荒煤气与干熄焦余热发电联合循环技术的制作方法

本发明涉及工业节能技术，具体是荒煤气与干熄焦余热发电联合循环技术。

技术背景

在节能减排推动下，现行的焦炉行业，干熄焦余热发电工艺已基普及，并且是焦化产业的主要热电联产平台，既承担着焦化生产的自身热电供给，也担负着焦化生产的对外清洁热电输出及平衡。

然而，作为焦炉副产品的荒煤气，由焦炉炭化室输入上升管时温度高达700℃，上升管输出时喷洒大量70～75℃氨水并汽化吸热，使荒煤气温度降至80～85℃，再进入后序煤化工产品的回收加工。这样，既存在氨水和水资源的过度消耗，更造成了荒煤气热能的严重浪费。

焦炉生产热平衡得知：焦炉炭化室推出的950℃～1050℃红焦带出的显热占焦炉支出热的37％；650℃～750℃焦炉荒煤气带出热占焦炉支出热的36％；180℃～230℃焦炉烟道废气带出热占焦炉支出热的16％；炉体表面热损失占焦炉支出热的11％。在占焦炉支出热最多的前两项中，对焦炭带出的显热已有成熟的干熄焦装置回收并发电，而对焦化荒煤气带出的显热时至今日仍未进入工业化利用。

国内外焦化行业针对焦炉荒煤气余热利用，已有较长时间的技术摸索和形式多样的工程实践，但结果是虽有成绩却投入大产出低；分析原因得知：长期以来，虽然对焦炉荒煤气余热利用所使用的工艺及技术五花八门，但共同点是均为低温低压工艺参数的低效余热利用，即水蒸汽参数压力＜1.6mpa、温度＜200℃，荒煤气输入平均温度约700℃、输出平均温度约520℃。

焦炉荒煤气成份，除煤气物质组成外，主要还有高温蒸发形成的液固性气体物质，以及大量煤尘与焦粉杂质；其主要冷却凝结物质的含量：水蒸汽较多、焦油蒸汽80-120克/标立方、粗笨蒸汽30-35克/标立方、萘蒸汽6克/标立方、硫化氢蒸汽0.5-1.5克/标立方。

煤焦油标态沸点380℃并具有粘性，焦炉荒煤气遇冷，煤焦油蒸汽则在上升管及其换热管束表面凝结，并粘煤尘及焦粉等其他物质结焦垢并转化为积炭。这是造成上升管及其换热管束积炭阻塞的主要原因。

以上总结得知，焦炉荒煤气余热利用须解决的主要问题是：其一弥补缺乏工质低温预热短板，其二优化高中参数工艺技术及穷力提高上升管换热管束壁温，为焦炉荒煤气余热高效利用的正确途径。

因此，如何立足焦化生产设施，优化干熄焦余热发电工艺设备，创新焦炉荒煤气余热利用新工艺、新技术，充分提高余热利用率，是本发明的研究目标。

技术实现要素：

本发明的思想是：取干熄焦高中参数余热锅炉热水，补充上升管换热器系饱和汽水循环，使上升管换热器系管束外部壁温设法提升并尽力接近煤焦油沸点温度，以防止上升管换热器系管束结焦垢阻塞及保证荒煤气流通，并将上升管换热器系所产生的高中参数过热蒸汽返供干熄焦余热发电系统使用。这样，荒煤气和干熄焦余热发电系统联合循环，目的是提高焦炉荒煤气温度利用区间及余热综合利用率，实现荒煤气余热利用高参数、高效率、少占地及低投入。

