本實(shí)用新型涉及一種焦?fàn)t上升管荒煤氣余熱回收熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

煉焦工業(yè)是重要的能源生產(chǎn)部門，并且煉焦過程產(chǎn)生大量余熱資源，高溫余熱(紅焦顯熱，950-1050℃)約占37％，中溫余熱(荒煤氣顯熱，750-800℃)占36％，低溫余熱(煙道廢氣顯熱，150-230℃)占17％，剩余的10％為焦?fàn)t爐體散熱損失。就焦?fàn)t產(chǎn)物帶出熱量而言，荒煤氣顯熱位居第二位，具有極高的回收利用價(jià)值。目前焦化行業(yè)對(duì)荒煤氣顯熱的處理的傳統(tǒng)方式為，通過噴灑大量的70-75℃的循環(huán)氨水降低荒煤氣溫度后，進(jìn)入煤氣初冷器，再由循環(huán)冷卻水進(jìn)一步降低至20℃左右，進(jìn)入下一步化產(chǎn)回收工藝。其中，焦?fàn)t上升管荒煤氣的中溫余熱未被合理的回收利用，造成該系統(tǒng)能耗大、環(huán)境污染嚴(yán)重、生產(chǎn)成本相對(duì)較高。針對(duì)荒煤氣的顯熱資源，從20世紀(jì)70年代開始，國(guó)內(nèi)開始余熱回收技術(shù)和設(shè)備的開發(fā)，至今仍處于研發(fā)階段，尚未形成技術(shù)成熟、系統(tǒng)可靠、經(jīng)濟(jì)可行的規(guī)?；こ虘?yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問題，本實(shí)用新型提供一種充分、高效回收荒煤氣余熱的焦?fàn)t上升管荒煤氣余熱回收熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型焦?fàn)t上升管荒煤氣余熱回收熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，主要包括上升管換熱蒸發(fā)子系統(tǒng)，汽輪發(fā)電子系統(tǒng)，所述的上升管換熱蒸發(fā)子系統(tǒng)主要由若干根上升管換熱器組成的上升管蒸發(fā)器組成，所述上升管換熱器的換熱介質(zhì)出口與上升管聯(lián)箱的換熱介質(zhì)入口連通，所述上升管換熱器的換熱介質(zhì)入口與下降管聯(lián)箱的換熱介質(zhì)出口連通；

所述上升管聯(lián)箱的換熱介質(zhì)出口與汽包的換熱介質(zhì)入口連通，所述下降管聯(lián)箱的換熱介質(zhì)入口與汽包的換熱介質(zhì)出口連通，

所述汽包的工作介質(zhì)出口與汽輪機(jī)的工作介質(zhì)入口連通，所述汽輪機(jī)的工作介質(zhì)出口與用戶蒸汽管網(wǎng)連通；所述汽輪機(jī)的輸出軸與發(fā)電機(jī)的輸入軸傳動(dòng)連接；

