專利名稱：過熱蒸壓熄焦余熱發(fā)電工藝及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種焦化行業(yè)的熄焦余熱發(fā)電技術(shù)，具體的說是一種過熱蒸壓熄焦余熱發(fā)電工藝及設(shè)備。
背景技術(shù)：
在焦化行業(yè)熄焦余熱利用技術(shù)中，有技術(shù)比較成熟的干熄焦余熱發(fā)電技術(shù)，其工藝技術(shù)現(xiàn)狀如圖1所示，焦?fàn)t1推出的紅焦通過攔焦裝置2卸入焦罐3，裝滿紅焦的焦罐3 由帶驅(qū)動的焦罐運輸裝置22運至提升裝置4底部。提升裝置4將焦罐3提升并送至干熄焦?fàn)t21爐頂，通過帶布料器的裝入裝置將紅焦裝入干熄焦?fàn)t21內(nèi)。向干熄焦?fàn)t21內(nèi)通入惰性氣體，在干熄焦?fàn)t21中紅焦與惰性氣體直接進行熱交換，紅焦平均溫度從950 1100°C 被冷卻至平均190°C以下，經(jīng)出焦裝置16卸到帶式輸送機17上，然后送往焦選處理系統(tǒng)。 循環(huán)風(fēng)機15將冷卻焦炭的惰性氣體從干熄焦?fàn)t21底部的供氣裝置鼓入干熄焦?fàn)t21內(nèi)，與紅熱焦炭逆流換熱，自干熄焦?fàn)t21環(huán)形氣道排出750 850°C熱循環(huán)氣體，經(jīng)一次除塵器 19除塵，并吸入空氣將循環(huán)氣體中可燃組份及部分焦粉燃燒后，再進入余熱鍋爐7換熱，溫度降至約180°C，由余熱鍋爐7出來的惰性循環(huán)氣體經(jīng)二次除塵器14除塵后，由循環(huán)風(fēng)機 15加壓，再經(jīng)熱管換熱器冷卻至120°C左右進入干熄焦?fàn)t21內(nèi)使用。一、二次除塵器分離出的焦粉，由專門的輸送設(shè)備將其收集在貯槽內(nèi)，以備外運。干熄焦裝置的裝焦、排焦及風(fēng)機后放散等處產(chǎn)生的煙塵均進入熄焦地面站除塵系統(tǒng)除塵后放散。循環(huán)氣體組分含量超過安全值，由惰性氣體補充裝置18補充。高壓電動給水泵12將來自熱力除氧器13的給水泵入余熱鍋爐7，給水吸收循環(huán)氣體的熱量轉(zhuǎn)變成中溫中壓(450°C、3. 82Mpa)或高溫次高壓 (535°C、8. 8Mpa)過熱蒸汽，過熱蒸汽推動汽輪機組8用于發(fā)電機組8發(fā)電。汽輪機組8做功后的乏汽通過凝汽器10冷凝成水，凝結(jié)水泵11將凝結(jié)水泵回?zé)崃Τ跗?3，汽水熱力循環(huán)系統(tǒng)損失的水量通過補給水裝置20補入。以上干法熄焦余熱發(fā)電技術(shù)存在自身明顯的缺陷惰性氣體作為循環(huán)介質(zhì)使用， 產(chǎn)生的CO氣體無法分離收集，需要生產(chǎn)過程中置換、補充惰性其他，生產(chǎn)成本并不經(jīng)濟，安全生產(chǎn)也存在較大風(fēng)險；惰性氣體作為熱交換介質(zhì)使用，在干熄爐吸熱和余熱鍋爐放熱過程都存在因溫差引起的熵增，降低了系統(tǒng)的熱能轉(zhuǎn)換效率；循環(huán)氣體需要大功率風(fēng)機推動快速循環(huán)流動和克服紅焦的料層阻力，消耗大量的電能，系統(tǒng)自用電率達到18% ；干熄焦余熱鍋爐熱效率在88%左右，部分熱量在鍋爐熱交換過程損失，降低了系統(tǒng)的經(jīng)濟性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有干熄焦余熱發(fā)電技術(shù)的缺點，提出一種過熱蒸壓熄焦余熱發(fā)電工藝及設(shè)備，不使用鍋爐、惰性氣體、循環(huán)風(fēng)機及其相關(guān)設(shè)備裝置， 熱能綜合利用效率高，設(shè)備工藝簡單，運行維護成本低，自用電率低，經(jīng)濟效益高。本發(fā)明解決以上技術(shù)問題的技術(shù)方案是
