CN105651067A - 一种高温烟气热量集成系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高温烟气热量集成系统，涉及工业余热利用技术领域。该系统包括第一生产装置、第二生产装置和第三生产装置，第一生产装置包括工艺物料泵、换热器组和加热炉，第二生产装置包括分馏塔、塔底重沸炉和重沸器，第三生产装置包括第一余热锅炉、汽包、第二余热锅炉和导热油泵。本发明利用高温烟气余热加热导热油，将导热油输送至第一生产装置加热工艺物料一，提高工艺物料一进入加热炉的温度和高温烟气余热利用率，减少加热炉燃料气消耗；或者输送至第二生产装置加热分馏塔底油，部分或完全代替分馏塔底重沸炉，减少重沸炉燃料气消耗，节能环保，降低生产成本。

Description

一种高温烟气热量集成系统
技术领域
本发明涉及工业余热利用技术领域，尤其涉及一种高温烟气热量集成系统。
背景技术
目前，第一生产装置20＇包括工艺物料泵1＇、换热器组2＇和加热炉3＇(如图1所示)，工艺物料一经工艺物料泵1＇加压后，经换热器组2＇与工艺物料二进行换热，之后进入加热炉3＇被加热，完成生产工艺，该生产过程中加热炉消耗了大量燃料气。
与此同时，化工企业内存在大量物料通过重沸炉等加热，如图2所示，第二生产装置30＇包括分馏塔5＇和塔底重沸炉4＇，其中，分馏塔5＇底部抽出分两路，一路为塔底产品出装置，另一路经塔底重沸炉4＇加热后返回至分馏塔5＇底部。该加热过程中不仅消耗了大量燃料气或燃烧油，而且增加了所耗燃料成本。
如图3所示，第三生产装置40＇包括第一余热锅炉6＇，高温烟气进入第一余热锅炉6＇内，依次经过热段7＇、蒸发段8＇、省煤段9＇分别进行过热蒸汽、发生蒸汽和预热除氧水，出第一余热锅炉6＇的烟气送至烟囱，排烟温度达到170～280℃；除氧水进入第一余热锅炉6＇的省煤段9＇与烟气进行换热，出省煤段9＇的除氧水先进入汽包10＇、再进入第一余热锅炉6＇的蒸发段8＇与烟气进行换热，出蒸发段8＇的除氧水形成气液两相，进汽包10＇后进行气液分离，出汽包10＇的气相饱和蒸汽与自系统外来的饱和蒸汽混合后，进入第一余热锅炉6＇的过热段7＇与烟气进行换热，出过热段7＇的过热蒸汽则最终并入蒸汽管网。在该高温余热锅炉烟气热量回收过程中，高温烟气热量并没有得到充分高效利用，这与高热高用、温度对口、梯级利用的科学用能思想不符合,且省煤段存在烟道阻力大、污染严重等问题。如果将高温烟气热量用于顶替加热炉负荷，将减少加热炉的燃料气消耗，会给企业带来可观的经济效益。
上述的第一生产装置20＇、第二生产装置30＇和第三生产装置40＇仅从单装置考虑用热，未考虑生产装置间的热量集成，高温烟气余热利用率低，生产成本高。
综上，减少高温余热的产汽，将热量用于顶替加热炉负荷，减少加热炉燃料气消耗，不仅会带来可观的经济效益，同时也能解决燃料气短缺及蒸汽过剩的问题。
发明内容
本发明的目的是提出一种高温烟气余热利用率高，节能环保，生产成本低的高温烟气热量集成系统。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种高温烟气热量集成系统，包括第一生产装置、第二生产装置和第三生产装置，所述第一生产装置包括通过管道连接的工艺物料泵、换热器组和加热炉，所述第二生产装置包括通过管道连接的分馏塔和塔底重沸炉，所述第三生产装置包括通过管道连接的具有过热段、蒸发段和省煤段的第一余热锅炉和汽包，所述第二生产装置还包括与通过管道所述塔底重沸炉连接的重沸器；所述第三生产装置还包括第二余热锅炉和导热油泵，所述第二余热锅炉的导热油输入端通过管道与所述导热油泵的导热油输出端连接，其导热油输出端通过管道分别与所述第一生产装置和/或所述第二生产装置连接，所述导热油泵的导热油输入端通过管道与所述第二生产装置和/或所述第一生产装置连接；
第一路高温烟气经依次连接的所述第一余热锅炉的过热段、蒸发段、省煤段以及汽包分别与饱和蒸汽和除氧水进行换热后，与经所述第二余热锅炉与导热油进行换热后的第二路高温烟气混合，进入烟囱被排放；
出所述第二余热锅炉的第一路导热油通过管道经所述第一生产装置的换热器组与工艺物料一进行换热后，经所述导热油泵返回至所述第二余热锅炉；
出所述第二余热锅炉的第二路导热油通过管道经所述第二生产装置的重沸器与分馏塔底油进行换热后，经所述导热油泵返回至所述第二余热锅炉。
进一步的，所述第二路高温烟气经所述第二余热锅炉与导热油进行换热后，进入所述第一余热锅炉的蒸发段与所述第一路高温烟气混合。
