CN104390201A - 新型受热面布置结构的高温高压自然循环干熄焦余热锅炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型受热面布置结构的高温高压自然循环干熄焦余热锅炉，包括锅炉进口处转弯室和锅炉水平及尾部烟道四壁的悬挂式的受热面（2），受热面（2）由膜式水冷壁包覆；从锅炉进口处转弯室沿着烟气流动方向依次设有前置水平蒸发器（1）、二次过热器（10）、一次过热器（11）、光管蒸发器（5）、鳍片管蒸发器（4）和省煤器（3），前置水平蒸发器（1）将烟气温度降低90～110℃，省煤器（3）的沸腾率在10%以上。本发明的发电效率高，炼焦过程的热效率也更高，同时焦炭的质量得到了改善，焦炭产率得到提高，优化了高炉生产。

Description

新型受热面布置结构的高温高压自然循环干熄焦余热锅炉

技术领域

本发明涉及一种用于焦化工艺流程中红焦余热回收利用的干熄焦余热锅炉，尤其是一种新型受热面布置结构的高温高压自然循环干熄焦余热锅炉。

背景技术

我国是焦炭生产和消费大国，2010年和2011年焦炭产量分别达3.88亿吨和4.2亿吨，消费量分别达3.84亿吨和4.0亿吨，生产和消费量均超过世界总量的60％，稳居世界第一位。但焦化行业是一个高消耗、高污染的行业，在生产过程中，不仅消耗大量的焦煤等资源，同时还产生大量的焦化废水、粉尘、废烟气等污染物，对环境危害大，因此，焦化行业被列为节能减排降耗重点行业，资源与环境问题已成为目前焦化行业发展的重要瓶颈。通过改进焦化工艺技术，降低物耗能耗、减少环境污染、提高生产效率和产品质量是焦化行业实现可持续发展的必然选择。

干熄焦技术具有节能、环保、提高焦炭质量的三重效益。干熄焦工艺与传统的湿熄焦工艺相比，干熄焦以蒸汽形式可回收利用红焦83％左右的显热。平均每熄1t焦炭可回收3.9MPa，450℃蒸汽0.45t～0.55t，发达国家可产0.6t左右，回收热量约为1.35GJ，使炼焦过程的热效率提高10个百分点以上。一般年产110万吨焦炭的系统需配备容量为150t/h的干熄焦装置，相对湿熄焦可节约47.99×103吨标准煤，则一套寿命为20年的装置节约959.8×103吨煤，相当于节省364.7×106RMB(以单价380RMB/吨煤计算)，同时干熄焦可以改善焦炭质量，降低高炉焦比，或在配煤中多用10～15％的弱粘结性煤。

相对湿熄焦，干熄焦每熄一吨焦炭可节省水0.5t，一套年产焦炭大约110万吨干熄焦装置，每年节约用水量30万吨。每年可减少136,732吨CO2排放量，同时每年减少约43万吨废蒸汽排向大气，43万吨废蒸汽中含有约43t酚、12t氰化物、硫化氰20t、50t氨以及300t焦炭粉尘，改善大气环境。

干熄焦可以产生用于发电的动力蒸汽(5t蒸汽相当于1t动力煤)，相同的发电量能力下，可以避免动力煤发电对环境的污染，110万吨配套的CDQ相当于每年减少约10万吨燃煤对大气的影响。

据统计，我国现有大小焦化厂140余家，500余座焦炉，其中大中型焦炉160余座年产焦炭5000余万吨，拥有可回收的余热蒸汽约2500万吨，若用于发电，年可发电65亿kw·h，价值29亿元。我国已投产和在建的干熄焦装置共155套，干熄焦炭能力达到15508万吨，占全国炼焦产能的34.5％。已投产干熄焦装置102套，干熄焦炭能力9924万吨，占2009年我国焦炭产量的27.9％。可见，余热锅炉潜在的效益是巨大的，干熄焦技术在国内现有焦化厂的改造中将有很大的市场潜力，从目前干熄焦余热锅炉运行状况分析，干熄焦余热锅炉技术还有提升空间，对如何提高余热回收效率和运行安全性是亟待解决的问题。

