CN109813130B - 一种热回收焦炉高温烟气系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种热回收焦炉高温烟气系统，包括通过管道与焦炉依次连接的余热锅炉、烟气净化单元及烟囱；并排设置的多个焦炉为一个炉组，一个炉组的两端分别设置一台余热锅炉，同一炉组内相邻2座焦炉之间的间台处分别设一台余热锅炉，即热回收焦炉中的一个炉组设有N座焦炉时，同时设置N+1台余热锅炉，同一炉组内的各台余热锅炉互相备用。本发明通过管道将同一焦炉炉组中的各个余热锅炉进行串联，使同一炉组中各个余热锅炉之间可以相互备用，有效地减少了由于余热锅炉检修或者事故的原因对生产所造成的影响，提高了生产效率和高温烟气的利用率，并且有效地降低了高温烟气放散对环境所造成的影响。
Description
技术领域
本发明涉及焦炉余热回收及烟气净化技术领域，尤其涉及一种热回收焦炉高温烟气系统。
背景技术
热回收焦炉是指焦炉炭化室微负压操作、机械化捣固、装煤、出焦、回收利用炼焦燃烧废气余热的焦炭生产装置。热回收焦炉在生产使用过程中，产生的高温烟气(温度为850℃～1200℃)经由高温烟气管路送往余热锅炉及后续工段，或经由事故烟囱放散到大气中。正常生产时，热回收焦炉高温烟气系统为负压操作，系统吸力是靠余热锅炉下游的风机实现的，高温烟气在余热锅炉内与水换热后，烟气中的热能被吸收并产生蒸汽用于发电。换热后的烟气导入到脱硫单元进行净化处理，达标后排放。热回收焦炉的产品主要就是焦炭和电能。
如图1所示，传统的热回收焦炉高温烟气系统中，高温烟气在风机5的作用下经过炉顶集气管7导出，通过高温烟气管道送到余热锅炉2中，然后通过烟气净化单元3净化后由烟囱4排放。高温烟气管道的长度一般有上百米，高温烟气在导出过程中会发生散热(温度降低100～200℃2)，散热浪费的能源达到可回收能源总量的5～10％；系统路径越长，泄漏点也越多，由于系统是负压操作，容易在各泄漏点将空气吸入系统内，造成烟气温度下降；高温烟气管道内衬的耐火材料在使用一段时间后，会因脱落需要进行维修，严重时需要停炉维修，同时出于安全考虑，余热锅炉2每两年都需要强制停炉年修(一般每年检修20～25天)，在余热锅炉2停炉年修期间，热回收焦炉1的高温烟气只能通过事故放散烟囱9放散(由于温度太高无法直接通过脱硫单元进行处理)，造成环境污染。上述情况都会造成热能损失和浪费，并且投资费用也较高，生产维护工作量大。
如图2所示，为了解决上述问题，技术人员开发出一种热回收焦炉高温烟气系统中余热锅炉互备方法，目前该互备方法为每2座相邻的焦炉1之间设置一台余热锅炉2及一个事故放散烟囱9，余热锅炉2通过高温烟气管道与焦炉的炉顶集气管7连接，高温烟气管道上设高温烟气切断阀6。余热锅炉2的烟气出口通过管道依次连接烟气净化单元3、风机5及烟囱4；该方法中，位于熄焦车轨道两侧的2台余热锅炉2相互备用，2台余热锅炉2之间通过高温烟气管道连接。热回收焦炉1正常生产时，2台余热锅炉2均低负荷运行，当其中一台余热锅炉发生问题时，另一台余热锅炉提高产量承担全部的负荷。该种相互备用方法的缺点是余热锅炉2长期低负荷运转，使用效率低；另外，余热锅炉正常运行时的处理量仅为最大处理量的一半，工况差距较大，选型困难，一台余热锅炉事故时可能造成热回收焦炉的减产。另外该种形式的余热锅炉互相备用方法是在熄焦车两侧均布置热回收焦炉的前提下，如果只在熄焦车一侧布置热回收焦炉则该方法无法实现。
针对热回收焦炉高温烟气系统的上述特点和存在的问题，本发明采用一种新的布置方案来提高热回收焦炉高温烟气系统的热能利用率。