過熱蒸壓熄焦余熱發(fā)電工藝，在包括焦?fàn)t、過熱蒸壓熄焦釜、熱力除氧器、過熱蒸汽凈化分離裝置、汽輪機組、發(fā)電機組和凝汽器的設(shè)備中進行，過熱蒸壓熄焦釜內(nèi)設(shè)有內(nèi)水冷壁和噴嘴組，發(fā)電工藝按以下步驟進行
一、將焦?fàn)t推出的紅焦裝入過熱蒸壓熄焦釜內(nèi)；
二、將熱力除氧器內(nèi)的水加熱后泵至過熱蒸壓熄焦釜內(nèi)水冷壁進一步加熱，再通過噴嘴組均勻噴水冷卻過熱蒸壓熄焦釜內(nèi)紅焦；
三、將所述熱水吸收紅焦顯熱形成的過熱蒸汽通過管道輸送到過熱蒸汽凈化分離裝置，并將分離機械雜質(zhì)后的純凈過熱蒸汽輸送到汽輪機組和發(fā)電機組做功發(fā)電；
四、將做功后的乏汽輸送至凝汽器凝結(jié)成水后，泵入熱力除氧器內(nèi)，熱力除氧器將冷凝水加熱后再泵至過熱蒸壓熄焦釜內(nèi)水冷壁，形成熄焦生產(chǎn)過程汽水熱力循環(huán)；
五、將凝汽器內(nèi)的不凝氣體通過抽真空裝置抽出存儲至煤氣儲罐。過熱蒸壓熄焦余熱發(fā)電設(shè)備，包括過熱蒸壓熄焦釜、熱力除氧器、過熱蒸汽凈化分離裝置、汽輪機組、發(fā)電機組和凝汽器；過熱蒸壓熄焦釜的蒸汽出口通過設(shè)有閥門的蒸汽管道連接至過熱蒸汽凈化分離裝置的蒸汽進口，熱蒸汽凈化分離裝置的蒸汽出口通過蒸汽管道連接至汽輪機組的蒸汽進口，汽輪機組連接發(fā)電機組，汽輪機組的乏汽出口通過管道連接至凝汽器的進口，凝汽器的出口通過設(shè)有凝結(jié)水泵的水管連接接至熱力除氧器的進水口，熱力除氧器的出水口通過設(shè)有電動給水泵的水管連接至過熱蒸壓熄焦釜內(nèi)的水冷壁， 水冷壁通過水管連接過熱蒸壓熄焦釜內(nèi)的噴嘴組。由此可見，本發(fā)明是以水(除鹽水)為循環(huán)介質(zhì)，利用水在常溫下液——汽——液的相變，給水直接接觸換熱的吸熱冷卻紅焦并產(chǎn)生中溫低壓過熱蒸汽，過熱蒸汽通過管式電除塵器分離機械雜質(zhì)后，推動汽輪發(fā)電機組發(fā)電；乏汽經(jīng)凝汽器冷凝成水，凝結(jié)水泵泵回除氧器加熱后由給水泵泵出，乏汽中不凝性氣體通過抽真空裝置獲得水煤氣，熄焦釜供給主汽、補汽，實現(xiàn)熱能梯級使用并獲得更低出焦溫度，熱能綜合利用效率高；由于本發(fā)明不使用鍋爐、惰性氣體、循環(huán)風(fēng)機及其相關(guān)設(shè)備裝置，設(shè)備工藝簡單、運行維護成本低、自用電率低、經(jīng)濟效益高。本發(fā)明進一步限定的技術(shù)方案是
前述的過熱蒸壓熄焦余熱發(fā)電工藝，至少設(shè)有兩臺過熱蒸壓熄焦釜，各過熱蒸壓熄焦釜縱列布置；其中至少一臺過熱蒸壓熄焦釜作為主汽過熱蒸壓熄焦釜，通過一個熱蒸汽凈化分離裝置接至汽輪機組；其中至少一臺過熱蒸壓熄焦釜作為補汽過熱蒸壓熄焦釜，通過另一個熱蒸汽凈化分離裝置接至汽輪機組；熱力除氧器與各過熱蒸壓熄焦釜連接；當(dāng)主汽過熱蒸壓熄焦釜紅焦溫度低于350°C或蒸汽過熱溫度低于330°C時，補汽過熱蒸壓熄焦釜啟動，主汽過熱蒸壓熄焦釜轉(zhuǎn)入補汽供汽，形成熄焦生產(chǎn)過程汽水補汽循環(huán)運行工況。