发明内容

本发明为了解决目前干熄焦余热锅炉的余热回收效率低下，安全性不高以及环境污染问题，为此提供了一种新型受热面布置结构的高温高压自然循环干熄焦余热锅炉，包括锅炉进口处转弯室和锅炉水平及尾部烟道四壁的悬挂式的受热面2，受热面2由膜式水冷壁包覆，以提高锅炉的密封性。从锅炉进口处转弯室沿着烟气流动方向依次设有前置水平蒸发器1、二次过热器10、一次过热器11、光管蒸发器5、鳍片管蒸发器4和省煤器3，前置水平蒸发器1将烟气温度降低90～110℃，提高了水循环的安全性，保护过热器的管壁超温。所述省煤器3的沸腾率在10％以上，提高了省煤器的出口工质焓值，减少锅筒内工质欠焓，不仅使得水冷壁受热面内水的起沸点高度降低，改善了蒸发器脉动性、多值性，同时对蒸发器受热面布置也十分有利。

本发明新型受热面布置结构的高温高压自然循环干熄焦余热锅炉，所述悬挂式的受热面2、光管蒸发器5和鳍片管蒸发器4中的汽水循环形式均为独立自然循环。

本发明新型受热面布置结构的高温高压自然循环干熄焦余热锅炉，所述受热面2通过悬挂结构进行悬挂，悬挂结构为带有独立自然循环系统的悬吊管8。

本发明新型受热面布置结构的高温高压自然循环干熄焦余热锅炉，所述悬吊管8和锅炉进口处转弯室内的膜式水冷壁上面均包裹有防磨不锈钢挡板。

本发明新型受热面布置结构的高温高压自然循环干熄焦余热锅炉，蒸发器均为水平布置，水平布置的蒸发器对锅炉整体受热面的布置更为方便，同时制造工作量也大为减小，而前置水平蒸发器1和二次过热器10的前四排管子均由金属喷涂管制成。

本发明新型受热面布置结构的高温高压自然循环干熄焦余热锅炉，所述前置水平蒸发器1、二次过热器10、一次过热器11、光管蒸发器5和鳍片管蒸发器4均采用整体悬挂结构，且组成了锅炉自然循环的汽水循环方式。

本发明新型受热面布置结构的高温高压自然循环干熄焦余热锅炉，所述前置水平蒸发器1、二次过热器10、一次过热器11、光管蒸发器5和鳍片管蒸发器4穿过尾部烟道四壁的受热面2后通过穿墙管密封件6密封。

所述光管蒸发器5、鳍片管蒸发器4和悬吊管8中的汽水循环形式均为自然循环。

本新型受热面布置结构的高温高压自然循环干熄焦余热锅炉，所述前置水平蒸发器1和二次过热器10的前四排管子均由金属喷涂管制成。

本发明的有益效果是：

本发明解决了高温高压自然循环干熄焦余热锅炉各个受热面热量分配优化问题、在低热负荷下二次过热器及水冷壁水循环安全性问题、高压自然循环水平蒸发管中水动力特性安全性问题。

本发明的发电效率更高，炼焦过程的热效率也更高，同时焦炭的质量得到了改善，焦炭产率得到提高，优化了高炉生产。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

如图1所示的。

如图1所示的新型受热面布置结构的高温高压自然循环干熄焦余热锅炉，包括锅炉进口处转弯室和锅炉水平及尾部烟道四壁的悬挂式的受热面2，受热面2由膜式水冷壁包覆，以提高锅炉的密封性。

从锅炉进口处转弯室沿着烟气流动方向依次设有前置水平蒸发器1、二次过热器10、一次过热器11、光管蒸发器5、鳍片管蒸发器4和省煤器3，所述前置水平蒸发器1和二次过热器10的前四排管子均由金属喷涂管制成。所述省煤器3的沸腾率在10％以上，提高了省煤器的出口工质焓值，减少锅筒内工质欠焓，不仅使得水冷壁受热面内水的起沸点高度降低，改善了蒸发器脉动性、多值性，同时对蒸发器受热面布置也十分有利。蒸发器均为水平布置，前置水平蒸发器1、二次过热器10、一次过热器11、光管蒸发器5和鳍片管蒸发器4穿过尾部烟道四壁的受热面2后通过穿墙管密封件6密封，水平布置的蒸发器对锅炉整体受热面的布置更为方便，同时制造工作量也大为减小。而其中的前置水平蒸发器用于提高锅炉进口处转弯室对进口烟气的吸热量，降低二次过热器前的烟气温度，降低了烟气温度90～110℃，使原有的900℃左右烟气温度降低至800℃左右，还能相应减少光管蒸发器和鳍片管蒸发器的受热面积，提高了水循环的安全性，保护过热器的管壁超温。