发明内容
本发明提供了一种热回收焦炉高温烟气系统，通过管道将同一焦炉炉组中的各个余热锅炉进行串联，使同一炉组中各个余热锅炉之间可以相互备用，有效地减少了由于余热锅炉检修或者事故的原因对生产所造成的影响，提高了生产效率和高温烟气的利用率，并且有效地降低了高温烟气放散对环境所造成的影响。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种热回收焦炉高温烟气系统，包括通过管道与焦炉依次连接的余热锅炉、烟气净化单元及烟囱；并排设置的多个焦炉为一个炉组，一个炉组的两端分别设置一台余热锅炉，同一炉组内相邻2座焦炉之间的间台处分别设一台余热锅炉，即热回收焦炉中的一个炉组设有N座焦炉时，同时设置N+1台余热锅炉，同一炉组内的各台余热锅炉互相备用。
所述余热锅炉的高温烟气入口通过高温烟气管道与焦炉炉顶的集气管连接，高温烟气管道上设有高温烟气切断阀，余热锅炉的烟气出口通过烟气管道连接烟气净化单元的烟气入口，烟气净化单元的净烟气出口通过净烟气管道连接烟囱，烟气管道及净烟气管道上分别设风机。
所述风机为变频引风机。
所述同一炉组内还设有烘炉及事故放散烟囱，每2座焦炉共用一个烘炉及事故放散烟囱；烘炉及事故放散烟囱通过连接管道与焦炉炉顶的集气管相连，该连接管道上设高温烟气切断阀。
所述烟气净化单元为除尘脱硫脱硝一体化装置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)实现了同一焦炉炉组中各个余热锅炉的相互备用，可降低单个余热锅炉的处理能力，避免了现有的余热锅炉互备方式中各个余热锅炉长期低负荷运行的弊端，在热回收焦炉同等产能的情况下，余热锅炉的最大处理量与正常运行时的处理量差距小，提高了余热锅炉运行的效率，也为余热锅炉的选型提供了更多的空间和选择；
2)在同一炉组的焦炉中，相当于在每座焦炉的两端均布置了余热锅炉，余热锅炉与焦炉之间的高温烟气管道短，不仅节约了高温烟气管道的建设成本，同时降低了整个高温烟气系统的散热，提高了高温烟气的利用效率；
3)多台余热锅炉之间相互备用，减少了由于余热锅炉检修或者事故高温烟气放散对生产的影响，避免了经济损失、能源浪费以及高温烟气放散对环境所造成的污染；
4)本发明所述高温烟气系统的布置方式适用于各种新建、改建、扩建的热回收焦炉高温烟气系统。
附图说明
图1是传统的热回收焦炉高温烟气系统的结构示意图。
图2是现有的余热锅炉备用的热回收焦炉高温烟气系统的结构示意图。
图3是本发明所述一种热回收焦炉高温烟气系统的结构示意图。
图中：1.焦炉 2.余热锅炉 3.烟气净化单元 4.烟囱 5.风机 6.高温烟气切断阀7.集气管 8.烟气管道 9.事故放散烟囱 10.烘炉及事故放散烟囱
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
如图3所示，本发明所述一种热回收焦炉高温烟气系统，包括通过管道与焦炉1依次连接的余热锅炉2、烟气净化单元3及烟囱4；并排设置的多个焦炉1为一个炉组，一个炉组的两端分别设置一台余热锅炉2，同一炉组内相邻2座焦炉1之间的间台处分别设一台余热锅炉2，即热回收焦炉中的一个炉组设有N座焦炉1时，同时设置N+1台余热锅炉2，同一炉组内的各台余热锅炉2互相备用。
所述余热锅炉2的高温烟气入口通过高温烟气管道与焦炉1炉顶的集气管7连接，高温烟气管道上设有高温烟气切断阀6，余热锅炉2的烟气出口通过烟气管道8连接烟气净化单元3的烟气入口，烟气净化单元3的净烟气出口通过净烟气管道连接烟囱4，烟气管道及净烟气管道上分别设风机5。