前述的過熱蒸壓熄焦余熱發(fā)電工藝，過熱蒸汽凈化分離裝置的出蒸汽管道和汽輪機組的出乏汽管道之間通過設(shè)有減溫減壓裝置的管道連接，減溫減壓裝置與過熱蒸汽凈化分離裝置以及凝汽器的連接管道上都設(shè)有閥門，當(dāng)汽輪機組或發(fā)電機組運行出現(xiàn)突發(fā)停機事故時，汽輪機組或發(fā)電機組關(guān)閉而中斷，開啟過熱蒸汽凈化分離裝置至減溫減壓裝置的管路閥門以及減溫減壓裝置至凝汽器的管路閥門，主蒸汽進入旁路循環(huán)。前述的過熱蒸壓熄焦余熱發(fā)電工藝，熱力除氧器加熱凝結(jié)水至104°C的常壓飽和水供給過熱蒸壓熄焦釜。給水溫度保持104°C有利于減少熄焦換熱過程的熵增，同時維持合理的出焦溫度；如提高給水溫度勢必提高出焦溫度，系統(tǒng)運行不經(jīng)濟；降低給水溫度會降
5低出焦溫度，但是出焦含水率會超高且難以控制焦炭質(zhì)量，而且加大溫差引起熵增，也會降低系統(tǒng)的經(jīng)濟性。前述的過熱蒸壓熄焦余熱發(fā)電設(shè)備，至少設(shè)有兩臺過熱蒸壓熄焦釜，各過熱蒸壓熄焦釜縱列布置；其中至少一臺過熱蒸壓熄焦釜作為主汽過熱蒸壓熄焦釜，通過一個熱蒸汽凈化分離裝置接至汽輪機組；其中至少一臺過熱蒸壓熄焦釜作為補汽過熱蒸壓熄焦釜， 通過另一個熱蒸汽凈化分離裝置接至汽輪機組；所述述熱力除氧器與各過熱蒸壓熄焦釜連接。這樣，多臺過熱蒸壓熄焦釜可以交替互補工作，保證系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運行。前述的過熱蒸壓熄焦余熱發(fā)電設(shè)備，過熱蒸汽凈化分離裝置的出蒸汽管道和汽輪機組的出乏汽管道之間還通過設(shè)有減溫減壓裝置的管道連接，減溫減壓裝置與過熱蒸汽凈化分離裝置以及凝汽器的連接管道上都設(shè)有閥門。當(dāng)汽輪發(fā)電機組運行出現(xiàn)突發(fā)停機事故時，汽輪發(fā)電機組保安系統(tǒng)迅速關(guān)閉而中斷，此時開啟過熱蒸汽凈化分離裝置至減溫減壓裝置的管路閥門，減溫減壓裝置至凝汽器的管路閥門，主蒸汽進入旁路循環(huán)，補汽由于壓力溫度低可以直接開啟至凝汽器管路閥門，補汽進入旁路循環(huán)。這樣，在汽輪發(fā)電機組發(fā)生臨時施工停機時，熄焦冷卻循環(huán)系統(tǒng)可以照樣工作運行。前述的過熱蒸壓熄焦余熱發(fā)電設(shè)備，水冷壁與噴嘴組的連接水管上還通過設(shè)有再循環(huán)汽閥的管道接至所述熱力除氧器；熱力除氧器的出水管還通過設(shè)有再循環(huán)水閥的水管接至所述過熱蒸壓熄焦釜內(nèi)的水冷壁。組成蒸壓熄焦釜本體再循環(huán)系統(tǒng)，在廠用電中斷等事故狀態(tài)無法給水時開啟再循環(huán)汽閥和再循環(huán)水閥，熱力除氧器與過熱蒸壓熄焦釜實現(xiàn)水自然循環(huán)，能夠防止過熱蒸壓熄焦釜本體和釜內(nèi)部裝置因高溫過燒引起的事故，過熱蒸壓熄焦釜在各種運行工況下安全性能夠得到保證。前述的過熱蒸壓熄焦余熱發(fā)電設(shè)備，凝汽器的水煤氣出口通過抽真空裝置連接至水煤氣存儲裝置。前述的過熱蒸壓熄焦余熱發(fā)電設(shè)備，汽輪機組為帶補汽中溫低壓汽輪機組，所述發(fā)電機組為帶補汽中溫低壓發(fā)電機組。帶補汽中溫低壓汽輪發(fā)電機組，主汽為中溫低壓過熱蒸汽參數(shù)，補汽為中溫低壓過熱蒸汽參數(shù)，梯級利用熄焦熱能，有利于提高熱能綜合利用效率。