进一步的，所述换热器组包括通过管道连接的第一换热器组和第二换热器组；
工艺物料一经所述工艺物料泵加压后，依次输送至所述第一换热器组和所述第二换热器组分别与工艺物料二和导热油进行换热，再进入所述加热炉内被加热。
进一步的，所述第二生产装置的塔底物料经所述重沸器与导热油换热后直接返回所述分馏塔或再经所述塔底重沸炉加热后返回所述分馏塔。
进一步的，所述第一生产装置中工艺物料一的温度T1为170℃～310℃。
进一步的，所述第二生产装置中分馏塔底油的温度T2为110℃～300℃。
进一步的，所述第三生产装置中高温烟气的温度T3为500℃～650℃。
本发明的有益效果为：
本发明提供了一种高温烟气热量集成系统，该高温烟气热量集成系统利用高温烟气的高温热量加热导热油，将导热油输送至第一生产装置加热工艺物料一，提高工艺物料一进入加热炉的温度，提高了高温烟气余热利用率，减少了加热炉燃料气消耗；同时，可将导热油输送至第二生产装置加热分馏塔底油，部分或完全代替分馏塔底重沸炉，减少重沸炉燃料气消耗，节能环保；生产装置余热锅炉少产的蒸汽可以由热电车间产汽锅炉补充，增加产汽锅炉燃煤消耗，由于燃料气价格比燃煤价格贵得多，降低了生产成本，将给炼油厂带来可观的经济效益。
附图说明
图1是现有的第一生产装置20＇的结构示意图；
图2是现有的第二生产装置30＇的结构示意图；
图3是现有的第三生产装置40＇的结构示意图；
图4是本发明优选实施例提供的高温烟气热量集成系统的结构示意图。
图中，1＇、工艺物料泵；2＇、第一换热器组；20＇、第一生产装置；3＇、加热炉；30＇、第二生产装置；4＇、塔底重沸炉；40＇、第三生产装置；5＇、分馏塔；6＇、第一余热锅炉；7＇、过热段；8＇、蒸发段；9＇、省煤段；10＇、汽包；
1、工艺物料泵；2、第一换热器组；20、第一生产装置；3、加热炉；30、第二生产装置；4、塔底重沸炉；40、第三生产装置；、分馏塔；6、第一余热锅炉；7、过热段；8、蒸发段；9、省煤段；10、汽包；11、第二余热锅炉；12、导热油泵；13、第二换热器组；14、重沸器。
具体实施方式
下面结合附图并通过优选实施例来进一步说明本发明的技术方案。
在现有技术基础上，将第一生产装置20＇、第二生产装置30＇和第三生产装置40＇相结合利用，本发明主要对第三生产装置40＇的结构进行了改进，提供了一种高温烟气热量集成系统，该高温烟气热量集成系统的结构如图4所示，其包括第一生产装置20、第二生产装置30和第三生产装置40，所述第一生产装置20包括通过管道连接的工艺物料泵1、换热器组和加热炉3，所述第二生产装置30包括通过管道连接的分馏塔5、塔底重沸炉4和通过管道塔底重沸炉4连接的重沸器14，所述第三生产装置40包括通过管道连接的具有过热段7、蒸发段8和省煤段9的第一余热锅炉6、汽包10、第二余热锅炉11和导热油泵12。所述第二余热锅炉6的蒸发段8通过管道与所述汽包10连接。
在本实施例中，所述第一生产装置20的换热器组包括通过管道连接的第一换热器组2和第二换热器组13。所述第二余热锅炉11的导热油输入端通过管道与所述导热油泵12的导热油输出端连接，其导热油输出端通过管道分别与所述第一生产装置20和所述第二生产装置30连接，所述导热油泵12的导热油输入端通过管道与所述第二生产装置30和所述第一生产装置20连接。
具体的工艺流程如下：
温度T3为500℃～650℃的第一路高温烟气通过烟气管道经依次连接的所述第一余热锅炉6的过热段7、蒸发段8、省煤段9以及汽包10分别与饱和蒸汽和除氧水换热进行过热蒸汽、发生蒸汽和预热除氧水，与经所述第二余热锅炉11与导热油进行换热后的第二路高温烟气混合，最终进入烟囱被排放。
优选的，所述第二路高温烟气经所述第二余热锅炉11与导热油进行换热，出所述第二余热锅炉11的烟气进入所述第一余热锅炉6的蒸发段8与所述第一路高温烟气混合，混合后排烟温度T4达到170～220℃。
温度T1为170℃～310℃的工艺物料一通过物料管道经所述工艺物料泵1加压后，输送至所述第一换热器组2与工艺物料二进行换热，之后输送至所述第二换热器组13与导热油进行换热后，再进入所述加热炉3内被加热至温度为260～365℃。
除氧水则通过除氧水管道先进入所述第一余热锅炉6的省煤段9与高温烟气换热，之后先后进入所述汽包10，所述汽包10内的除氧水再进入所述第一余热锅炉6的蒸发段8与高温烟气换热，出所述蒸发段8的除氧水形成气液两相，再次进入所述汽包10后进行气液分离，出所述汽包10的气相饱和蒸汽与外界系统的饱和蒸汽混合后，最终进入所述第一余热锅炉6的过热段7与高温烟气换热，出所述过热段7的过热蒸汽被排放进入蒸汽管网。
