦炉烟气余热锅炉8连接，接收蒸汽；除氧器5通过变频水泵6与干熄焦余热锅炉1连接，将除氧后的水送入干熄焦余热锅炉；所述焦炉烟气余热锅炉8与来自焦炉排烟烟道连接，通过变频引风机7接收焦炉排烟烟道的余热，焦炉烟气余热锅炉8与除盐水箱9连接，焦炉烟气余热锅炉8与低压管网之间安装有第三阀门10；在所述汽轮机2与除氧器5之间安装有第一阀门3，切换汽轮机2的抽气状态；在所述焦炉烟气余热锅炉8与除氧器5之间安装有第二阀门4；切换焦炉烟气余热锅炉8的蒸汽状态。

所述热水供应装置，包括，板式换热器13、第三单向阀22、过滤器23和膨胀水箱24；所述热泵供暖系统11中热交换器的热水端与板式换热器13的热水侧进水口连接，板式换热器13的吸热端热水侧出水口与生活终端连接；所述膨胀水箱24通过过滤器23分别与生活终端和通过第三单向阀22与板式换热器13的吸热端冷水侧的进水口连接，经板式换热器13降温后的水通过板式换热器13的冷水出口返回热泵供暖系统11的回水管。

在板式换热器13的热水侧出水口与生活终端之间形成有热水环路，环路上设置有电动三通阀16、监测生活热水温度的第二温度传感器17和给水泵20；所述膨胀水箱24的冷水通过过滤器23、截止阀21和第一单向阀18与生活终端连接；另外，膨胀水箱24的冷水通过过滤器23、第三单向阀22和安全阀25与板式换热器13的吸热端进水口连接；给水泵20通过单向阀19与板式换热器13的吸热端进水口连接；在板式换热器13的吸热端水出口侧安装有第一温度传感器14，在板式换热器13的热源端水出口侧安装有电磁阀15。

热泵供暖系统11已在专利公开号为202561871U中进行详细说明，本技术方案不再对此进行赘述。

本发明的工作原理是：来自干熄焦余热锅炉1的蒸汽进入汽轮机2进行膨胀做功，带动发电机发电，做功后的乏汽进入凝汽器12被凝结成液态，通过凝水泵送入除氧器5进行除氧，在除氧器5内被汽轮机2的抽气或焦炉烟气余热锅炉8产生的0.8-1MPa的饱和蒸汽加热，通过变频水泵送入干熄焦余热锅炉1内重新生成高压蒸汽；汽轮机和焦炉烟气余热锅炉这两部分的蒸汽，可以根据现场情况通过第一阀门3和第二阀门4的开关进行合理切换。正常情况下，除氧器5所需蒸汽主要来自焦炉烟气余热锅炉8；如发生紧急情况，可关闭阀门4，打开阀门3切换到汽轮机2的抽气状态。来自焦炉排烟烟道的部分烟气通过变频引风机7送入焦炉烟气余热锅炉8，加热除盐水箱9中的除盐水，并产生0.8-1MPa饱和蒸汽，换热后的烟气温度在170℃左右，排入焦炉排烟烟道。通过第三阀门10的开启和第二阀门4的关闭，将焦炉余热锅炉生产的蒸汽送入厂低压管网，此时，除氧蒸汽可打开第一阀门3由汽轮机抽气完成。

来自热泵供暖系统11的热水通过板式换热器13加热吸热侧的生活水，降温后返回热泵供暖系统11的回水管；膨胀水箱24的冷水通过过滤器23除去杂质后经由第三单向阀22后与通过第二单向阀19的低温热水一起进入板式换热器13的吸热侧进水口，被热源侧的热水加热后的水经过生活用水环路的电动三通阀16后供给洗浴或生活热水使用。第二温度传感器17负责监测生活热水的温度，温度达到限定值后，电动三通阀16进行通路切换，热水将不通过板式换热器13加热，只通过水泵20进行短路循环。用户处的生活热水的水温可通过来自截止阀21和第一单向阀18的冷水进行调温。第一温度传感器14负责监测板式换热器13吸热侧换热后的热水温度，并由电磁阀15进行动态调节热源侧的热水流量。为了保证生活热水循环管路的安全，设置了安全阀25能够保证系统出现紧急状况下，自动开启进行泄压。