本發(fā)明的有益效果是水理化性質(zhì)穩(wěn)定、廉價且易于獲得，常溫下存在相變汽化潛熱特性，做為循環(huán)介質(zhì)能夠獲得數(shù)十倍于惰性氣體的吸熱能力；使用帶補中溫低壓汽輪發(fā)電機組，分段梯級利用紅焦溫度，獲得較低的出焦溫度和較高的綜合熱效率；利用汽、水在凝汽器的相變過程，將熄焦過程產(chǎn)生的水煤氣(CO、H2)等不凝氣體完全分離出來并得到熄焦高濃度燃氣副產(chǎn)品；沒有大功率循環(huán)風(fēng)機、鍋爐等相關(guān)設(shè)備以及惰性氣體的存儲、補充裝置，降低了系統(tǒng)運行維護成本和自用電率，降低了固定資產(chǎn)投資成本；各種工況適應(yīng)性強， 可以不再保留原有水浸熄焦系統(tǒng)。以出焦量100t/h的過熱蒸壓熄焦余熱發(fā)電系統(tǒng)為例，設(shè)計裝機容量15MW，考慮到過熱蒸壓熄焦超負(fù)荷出焦能力，設(shè)計裝機容量可以達到18MW，余熱發(fā)電機組運行按照全年 300天計算，過熱蒸壓熄焦余熱發(fā)電機組全年發(fā)電量為1億度，并生產(chǎn)10000噸(約1500萬 m3)高品質(zhì)水煤氣。焦化、鋼鐵聯(lián)合企業(yè)按照電價0.65元/度計算，全年發(fā)電余熱發(fā)電系統(tǒng)沖抵企業(yè)廠用電、輸出水煤氣實現(xiàn)產(chǎn)值約8000萬元。過熱蒸壓熄焦余熱發(fā)電系統(tǒng)轉(zhuǎn)動設(shè)備少，系統(tǒng)運行維護成本相對較低，相對運轉(zhuǎn)率到達99%，經(jīng)濟效益顯著；系統(tǒng)全年節(jié)約標(biāo)煤約30000噸(按300g/Kw. h計算)，并實現(xiàn)廠區(qū)空氣零污染，具有良好的社會效益。


圖1是干熄焦余熱發(fā)電設(shè)備連接示意圖。圖2是本發(fā)明的過熱蒸壓熄焦余熱發(fā)電設(shè)備熱力系統(tǒng)圖。圖3是本發(fā)明的過熱蒸壓熄焦余熱發(fā)電設(shè)備連接示意圖。圖4是本發(fā)明的過熱蒸壓熄焦余熱發(fā)電工藝流程圖。
具體實施例方式實施例1
本實施例提出的一種過熱蒸壓熄焦余熱發(fā)電工藝及設(shè)備，如圖2-4所示，過熱蒸壓熄焦余熱發(fā)電工藝，按以下步驟進行
㈠將焦?fàn)t1推出的紅焦裝入過熱蒸壓熄焦釜5內(nèi)；
㈡將熱力除氧器13內(nèi)的水加熱后泵至過熱蒸壓熄焦釜5內(nèi)水冷壁觀進一步加熱，再通過噴嘴組27均勻噴水冷卻過熱蒸壓熄焦釜5內(nèi)紅焦；
㈢水吸收紅焦顯熱形成過熱蒸汽，過熱蒸汽通過管道進入過熱蒸汽凈化分離裝置6分離汽流中的機械雜質(zhì)，純凈過熱蒸汽進入汽輪機組8和發(fā)電機組9進行發(fā)電；
(四)做功后的乏汽經(jīng)凝汽器10凝結(jié)成水，凝結(jié)水經(jīng)水泵泵入熱力除氧器13內(nèi)，熱力除氧器13將水加熱后再泵至過熱蒸壓熄焦釜5內(nèi)水冷壁觀，形成熄焦生產(chǎn)過程汽水熱力循環(huán)； ㈤凝汽器10內(nèi)的不凝氣體(水煤氣)通過抽真空裝置25抽出存儲至煤氣儲罐31。過熱蒸壓熄焦余熱發(fā)電設(shè)備，包括過熱蒸壓熄焦釜5、熱力除氧器13、過熱蒸汽凈化分離裝置6、汽輪機組8、發(fā)電機組9和凝汽器10，過熱蒸壓熄焦釜5的蒸汽出口通過設(shè)有閥門的蒸汽管道連接至過熱蒸汽凈化分離裝置6的蒸汽進口，熱蒸汽凈化分離裝置6的蒸汽出口通過蒸汽管道連接至汽輪機組8的蒸汽進口，汽輪機組8連接發(fā)電機組9，汽輪機組8的乏汽出口通過管道連接至凝汽器10的進口，凝汽器10的出口通過設(shè)有凝結(jié)水泵11 的水管連接接至熱力除氧器13的進水口，熱力除氧器13的出水口通過設(shè)有電動給水泵12 的水管連接至過熱蒸壓熄焦釜5內(nèi)的水冷壁觀，水冷壁觀通過水管連接過熱蒸壓熄焦釜5 內(nèi)的噴嘴組27。