出所述第二余热锅炉11的导热油分为两路：第一路导热油通过管道经所述第一生产装置20的第二换热器组13与工艺物料一进行换热，出第二换热器组13的导热油返回所述导热油泵12的入口管道；第二路导热油通过管道经所述第二生产装置30的重沸器14与分馏塔底油进行换热，出塔底重沸器14的导热油返回所述导热油泵12的入口管道；换热后的两路导热油合并，经所述导热油泵12加压后输送至所述第二余热锅炉11与烟气进行换热。而第二生产装置30的塔底物料则经重沸器14与导热油换热后直接返回分馏塔5或再经塔底重沸炉4加热后返回分馏塔5。优选的，所述第二生产装置30中分馏塔底油的温度T2为110℃～300℃。
本发明高温烟气热量集成系统利用高温烟气的高温热量加热导热油，将导热油输送至第一生产装置加热工艺物料一，提高工艺物料一进入加热炉的温度，提高了高温烟气余热利用率，减少了加热炉燃料气消耗；同时，将导热油输送至第二生产装置加热分馏塔底油，部分或完全代替分馏塔底重沸炉，减少重沸炉燃料气消耗，节能环保；生产装置余热锅炉少产的蒸汽可以由热电车间产汽锅炉补充，增加产汽锅炉燃煤消耗，由于燃料气价格比燃煤价格贵得多，降低了生产成本，将给炼油厂带来可观的经济效益。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高温烟气热量集成系统，包括第一生产装置(20)、第二生产装置(30)和第三生产装置(40)，所述第一生产装置(20)包括通过管道连接的工艺物料泵(1)、换热器组和加热炉(3)，所述第二生产装置(30)包括通过管道连接的分馏塔(5)和塔底重沸炉(4)，所述第三生产装置(40)包括通过管道连接的具有过热段(7)、蒸发段(8)和省煤段(9)的第一余热锅炉(6)和汽包(10)，特征在于：所述第二生产装置(30)还包括与通过管道所述塔底重沸炉(4)连接的重沸器(14)；所述第三生产装置(40)还包括第二余热锅炉(11)和导热油泵(12)，所述第二余热锅炉(11)的导热油输入端通过管道与所述导热油泵(12)的导热油输出端连接，其导热油输出端通过管道分别与所述第一生产装置(20)和/或所述第二生产装置(30)连接，所述导热油泵(12)的导热油输入端通过管道与所述第二生产装置(30)和/或所述第一生产装置(20)连接；
第一路高温烟气经依次连接的所述第一余热锅炉(6)的过热段(7)、蒸发段(8)、省煤段(9)以及汽包(10)分别与饱和蒸汽和除氧水进行换热后，与经所述第二余热锅炉(11)与导热油进行换热后的第二路高温烟气混合，进入烟囱被排放；
出所述第二余热锅炉(11)的第一路导热油通过管道经所述第一生产装置(20)的换热器组与工艺物料一进行换热后，经所述导热油泵(12)返回至所述第二余热锅炉(11)；
出所述第二余热锅炉(11)的第二路导热油通过管道经所述第二生产装置(30)的重沸器(14)与分馏塔底油进行换热后，经所述导热油泵(12)返回至所述第二余热锅炉(11)。
2.根据权利要求1所述的高温烟气热量集成系统，其特征在于：所述第二路高温烟气经所述第二余热锅炉(11)与导热油进行换热后，进入所述第一余热锅炉(6)的蒸发段(8)与所述第一路高温烟气混合。
3.根据权利要求1或2所述的高温烟气热量集成系统，其特征在于：所述换热器组包括通过管道连接的第一换热器组(2)和第二换热器组(13)；
工艺物料一经所述工艺物料泵(1)加压后，依次输送至所述第一换热器组(2)和所述第二换热器组(13)分别与工艺物料二和导热油进行换热，再进入所述加热炉(3)内被加热。
4.根据权利要求1所述的高温烟气热量集成系统，其特征在于：所述第二生产装置(30)的塔底物料经所述重沸器(14)与导热油换热后直接返回所述分馏塔(5)或再经所述塔底重沸炉(4)加热后返回所述分馏塔(5)。
5.根据权利要求1所述的高温烟气热量集成系统，其特征在于：所述第一生产装置(20)中工艺物料一的温度T1为170℃～310℃。
6.根据权利要求1所述的高温烟气热量集成系统，其特征在于：所述第二生产装置(30)中分馏塔底油的温度T2为110℃～300℃。
7.根据权利要求1所述的高温烟气热量集成系统，其特征在于：所述第三生产装置(40)中高温烟气的温度T3为500℃～650℃。
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