一種聯合利用焦爐荒煤氣顯熱及廢煙氣餘熱的發電系統的製作方法
2023-12-03 04:18:06 6
專利名稱：一種聯合利用焦爐荒煤氣顯熱及廢煙氣餘熱的發電系統的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於焦爐餘熱資源利用領域，尤其涉及一種聯合利用焦爐荒煤氣顯熱及煙氣餘熱的發電系統。
背景技術：
焦爐生產中有三種主要餘熱資源，即紅焦顯熱、荒煤氣顯熱及廢煙氣餘熱。其中回收紅焦顯熱的幹熄焦技術已經得到推廣，而荒煤氣顯熱及廢煙氣餘熱的利用，因存在技術難題、經濟性不佳等原因，一直沒有得到大面積應用。在荒煤氣顯熱處理方面，目前國內外焦爐普遍採用工藝流程是將炭化室乾餾過程中產生的荒煤氣匯集到炭化室頂部空間，經過上升管、橋管進入集氣管，約800°C左右的荒煤氣在橋管內被氨水噴灑冷卻至85°C左右。此種工藝造成了大量的資源和能源浪費。荒煤氣中含有粉塵、焦油等多種成分，荒煤氣溫度在500度以下，焦油就會析出，從而會造成上升管堵塞。從公開資料來看，焦爐荒煤氣顯熱資源的回收裝置多採用水作為冷卻介質，產生低壓飽和蒸汽。由於水汽化潛熱大，從而導致此種方法產生的低壓飽和蒸汽產量少、品質低、用途有限，同時存在換熱裝置大面積漏水而影響焦爐生產的事故隱患。基於上述原因， 焦爐煤氣顯熱資源一直沒有得到有效利用。在廢煙氣餘熱利用方面，廢煙氣經過廢氣開閉器後，煙氣溫度在280度左右，其煙氣溫度很低，採用常規的換熱裝置產生低壓飽和蒸汽，存在餘熱系統投入大、所產生的低壓飽和蒸汽用途少、價值低等問題，從而使廢煙氣餘熱回收項目的經濟性較差。目前的技術方案均將荒煤氣顯熱、廢煙氣餘熱分成兩套系統獨立實施，而沒有考慮到由於兩種餘熱資源品質不同而帶來的互補性；同時，在荒煤氣顯熱回收上，採用水為冷卻介質，上升管換熱器漏水會嚴重影響焦爐生產。兩處餘熱資源均產生經濟價值較差的飽和蒸汽，餘熱回收投資大，產出少，在經濟性上不具備吸引力。
發明內容為解決上述中存在的問題與缺陷，本實用新型提供了一種聯合利用焦爐荒煤氣顯熱和廢煙氣餘熱的發電系統。本系統能夠產生高品質的過熱蒸汽用於發電，提高了餘熱回收的經濟價值，同時採用蒸汽作為荒煤氣顯熱的冷卻介質，不存在大面積漏水隱患，不影響焦爐的安全生產。所述技術方案如下—種聯合利用焦爐荒煤氣顯熱及廢煙氣餘熱的發電系統，包括煙風系統、汽水系統、餘熱鍋爐系統,所述餘熱鍋爐系統分別與煙風系統和汽水系統連接；所述汽水系統與汽輪發電機系統連接，帶動發電機發電。本實用新型提供的技術方案的有益效果是回收焦爐煤氣顯熱和廢煙氣餘熱資源，產生高品質的過熱蒸汽，通過過熱蒸汽發電大幅拓展了蒸汽利用途徑，提高了餘熱回收的經濟價值；採用蒸汽作為焦爐荒煤氣的冷卻介質，可以有效避免以水冷卻介質所帶來的生產隱患，有利於焦爐的安全生產。
圖I是聯合利用焦爐荒煤氣顯熱及廢煙氣餘熱的發電系統原理結構示意圖。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，對本實用新型實施方式作進一步地詳細描述聯合開發焦爐煤氣顯熱與廢煙氣餘熱；採用低品位的廢煙氣餘熱產生飽和蒸汽， 採用高品位的焦爐煤氣顯熱加熱上上述飽和蒸汽，產生過熱蒸汽用於發電。聯合利用焦爐荒煤氣顯熱及廢煙氣餘熱的發電系統結構，該結構包括煙風系統、 汽水系統、餘熱鍋爐系統，所述餘熱鍋爐系統分別與煙風系統和汽水系統連接；所述汽水系統與汽輪發電機系統連接，帶動發電機發電。上述煙風系統包括焦爐廢煙氣系統和荒煤氣系統，所述焦爐廢煙氣系統通過焦爐煙道與餘熱鍋爐連接；所述荒煤氣系統包括焦爐上升管和焦爐集氣管；其焦爐廢煙氣從焦爐煙道中弓I出，進入餘熱鍋爐後通過餘熱鍋爐蒸發器、餘熱鍋爐省煤器，然後通過鍋爐出口經引風機重新送回焦爐原有的排煙系統。