至少設(shè)有兩臺過熱蒸壓熄焦釜，各過熱蒸壓熄焦釜縱列布置；其中至少一臺過熱蒸壓熄焦釜作為主汽過熱蒸壓熄焦釜，通過一個熱蒸汽凈化分離裝置接至汽輪機組8 ；其中至少一臺過熱蒸壓熄焦釜作為補汽過熱蒸壓熄焦釜，通過另一個熱蒸汽凈化分離裝置接至汽輪機組8 ；熱力除氧器13與各過熱蒸壓熄焦釜連接。過熱蒸汽凈化分離裝置6的出蒸汽管道和汽輪機組8的出乏汽管道之間還通過設(shè)有減溫減壓裝置沈的管道連接，減溫減壓裝置沈與過熱蒸汽凈化分離裝置6以及凝汽器10的連接管道上都設(shè)有閥門。水冷壁觀與噴嘴組27的連接水管上還通過設(shè)有再循環(huán)汽閥M的管道接至所述熱力除氧器13 ；熱力除氧器13的出水管還通過設(shè)有再循環(huán)水閥23的水管接至過熱蒸壓熄焦釜5內(nèi)的水冷壁28。 凝汽器10的水煤氣出口通過抽真空裝置25連接至水煤氣存儲裝置31。焦?fàn)t1推出的紅焦通過攔焦裝置2卸入焦罐3，裝滿紅焦的焦罐3由帶驅(qū)動的焦罐運輸裝置22運至提升裝置4底部，提升裝置4將焦罐3提升并送至過熱蒸壓熄焦釜5爐
7頂，通過帶布料器的裝入裝置將焦炭裝入過熱蒸壓熄焦釜5內(nèi)。過熱蒸壓熄焦釜5采用立式布置，帶有下封頭四和上封頭30方便裝卸紅焦和出焦，過熱蒸壓熄焦釜5是壓力容器收集存儲熄焦產(chǎn)生的過熱蒸汽，既是紅焦冷卻裝置也是過熱蒸汽發(fā)生裝置這種特點決定過熱蒸壓熄焦釜5只能間歇裝焦、排渣作業(yè)，需要2臺以上的過熱蒸壓熄焦釜縱列布置，滿足汽輪發(fā)電機組連續(xù)穩(wěn)定運行的同時，完成紅焦裝卸、主汽運行、補汽運行、出焦等工序流程。過熱蒸汽凈化分離裝置6外殼是壓力容器，采用管式電除塵結(jié)構(gòu)形式凈化分離過熱蒸汽中的碳渣等機械雜質(zhì)，分離效率大于98%。汽輪機組8為帶補汽中溫低壓汽輪機組，發(fā)電機組9為帶補汽中溫低壓發(fā)電機組， 帶補汽中溫低壓汽輪發(fā)電機組8、9，主汽為中溫低壓過熱蒸汽參數(shù)，補汽為中溫低壓過熱蒸汽參數(shù)，梯級利用熄焦熱能，有利于提高熱能綜合利用效率。熱力除氧器13加熱凝結(jié)水(50°C)至常壓飽和水(104°C)供給過熱蒸壓熄焦釜5 給水，給水溫度保持104°C有利于減少熄焦換熱過程的熵增，同時維持合理的出焦溫度；如提高給水溫度勢必提高出焦溫度，系統(tǒng)運行不經(jīng)濟；降低給水溫度會降低出焦溫度，但是出焦含水率會超高且難以控制焦炭質(zhì)量，而且加大溫差引起熵增，也會降低系統(tǒng)的經(jīng)濟性。本實施例的運行過程為
焦罐3中紅焦(950 110(TC )通過提升裝置4卸入過熱蒸壓熄焦釜5A，過熱蒸壓熄焦釜5A噴嘴組分段噴水冷卻釜內(nèi)紅焦，水吸收紅焦顯熱形成飽和蒸汽通過上段紅焦過熱后形成過熱蒸汽(1. 08Mpa，450°C )，由管道輸送至主過熱蒸汽凈化分離裝置6獲得純凈過熱蒸汽，由管道輸送至汽輪發(fā)電機組8、9發(fā)電，發(fā)電后的乏汽(-0. 095Mpa，50°C)經(jīng)凝汽器 10凝結(jié)成水(45°C)，凝結(jié)水由凝結(jié)水泵11泵入高位常壓熱力除氧器13并加熱至給水溫度 104°C，給水通過高壓電動給水泵12泵至釜內(nèi)水冷壁經(jīng)進一步加熱后從各噴嘴組噴出，從而形成熄焦生產(chǎn)過程汽水熱力系統(tǒng)主汽循環(huán)運行工況。