本发明的荒煤气与干熄焦余热发电联合循环技术，主要特征是：由干熄焦余热锅炉、干熄焦余热锅炉给水管、干熄焦余热锅炉热水管、干熄焦余热锅炉汽包、上升管蒸发系热水管、上升管蒸发系汽包、下降热水管、上升管蒸发器系、上升汽水管、饱和蒸汽管、上升管过热器系、上升管系统过热蒸汽管、干熄焦余热锅炉过热蒸汽管、过热汽蒸汽母管、热电联产汽轮发电机组、除氧器及锅炉水泵系等构成；所述的干熄焦余热锅炉给水管输出端与干熄焦余热锅炉给水输入端连接；所述的干熄焦余热锅炉热水输出端与干熄焦余热锅炉热水管输入端连接；所述的干熄焦余热锅炉热水管输出端与干熄焦余热锅炉汽包热水输入端连接；所述的干熄焦余热锅炉热水管另一输出端与上升管蒸发系热水管输入端连接；所述的上升管蒸发系热水管输出端与上升管蒸发系汽包热水输入端连接；所述的上升管蒸发系汽包热水输出端与下降热水管输入端连接，所述的下降热水管输出端与上升管蒸发器系热水输入端连接；所述的上升管蒸发器系汽水输出端与上升汽水管输入端连接；所述的上升汽水管输出端与上升管蒸发器系汽包汽水输入端连接；所述的上升管蒸发器系汽包蒸汽输出端与饱和蒸汽管输入端连接；所述的饱和蒸汽管输出端与上升管过热器系饱和蒸汽输入端连接；所述的上升管过热器系过热蒸汽输出端与上升管系统过热蒸汽管输入端连接；所述的上升管系统过热蒸汽管输出端和干熄焦余热锅炉过蒸热汽管输出端都与过热蒸汽母管输入端连接；所述的过热蒸汽母管输出端与热电联产汽轮发电机组蒸汽输入端连接；所述的热电联产汽轮发电机组凝结水输出端与除氧器及锅炉水泵系输入端连接；所述的除氧器及锅炉水泵系输出端与干熄焦余热锅炉给水管输入端连接。

进一步的是，所述的干熄焦余热锅炉或者是其他高中参数蒸汽锅炉。

进一步的是，所述的干熄焦余热锅炉汽包或者是其他高中参数蒸汽锅炉的汽包。

进一步的是，所述的干熄焦余热锅炉热水导管或者是其他高中参数蒸汽锅炉的热水管。

进一步的是，所述的干熄焦余热锅炉过热蒸汽管或者是其他高中参数蒸汽锅炉的过热蒸汽管。

进一步的是，所述的下降热水管较长或者设置水动力装置作为循环动力补充。

进一步的是，所述的热电联产汽轮发电机组或者是冷凝型汽轮发电机组。

本发明的有益效果是：充分利用干熄焦余热发电设备及设施，发展焦炉荒煤气高效余热利用新工艺及新技术，实现荒煤气余热利用高参数、高能效、低消耗及低投入目标。

附图说明：

图1本发明的示意图；

其中：干熄焦余热锅炉1、干熄焦余热锅炉给水管2、干熄焦余热锅炉热水管3、干熄焦余热锅炉汽包4、上升管蒸发系热水管5、上升管蒸发系汽包6、下降热水管7、上升管蒸发器系8、上升汽水管9、饱和蒸汽管10、上升管过热器系11、上升管系统过热蒸汽管12、干熄焦余热锅炉过热蒸汽管13、过热汽蒸汽母管14、热电联产汽轮发电机组15、除氧器及锅炉水泵系16。

具体实施方式：

下面结合图1对本发明做进一步分析；

如图1所示，本发明的荒煤气与干熄焦余热发电联合循环技术，主要由干熄焦余热锅炉1、干熄焦余热锅炉给水管2、干熄焦余热锅炉热水管3、干熄焦余热锅炉汽包4、上升管蒸发系热水管5、上升管蒸发系汽包6、下降热水管7、上升管蒸发器系8、上升汽水管9、饱和蒸汽管10、上升管过热器系11、上升管系统过热蒸汽管12、干熄焦余热锅炉过热蒸汽管13、过热汽蒸汽母管14、热电联产汽轮发电机组15、除氧器及锅炉水泵系16等构成；干熄焦余热锅炉给水管2将给水输入干熄焦余热锅炉1省煤器产生的热水，经干熄焦余热锅炉热水管3将部分热水满足干熄焦余热锅炉汽包4补水；经上升管蒸发系热水管5另一部分热水满足上升管蒸发系汽包6补水；上升管蒸发系汽包6的热水由下降热水管7供给上升管蒸发器系8，所产生的汽水混合物由上升汽水管9输入上升管蒸发系汽包6进行汽水分离，所产生的蒸汽由饱和蒸汽管10输入上升管过热器系11产生过热蒸汽，并由上升管系统过热蒸汽管12输入过热汽蒸汽母管14；干熄焦余热锅炉过热蒸汽管13将干熄焦余热锅炉产生的过热蒸汽也输入过热汽蒸汽母管14；过热汽蒸汇集后由过热汽蒸汽母管14输入热电联产汽轮发电机组15产生热力和电能；热电联产汽轮发电机组15作功后产生的凝结水通过除氧器及锅炉水泵系16输入干熄焦余热锅炉给水管2再供干熄焦余热锅炉1省煤器。以上过程连续运行就是本发明的荒煤气与干熄焦余热发电联合循环技术具体实施。

对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在应用上如有局部变动，不影响本发明主体及皆为本发明。本说明书内容不应理解为本发明的限制。