其中，所述上升管換熱器為套管式換熱器，所述的汽輪機(jī)為背壓式汽輪機(jī)。

進(jìn)一步地，所述汽包的工作介質(zhì)出口通過旁路管道與所述用戶蒸汽管網(wǎng)連通，所述旁路管道與所述汽輪機(jī)的并聯(lián)；

所述汽輪機(jī)的工作介質(zhì)入口管道和工作介質(zhì)出口管道上均設(shè)置有閥門，所述旁路管道上設(shè)置有閥門。

進(jìn)一步地，所述汽包的介質(zhì)補(bǔ)充入口與除氧器的除氧水箱連通，所述除氧器的除氧頭與除鹽水箱連通。

進(jìn)一步地，所述汽輪機(jī)的工作介質(zhì)出口還與所述除氧器的除氧頭連通。

進(jìn)一步地，用于連通所述汽包和汽輪機(jī)的管道上設(shè)置有汽水分離器，所述汽水分離器的底部與排污擴(kuò)容器連通，

所述汽包的排污口與所述排污擴(kuò)容器連通。

進(jìn)一步地，所述上升管換熱器的內(nèi)壁上涂覆有防結(jié)焦涂層。

本實(shí)用新型采用套管式換熱器，能夠承受較高的壓力，因此，能夠?qū)a(chǎn)生的蒸汽的壓力提高到用于汽輪機(jī)發(fā)電的壓力，從而能夠產(chǎn)生更高壓力的飽和蒸汽(1.27MPa以上)，采用上升管聯(lián)箱和下降管聯(lián)箱將若干上升管換熱器進(jìn)行聯(lián)用，通過背壓式汽輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電，汽輪發(fā)電機(jī)組排出的蒸汽在輸送至用戶蒸汽管網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)。在本實(shí)用新型的焦?fàn)t上升管荒煤氣余熱回收熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中，先采用高品質(zhì)的蒸汽在汽輪發(fā)電機(jī)組中進(jìn)行做功，然后再采用低品質(zhì)的蒸汽滿足用戶的采暖需求或其他需求，實(shí)現(xiàn)了荒煤氣余熱的梯級(jí)回收利用。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的實(shí)施例1的焦?fàn)t上升管荒煤氣余熱回收熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖。

圖中，1-上升管換熱器，2-下降管聯(lián)箱，3-上升管聯(lián)箱，4-循環(huán)水泵，5-汽包，6-三通閥，7-汽水分離器，8-汽輪機(jī)，9-發(fā)電機(jī)，10-熱力除氧器，11-給水泵，12-除鹽水泵，13-除鹽水箱，14-排污擴(kuò)容器，V1～V15為各類閥門。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說明書附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的描述。

如附圖1所示，本實(shí)施例提供一種焦?fàn)t上升管荒煤氣余熱回收熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，包括上升管換熱蒸發(fā)子系統(tǒng)，汽輪發(fā)電子系統(tǒng)，補(bǔ)給水除氧子系統(tǒng)及排污子系統(tǒng)。所述的上升管換熱蒸發(fā)子系統(tǒng)主要由若干根上升管換熱器1組成的上升管蒸發(fā)器、下降管聯(lián)箱2、上升管聯(lián)箱3、循環(huán)水泵4以及汽包5組成，上升管換熱器采用套管式換熱器，汽包5通過下降管道和閥門V1與循環(huán)水泵4入口相連，循環(huán)水泵4出口通過下降管道及閥門V2與下降管聯(lián)箱2入口相連，下降管聯(lián)箱2出口管道分別通過閥門V3、V4與各自獨(dú)立的下降管道與上升管換熱器1的入口相連；上升管換熱器1的出口分別通過上升管道及閥門V5、V6與上升管聯(lián)箱3入口連接，上升管聯(lián)箱3出口通過上升管道及閥門V7與汽包5入口相連；所述的汽輪發(fā)電子系統(tǒng)由汽輪機(jī)8、發(fā)電機(jī)9、汽水分離器7組成，汽輪機(jī)8通過聯(lián)軸器與發(fā)電機(jī)9相連，汽包5飽和蒸汽出口通過蒸汽管道和三通閥6入口相連，三通閥6的一個(gè)出口與汽水分離器7蒸汽入口相連，汽水分離器7蒸汽出口通過管道及閥門V8與汽輪機(jī)8主汽門相連，汽輪機(jī)8蒸汽出口通過管道及閥門V11與用戶蒸汽管網(wǎng)入口相連接，汽包5飽和蒸汽旁路通過三通閥6的另一出口與閥門V10與汽輪機(jī)8出口相連接；所述的補(bǔ)給水除氧子系統(tǒng)由熱力除氧器10、給水泵11、除鹽水箱13和除鹽水泵12組成，汽輪機(jī)8蒸汽出口通過管道及閥門V12與熱力除氧器10除氧頭蒸汽入口相連；除鹽水箱13出口通過管道與除鹽水泵12入口相連，除鹽水泵12出口通過管道及閥門V15與熱力除氧器10除氧頭補(bǔ)給水入口相連接，熱力除氧器10水箱出口與給水泵11入口相連，給水泵11出口通過閥門V13與汽包5入口相連接；所述的排污子系統(tǒng)由排污擴(kuò)容器14組成，汽包5排污出口通過管道及閥門V14與排污擴(kuò)容器14入口相連，汽水分離器7疏水出口通過閥門V9與排污擴(kuò)容器14入口連接，排污擴(kuò)容器14出口與疏水外排口相連接。