過熱蒸壓熄焦釜5A紅焦溫度低于350°C、主蒸汽過熱溫度低于(330°C)時，過熱蒸汽輸送切換至補汽回路，過熱蒸壓熄焦釜5A轉(zhuǎn)入補汽供汽(0. 2Mpa, 140°C )，管道輸送至汽輪機推動汽輪發(fā)電機組發(fā)電，發(fā)電后的乏汽經(jīng)凝汽器凝結(jié)成水，不凝氣體(水煤氣)通過抽真空裝置25抽出存儲，凝結(jié)水由凝結(jié)水泵11泵入常壓熱力除氧器13，高壓電動給水泵 12將給水重新泵入熄焦釜，形成熄焦生產(chǎn)過程汽水系統(tǒng)補汽循環(huán)運行工況。補汽參數(shù)低于 0. lMpa、120°C時停止噴水，熄焦罐泄壓后開啟下封頭出焦，出焦平均溫度150°C。過熱蒸壓熄焦釜5A轉(zhuǎn)入補汽供汽前必須有過熱蒸壓熄焦釜5B裝卸紅焦后進入主汽供汽，補汽不能單獨推動汽輪發(fā)電機組8、9發(fā)電，系統(tǒng)總有一臺熄焦釜處于主汽供汽狀態(tài)。熱蒸汽凈化分離裝置6的出蒸汽管道和汽輪機組8的出乏汽管道之間還通過設(shè)有減溫減壓裝置沈的管道連接，減溫減壓裝置沈與過熱蒸汽凈化分離裝置6以及凝汽器10 的連接管道上都設(shè)有閥門。當(dāng)汽輪發(fā)電機組運行出現(xiàn)突發(fā)停機事故時，汽輪發(fā)電機組保安系統(tǒng)迅速關(guān)閉而中斷，此時開啟過熱蒸汽凈化分離裝置6至減溫減壓裝置沈的管路閥門， 減溫減壓裝置沈至凝汽器10的管路閥門，主蒸汽進入旁路循環(huán)，補汽由于壓力溫度低可以直接開啟至凝汽器10管路閥門，補汽進入旁路循環(huán)。這樣，在汽輪發(fā)電機組發(fā)生臨時施工停機時，熄焦冷卻循環(huán)系統(tǒng)可以照樣工作運行。由于系統(tǒng)布置兩臺以上過熱蒸壓熄焦釜5， 即使上述事故同時發(fā)生某臺熄焦釜故障，只要有一臺熄焦釜能夠正常運行，也不影響會熄焦冷卻系統(tǒng)的正常運行，使本實施例具有很強的各種工況適應(yīng)性，不再保留原有水浸熄焦系統(tǒng)也可以保證系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運行。熱力除氧器13熱源一路來自主蒸汽管路，一路來自補汽管路，系統(tǒng)冷態(tài)啟動時主要由過熱蒸壓熄焦釜5本體再循環(huán)系統(tǒng)供熱，水冷壁觀與噴嘴組27的連接水管上還通過設(shè)有再循環(huán)汽閥M的管道接至熱力除氧器13，熱力除氧器13的出水管還通過設(shè)有再循環(huán)水閥23的水管接至過熱蒸壓熄焦釜5內(nèi)的水冷壁觀，這樣組成蒸壓熄焦釜5本體再循環(huán)系統(tǒng)，在廠用電中斷等事故狀態(tài)無法給水時開啟再循環(huán)汽閥M和再循環(huán)水閥23，熱力除氧器 13與過熱蒸壓熄焦釜5實現(xiàn)水自然循環(huán)，能夠防止過熱蒸壓熄焦釜5本體和釜內(nèi)部裝置因高溫過燒引起的事故，過熱蒸壓熄焦釜5在各種運行工況下安全性能夠得到保證。本實施例主汽、補汽熄焦熱力循環(huán)系統(tǒng)計算其綜合熱能利用效率達到對%，本實施例主要性能指標(biāo)為噸焦主蒸汽(1. 08Mpa, 350°C )產(chǎn)量0. 622噸，噸焦補汽(0. 2Mpa, 140°C ) 產(chǎn)量0. 132噸，噸焦發(fā)電量140Kw. h，噸焦產(chǎn)水煤氣15 kg ；本實施例能夠獲得較高的綜合經(jīng)濟指標(biāo)。除上述實施例外，本發(fā)明還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護范圍。