所述受热面2通过悬挂结构进行悬挂，悬挂结构为带有独立自然循环系统的悬吊管8，而悬挂式的受热面2、光管蒸发器5和鳍片管蒸发器4中的汽水循环形式也均为独立自然循环。前置水平蒸发器1、二次过热器10、一次过热器11、光管蒸发器5和鳍片管蒸发器4均采用整体悬挂结构，且组成了锅炉自然循环的汽水循环方式。另外，在悬吊管8和锅炉进口处转弯室内的膜式水冷壁上面还包裹有防磨不锈钢挡板。

将本发明的运行参数设为：配干熄焦能力为75～150t/h,蒸汽压力为4.6～9.82MPa，过热蒸汽温度为450～540℃，蒸汽产量位46～86t/h。在同样的循环烟气参数与中温中压复合循环干熄焦余热锅炉相比较，其热力循环效率能提高5％，发电效率提高15％。可回收利用红焦显热的85％左右，使炼焦过程的热效率提高10个百分点以上，相当于平均每熄1吨焦炭可回收热量可产3.9MPa，450℃蒸汽0.45～0.6t左右。同时焦炭的质量得到改善，焦炭产率得到提高，优化了高炉生产。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (7)

1.一种新型受热面布置结构的高温高压自然循环干熄焦余热锅炉，其特征是：包括锅炉进口处转弯室和锅炉水平及尾部烟道四壁的悬挂式的受热面（2），受热面（2）由膜式水冷壁包覆； 从锅炉进口处转弯室沿着烟气流动方向依次设有前置水平蒸发器（1）、二次过热器（10）、一次过热器（11）、光管蒸发器（5）、鳍片管蒸发器（4）和省煤器（3），前置水平蒸发器（1）将烟气温度降低90～110℃，省煤器（3）的沸腾率在10%以上。

2.根据权利要求1所述的新型受热面布置结构的高温高压自然循环干熄焦余热锅炉，其特征是：所述悬挂式的受热面（2）、光管蒸发器（5）和鳍片管蒸发器（4）中的汽水循环形式均为独立自然循环。

3.根据权利要求1所述的新型受热面布置结构的高温高压自然循环干熄焦余热锅炉，其特征是：所述受热面（2）通过悬挂结构进行悬挂，悬挂结构为带有独立自然循环系统的悬吊管（8）。

4.根据权利要求3所述的新型受热面布置结构的高温高压自然循环干熄焦余热锅炉，其特征是：所述悬吊管（8）和锅炉进口处转弯室内的膜式水冷壁上面均包裹有防磨不锈钢挡板。

5.根据权利要求1所述的新型受热面布置结构的高温高压自然循环干熄焦余热锅炉，其特征是：所述前置水平蒸发器（1）和二次过热器（10）的前四排管子均由金属喷涂管制成。

6.根据权利要求1所述的新型受热面布置结构的高温高压自然循环干熄焦余热锅炉，其特征是：所述前置水平蒸发器（1）、二次过热器（10）、一次过热器（11）、光管蒸发器（5）和鳍片管蒸发器（4）均采用整体悬挂结构，且组成了锅炉自然循环的汽水循环方式。

7.根据权利要求1所述的新型受热面布置结构的高温高压自然循环干熄焦余热锅炉，其特征是：所述前置水平蒸发器（1）、二次过热器（10）、一次过热器（11）、光管蒸发器（5）和鳍片管蒸发器（4）穿过尾部烟道四壁的受热面（2）后通过穿墙管密封件（6）密封。