具體工藝流程為，補(bǔ)給除鹽水由除鹽水泵12送入除氧器10除氧后，再由給水泵11送入汽包5中；在汽包5中預(yù)熱后的給水通過下降管和循環(huán)水泵4送至下降管聯(lián)箱2，再通過下降管聯(lián)箱2分配至各荒煤氣上升管換熱蒸發(fā)器單元中的外夾套中，與換熱蒸發(fā)器內(nèi)套管內(nèi)的荒煤氣逆流換熱后，匯入上升管聯(lián)箱3，再由上升管送入汽包5中；汽包5產(chǎn)生的飽和蒸汽，通過汽水分離器7后送至背壓式汽輪發(fā)電機(jī)9組做功發(fā)電；完成做功后的背壓蒸汽從汽輪機(jī)8出口分為兩路，大部分蒸汽通過經(jīng)調(diào)壓后送至用戶蒸汽管網(wǎng)，另外少部分蒸汽經(jīng)壓力調(diào)整后進(jìn)入熱力除氧器10，如此則形成了荒煤氣余熱回收熱電聯(lián)產(chǎn)的熱力循環(huán)過程。同時(shí)在汽包5飽和蒸汽出口與汽輪機(jī)8背壓出口之間還設(shè)有蒸汽旁路，在汽輪發(fā)電機(jī)9組退出熱力循環(huán)時(shí)，不影響上游焦化生產(chǎn)和下游化產(chǎn)生產(chǎn)工序，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定與可靠。

本實(shí)施例提出的焦?fàn)t上升管荒煤氣余熱回收熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，利用新型設(shè)計(jì)的套管式上升管換熱蒸發(fā)器，產(chǎn)生的飽和蒸汽，通過背壓式汽輪發(fā)電機(jī)9組做功發(fā)電后，進(jìn)入用戶蒸汽管網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)焦?fàn)t上升管荒煤氣余熱的有效回收及能量梯級(jí)利用。通過焦?fàn)t上升管換熱器1可以使荒煤氣溫度從700℃降低到約580℃左右進(jìn)入下一步煤氣凈化工序，減少用于荒煤氣降溫的氨水用量，減少焦?fàn)t荒煤氣凈化工藝過程中的二次污染物排放，為焦化企業(yè)創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效率與環(huán)境效益。

本實(shí)用新型采用套管式換熱器，能夠承受較高的壓力，因此，能夠?qū)a(chǎn)生的蒸汽的壓力提高到用于汽輪機(jī)發(fā)電的壓力，從而能夠產(chǎn)生更高壓力的飽和蒸汽(1.27MPa以上)，采用上升管聯(lián)箱和下降管聯(lián)箱將若干上升管換熱器進(jìn)行聯(lián)用，通過背壓式汽輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電，汽輪機(jī)組排出的蒸汽在輸送至用戶蒸汽管網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)。在本實(shí)用新型的焦?fàn)t上升管荒煤氣余熱回收熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中，先采用高品質(zhì)的蒸汽在汽輪發(fā)電機(jī)組中進(jìn)行做功，然后再采用低品質(zhì)的蒸汽滿足用戶的采暖需求或其他需求，實(shí)現(xiàn)了荒煤氣余熱的梯級(jí)回收利用。

以上，僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求所界定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。