權(quán)利要求
1.過熱蒸壓熄焦余熱發(fā)電工藝，在包括焦?fàn)t(1)、過熱蒸壓熄焦釜(5)、熱力除氧器 (13)、過熱蒸汽凈化分離裝置(6)、汽輪機組(8)、發(fā)電機組(9)和凝汽器(10)的設(shè)備中進行，所述過熱蒸壓熄焦釜(5)內(nèi)設(shè)有內(nèi)水冷壁(28)和噴嘴組(27)，其特征在于所述發(fā)電工藝按以下步驟進行一、將焦?fàn)t(1)推出的紅焦裝入過熱蒸壓熄焦釜(5)內(nèi)；二、將熱力除氧器(13)內(nèi)的水加熱后泵至過熱蒸壓熄焦釜(5 )內(nèi)水冷壁(28 )進一步加熱，再通過噴嘴組(27)均勻噴水冷卻過熱蒸壓熄焦釜(5)內(nèi)紅焦；三、將所述熱水吸收紅焦顯熱形成的過熱蒸汽通過管道輸送到過熱蒸汽凈化分離裝置 (6)，并將分離機械雜質(zhì)后的純凈過熱蒸汽輸送到汽輪機組(8)和發(fā)電機組(9)做功發(fā)電；四、將做功后的乏汽輸送至凝汽器(10)凝結(jié)成水后，泵入熱力除氧器(13)內(nèi)，熱力除氧器(13)將冷凝水加熱后再泵至過熱蒸壓熄焦釜(5)內(nèi)水冷壁(28)，形成熄焦生產(chǎn)過程汽水熱力循環(huán)；五、將凝汽器(10)內(nèi)的不凝氣體通過抽真空裝置(25)抽出存儲至煤氣儲罐(31)。
2.如權(quán)利要求1所述的過熱蒸壓熄焦余熱發(fā)電工藝，其特征在于至少設(shè)有兩臺過熱蒸壓熄焦釜，各過熱蒸壓熄焦釜縱列布置；其中至少一臺過熱蒸壓熄焦釜作為主汽過熱蒸壓熄焦釜，通過一個熱蒸汽凈化分離裝置接至汽輪機組(8);其中至少一臺過熱蒸壓熄焦釜作為補汽過熱蒸壓熄焦釜，通過另一個熱蒸汽凈化分離裝置接至汽輪機組(8);所述熱力除氧器(13)與各過熱蒸壓熄焦釜連接；當(dāng)主汽過熱蒸壓熄焦釜紅焦溫度低于350°C或蒸汽過熱溫度低于330°C時，補汽過熱蒸壓熄焦釜啟動，主汽過熱蒸壓熄焦釜轉(zhuǎn)入補汽供汽，形成熄焦生產(chǎn)過程汽水補汽循環(huán)運行工況。
3.如權(quán)利要求1或2所述的過熱蒸壓熄焦余熱發(fā)電工藝，其特征在于所述過熱蒸汽凈化分離裝置(6)的出蒸汽管道和汽輪機組(8)的出乏汽管道之間通過設(shè)有減溫減壓裝置 (26 )的管道連接，所述減溫減壓裝置(26 )與過熱蒸汽凈化分離裝置(6 )以及凝汽器(10 )的連接管道上都設(shè)有閥門，當(dāng)汽輪機組(8 )或發(fā)電機組(9 )運行出現(xiàn)突發(fā)停機事故時，汽輪機組(8)或發(fā)電機組(9)關(guān)閉而中斷，開啟過熱蒸汽凈化分離裝置(6)至減溫減壓裝置(26) 的管路閥門以及減溫減壓裝置(26)至凝汽器(10)的管路閥門，主蒸汽進入旁路循環(huán)。
4.如權(quán)利要求1所述的過熱蒸壓熄焦余熱發(fā)電工藝，其特征在于所述熱力除氧器 (13)加熱凝結(jié)水至104°C的常壓飽和水供給過熱蒸壓熄焦釜(5)。