本发明焦炉余热再利用系统完整的集合了热泵供暖模块、焦炉烟气余热回收模块、干熄焦余热发电系统，实现了热电联供。电动热泵及相关水泵、变频引风机等动力设备的耗电均由干熄焦发电系统提供，吸收式热泵需要汽轮机抽气，因此降低了干熄焦发电量，平衡了电和热的供应比例，有效避免了干熄焦上网电价低造成的整体收益下降的弊端，提高了能源的综合利用水平，降低了投资回收期。

值得指出的是，本发明的保护范围并不局限于上述具体实例方式，根据本发明的基本技术构思，也可用基本相同的结构，可以实现本发明的目的，只要本领域普通技术人员无需经过创造性劳动，即可联想到的实施方式，均属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种焦炉余热多组利用系统，包括，干熄焦余热锅炉（1）、汽轮机（2）和热泵供暖系统（11）；所述干熄焦余热锅炉（1）与汽轮机（2）连接，所述汽轮机（2）与热泵供暖系统（11）连接；其特征在于，还包括有，除氧器（5）、变频水泵（6）、焦炉烟气余热利用装置和热水供应装置；所述除氧器（5）的输入端分别与热泵供暖系统（11）通过凝汽器（12）凝结成水的凝水管路、汽轮机（2）和焦炉烟气余热利用装置连接；所述除氧器（5）的输出端通过变频水泵（6）与干熄焦余热锅炉（1）连接；所述热水供应装置与热泵供暖系统（11）中换热器连接；所述热水供应装置，包括，板式换热器（13）、第三单向阀（22）、过滤器（23）和膨胀水箱（24）；所述热泵供暖系统（11）中热交换器的热水端与板式换热器（13）的热水侧进水口连接，板式换热器（13）的吸热端热水侧出水口与生活终端连接；所述膨胀水箱（24）通过过滤器（23）分别与生活终端和通过第三单向阀（22）与板式换热器（13）的吸热端冷水侧的进水口连接，经板式换热器（13）降温后的水通过板式换热器（13）的冷水出口返回热泵供暖系统（11）的回水管。

2.根据权利要求1所述的焦炉余热多组利用系统，其特征在于，所述焦炉烟气余热利用装置包括，变频引风机（7）、焦炉烟气余热锅炉（8）和除盐水箱（9）；所述除氧器（5）的输入端与焦炉烟气余热锅炉（8）连接；所述焦炉烟气余热锅炉（8）还分别与焦炉排烟烟道、低压管网和除盐水箱（9）连接。

3.根据权利要求1或2所述的焦炉余热多组利用系统，其特征在于，所述焦炉烟气余热锅炉（8）通过变频引风机（7）接收焦炉排烟烟道的余热，在焦炉烟气余热锅炉（8）与低压管网之间安装有第三阀门（10）；在所述汽轮机（2）与除氧器（5）之间安装有第一阀门（3），在所述焦炉烟气余热锅炉（8）与除氧器（5）之间安装有第二阀门（4）；在所述除氧器（5）和凝汽器（12）之间设置有凝水泵。

4.根据权利要求1所述的焦炉余热多组利用系统，其特征在于，在所述板式换热器（13）的热水侧出水口与生活终端之间形成有热水环路，环路上设置有电动三通阀（16）、第二温度传感器（17）和给水泵（20）。

5.根据权利要求1所述的焦炉余热多组利用系统，其特征在于，在所述板式换热器（13）的吸热端水出口侧安装有第一温度传感器（14），在所述板式换热器（13）的热源端水出口侧安装有电磁阀（15）。

6.根据权利要求1所述的焦炉余热多组利用系统，其特征在于，所述过滤器（23）与生活终端之间安装有截止阀（21）和第一单向阀（18）；在给水泵（20）和板式换热器（13）的吸热端进水口之间设置有第二单向阀（19），在第三单向阀（22）和板式换热器（13）的吸热端进水口之间设置有安全阀（25）。