所述风机5为变频引风机。
所述同一炉组内还设有烘炉及事故放散烟囱10，每2座焦炉1共用一个烘炉及事故放散烟囱10；烘炉及事故放散烟囱10通过连接管道与焦炉炉顶的集气管7相连，该连接管道上设高温烟气切断阀6。
所述烟气净化单元3为除尘脱硫脱硝一体化装置。
本发明中，每座焦炉1两端的余热锅炉2分别与对应焦炉1炉顶的集气管7连接，热回收焦炉正常生产时，所有的余热锅炉2均参与高温烟气系统的运行；如果其中一台余热锅炉2需要年修或者发生事故需要停机处理时，同一炉组内的其他各台余热锅炉2均提高处理能力，将需要停止运行的余热锅炉2的处理量分担下来。
自焦炉1炉顶集气管7引出的高温烟气经由余热锅炉2换热冷却后，自余热锅炉2的下部排出。为保证各余热锅炉2之间的吸力分配均匀，在每台余热锅炉2出口的烟气管道8(低温管段)上均设置变频引风机，对通过余热锅炉2的烟气量进行调节，变频引风机将低温烟气送入烟气净化单元3进行处理后通过烟囱4达标排放。
同一炉组内设置至少一个烘炉及事故放散烟囱10，以便在烘炉期余热锅炉2无法运转，或者后续低温工段无法正常运行的情况下将高温烟气放散，保证热回收焦炉的正常运行。
本发明实现了热回收焦炉同一炉组中各台余热锅炉2之间的互相备用，而且避免了余热锅炉2在正常生产时长期处于低负荷运行的情况。正常生产时，每台余热锅炉2的负荷率均大于60％；当一台余热锅炉2需要检修或者出现事故需要停炉处理时，其余的余热锅炉2将负荷率提高到90％左右，即可保证热回收焦炉正常生产所需要的处理量。每台余热锅炉2出口的烟气管道8上设置一台变频引风机，通过调整每台变频引风机的流量使各台余热锅炉2的处理量达到均衡。另外，同一炉组内的余热锅炉2之间通过烟气管道8相互串联，能够有效避免由于余热锅炉2故障原因造成的焦炉减产，或高温烟气放散所造成的能量损失以及对环境所产生的不良影响。
本发明中，高温烟气出了焦炉1区域后直接进入余热锅炉2换热，最大程度地提高了能源的利用效率。除烘炉期外，烘炉及事故放散烟囱10仅在对应的2台余热锅炉2同时故障(发生的概率极小)时启用，正常情况下不会有任何未经处理的烟气放散到大气环境中。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种热回收焦炉高温烟气系统，包括通过管道与焦炉依次连接的余热锅炉、烟气净化单元及烟囱；其特征在于，并排设置的多个焦炉为一个炉组，一个炉组的两端分别设置一台余热锅炉，同一炉组内相邻2座焦炉之间的间台处分别设一台余热锅炉，即热回收焦炉中的一个炉组设有N座焦炉时，同时设置N+1台余热锅炉，同一炉组内的各台余热锅炉互相备用。
2.根据权利要求1所述的一种热回收焦炉高温烟气系统，其特征在于，所述余热锅炉的高温烟气入口通过高温烟气管道与焦炉炉顶的集气管连接，高温烟气管道上设有高温烟气切断阀，余热锅炉的烟气出口通过烟气管道连接烟气净化单元的烟气入口，烟气净化单元的净烟气出口通过净烟气管道连接烟囱，烟气管道及净烟气管道上分别设风机。
3.根据权利要求2所述的一种热回收焦炉高温烟气系统，其特征在于，所述风机为变频引风机。
4.根据权利要求1所述的一种热回收焦炉高温烟气系统，其特征在于，所述同一炉组内还设有烘炉及事故放散烟囱，每2座焦炉共用一个烘炉及事故放散烟囱；烘炉及事故放散烟囱通过连接管道与焦炉炉顶的集气管相连，该连接管道上设高温烟气切断阀。
5.根据权利要求1所述的一种热回收焦炉高温烟气系统，其特征在于，所述烟气净化单元为除尘脱硫脱硝一体化装置。
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