5.一種過熱蒸壓熄焦余熱發(fā)電設(shè)備，包括過熱蒸壓熄焦釜(5)、熱力除氧器(13)、過熱蒸汽凈化分離裝置(6)、汽輪機組(8)、發(fā)電機組(9)和凝汽器(10)，其特征在于所述過熱蒸壓熄焦釜(5)的蒸汽出口通過設(shè)有閥門的蒸汽管道連接至過熱蒸汽凈化分離裝置(6) 的蒸汽進口，所述熱蒸汽凈化分離裝置(6)的蒸汽出口通過蒸汽管道連接至所述汽輪機組 (8 )的蒸汽進口，所述汽輪機組(8 )連接所述發(fā)電機組(9 )，所述汽輪機組(8 )的乏汽出口通過管道連接至凝汽器(10)的進口，所述凝汽器(10)的出口通過設(shè)有凝結(jié)水泵(11)的水管連接接至所述熱力除氧器(13)的進水口，所述熱力除氧器(13)的出水口通過設(shè)有電動給水泵(12 )的水管連接至所述過熱蒸壓熄焦釜(5 )內(nèi)的水冷壁(28 )，所述水冷壁(28 )通過水管連接所述過熱蒸壓熄焦釜(5)內(nèi)的噴嘴組(27)。
6.如權(quán)利要求5所述的過熱蒸壓熄焦余熱發(fā)電設(shè)備，其特征在于至少設(shè)有兩臺過熱蒸壓熄焦釜，各過熱蒸壓熄焦釜縱列布置；其中至少一臺過熱蒸壓熄焦釜作為主汽過熱蒸壓熄焦釜，通過一個熱蒸汽凈化分離裝置接至汽輪機組(8);其中至少一臺過熱蒸壓熄焦釜作為補汽過熱蒸壓熄焦釜，通過另一個熱蒸汽凈化分離裝置接至汽輪機組(8);所述熱力除氧器(13)與各過熱蒸壓熄焦釜連接。
7.如權(quán)利要求5或6所述的過熱蒸壓熄焦余熱發(fā)電設(shè)備，其特征在于所述過熱蒸汽凈化分離裝置(6)的出蒸汽管道和汽輪機組(8)的出乏汽管道之間還通過設(shè)有減溫減壓裝置(26 )的管道連接，所述減溫減壓裝置(26 )與過熱蒸汽凈化分離裝置(6 )以及凝汽器(10 ) 的連接管道上都設(shè)有閥門。
8.如權(quán)利要求5或6所述的過熱蒸壓熄焦余熱發(fā)電設(shè)備，其特征在于所述水冷壁 (28 )與噴嘴組(27 )的連接管道上還通過設(shè)有再循環(huán)汽閥(24 )的管道接至所述熱力除氧器 (13)；所述熱力除氧器(13)的出水管還通過設(shè)有再循環(huán)水閥(23)的水管接至所述過熱蒸壓熄焦釜(5)內(nèi)的水冷壁(28)進水管道。
9.如權(quán)利要求5或6所述的過熱蒸壓熄焦余熱發(fā)電設(shè)備，其特征在于所述凝汽器 (10)的水煤氣出口通過抽真空裝置(25)連接至水煤氣存儲裝置(31)。
10.如權(quán)利要求5或6所述的過熱蒸壓熄焦余熱發(fā)電設(shè)備，其特征在于所述汽輪機組 (8)為帶補汽中溫低壓汽輪機組，所述發(fā)電機組(9)為帶補汽中溫低壓發(fā)電機組。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種焦化行業(yè)的熄焦余熱發(fā)電技術(shù)，是一種過熱蒸壓熄焦余熱發(fā)電工藝及設(shè)備，以脫鹽水作為熄焦循環(huán)介質(zhì)，給水泵泵送至熄焦釜通過噴嘴組均勻與紅焦直接接觸傳熱，冷卻紅焦并產(chǎn)生中溫低壓過熱蒸汽，過熱蒸汽通過管式電除塵器分離機械雜質(zhì)后，推動汽輪發(fā)電機組發(fā)電，乏汽經(jīng)凝汽器冷凝成水，凝結(jié)水泵泵回除氧器加熱后由給水泵泵出，乏汽中不凝性氣體通過抽真空裝置獲得水煤氣，熄焦釜供給主汽、補汽，實現(xiàn)熱能梯級使用并獲得更低出焦溫度。本發(fā)明與干熄焦余熱發(fā)電技術(shù)比較，不使用鍋爐、惰性氣體、循環(huán)風(fēng)機及其相關(guān)設(shè)備裝置，熱能綜合利用效率高、設(shè)備工藝簡單、運行維護成本低、自用電率低、經(jīng)濟效益高。
文檔編號F22D1/50GK102424756SQ20111023024
公開日2012年4月25日 申請日期2011年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月11日
發(fā)明者肖玉峰 申請人:肖玉峰