焦爐荒煤氣在焦爐頂部匯集後進入上升管，加熱布置在上升管中的蒸汽過熱器，荒煤氣溫度大約降低100度後，進入橋管、集氣管，進入焦化後續的淨化系統。所述餘熱鍋爐系統包括餘熱鍋爐省煤器、餘熱鍋爐蒸發器、餘熱鍋爐過熱器和餘熱鍋爐鍋筒，所述餘熱鍋爐省煤器、餘熱鍋爐蒸發器和餘熱鍋爐過熱器分別與所述餘熱鍋爐鍋筒連接；所述餘熱鍋爐省煤器、餘熱鍋爐蒸發器布置在餘熱鍋爐本體內，吸收廢煙氣餘熱；所述餘熱鍋爐過熱器布置在上升管內，吸收荒煤氣顯熱。所述汽輪發電機系統包括水泵和設置有凝汽器的汽輪機，所述汽輪機通過水泵與所述餘熱鍋爐省煤器連接。汽水系統，來自汽輪機的冷凝水經過水泵，送至餘熱鍋爐產生飽和蒸汽；飽和蒸汽進入布置在上升管中的過熱器，產生過熱蒸汽，過熱蒸汽在集汽箱匯集後，進入凝氣式汽輪機。汽輪機帶動發電機發電，所發電力併入電站附近變電站。結合附圖對本實施例進行詳細說明來自汽輪機凝汽器7的除鹽水通過除氧後，進入餘熱鍋爐省煤器I吸收焦爐廢煙氣低溫段餘熱後，進入餘熱鍋爐鍋筒10，餘熱鍋爐鍋筒水通過餘熱鍋爐蒸發器2吸收焦爐廢煙氣高溫段餘熱，產生飽和蒸汽。飽和蒸汽從餘熱鍋爐鍋筒中輸出，送入布置在焦爐上升管3中的蒸汽過熱過熱器管道，各上升管中蒸汽過熱器產生的過熱蒸汽4在集汽箱5中匯集後，送入汽輪發電機組中的汽輪機6做功發電，做完功的乏汽在凝汽器中凝結為水，冷凝水經過水泵8，送至餘熱鍋爐產生飽和蒸汽；重新送入餘熱鍋爐省煤器中。來自焦爐煙道的280度左右的廢煙氣，通過管道引入到餘熱鍋爐，分別經過餘熱鍋爐蒸發器蒸發器和餘熱鍋爐省煤器後，從餘熱鍋爐底部排出。上述實施例是不改變焦爐原有的荒煤氣生產流程，來自焦爐炭化室的荒煤氣經過上升管時，加熱布置在各個上升管中蒸汽管道的蒸汽，經過冷凝的荒煤氣通過焦爐集氣管9 送入集氣器，進入焦爐原有的後續淨化系統。[0023]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，並不用於限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種聯合利用焦爐荒煤氣顯熱及廢煙氣餘熱的發電系統，其特徵在於，包括煙風系統、汽水系統、餘熱鍋爐系統，所述餘熱鍋爐系統分別與煙風系統和汽水系統連接；所述汽水系統與汽輪發電機系統連接，帶動發電機發電。
2.根據權利要求I所述的系統，其特徵在於，所述煙風系統包括焦爐廢煙氣系統和荒煤氣系統，所述焦爐廢煙氣系統通過焦爐煙道與餘熱鍋爐連接；所述荒煤氣系統包括焦爐上升管和焦爐集氣管。
3.根據權利要求I所述的系統，其特徵在於，所述餘熱鍋爐系統包括餘熱鍋爐省煤器、 餘熱鍋爐蒸發器、餘熱鍋爐過熱器和餘熱鍋爐鍋筒，所述餘熱鍋爐省煤器、餘熱鍋爐蒸發器和餘熱鍋爐過熱器分別與所述餘熱鍋爐鍋筒連接；所述餘熱鍋爐省煤器、餘熱鍋爐蒸發器布置在餘熱鍋爐本體內，吸收廢煙氣餘熱；所述餘熱鍋爐過熱器布置在上升管內，吸收荒煤氣顯熱。
4.根據權利要求I所述的系統，其特徵在於，所述汽輪發電機系統包括水泵和設置有凝汽器的汽輪機，所述汽輪機通過水泵與餘熱鍋爐省煤器連接。
專利摘要本實用新型公開了一種聯合利用焦爐荒煤氣顯熱及廢煙氣餘熱的發電系統，包括煙風系統、汽水系統、餘熱鍋爐系統，所述餘熱鍋爐系統分別與煙風系統和汽水系統連接；所述汽水系統與汽輪發電機系統連接，帶動發電機發電。本實用新型突破了目前兩種餘熱資源單獨回收利用的技術局限，提升了廢熱煙氣所產生低壓飽和蒸汽的利用價值及途徑，妥善處理了荒煤氣顯熱回收利用中漏水、焦油冷凝、上升管堵塞等難題，大幅提高了焦爐廢熱資源的利用效率和經濟價值。
文檔編號C10B27/00GK202348357SQ201120483679
公開日2012年7月25日 申請日期2011年11月29日 優先權日2011年11月29日
發明者史彧宏, 張恆春, 柴磊, 王徵, 菅立川, 賈濤, 趙慶峰, 陳立剛 申請人:北京佰能電氣技術有限公司