本实用新型涉及焦化生产领域，具体地，涉及一种焦化系统和该焦化系统的余热回收系统。
背景技术：
目前，国内焦化工艺流程中，因焦化炉煤气净化工艺的需求，需要对煤气进行反复的升温、降温，相应地，需要提供用于煤气升温的热源和用于煤气降温的冷源。由于分别提供热源和冷源，导致焦化生产工艺耗能居高不下，且能源得不到有效利用。
因此，如何降低焦化工艺耗能成为本领域亟待解决的技术问题。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种用于焦化系统的余热回收系统和包括该余热回收系统的焦化系统，所述余热回收系统能够回收焦化工艺中冷却水中的余热，并对余热进行再利用，从而可以降低焦化工艺的能耗。
为了实现上述目的，作为本实用新型的一个方面，提供一种余热回收系统，其中，该余热回收系统包括热泵和第一发电装置，所述热泵包括第一蒸发器和第一冷凝器，所述第一蒸发器包括低温液体入口和高温液体出口，所述第一冷凝器包括高温液体入口和低温液体出口，所述第一发电装置包括热源入口和冷源出口，所述热源入口与相应的冷源出口连通，所述第一发电装置的热源入口与所述第一蒸发器的高温液体出口连通，以利用从所述高温液体出口流出的液体的热量发电，并且，所述冷源出口与所述热泵的高温液体入口连通，通过所述热源入口流入所述第一发电装置的液体温度降低后能够从所述冷源出口流入所述第一冷凝器。
优选地，所述热泵包括加热蒸汽入口和冷凝水出口，所述加热蒸汽入口与所述冷凝水出口连通，所述加热蒸汽入口用于通入用于加热的蒸汽，所述蒸汽凝结成液态后从所述冷凝水出口流出。
优选地，所述余热回收系统还包括凝结水箱，所述凝结水箱与所述冷凝水出口连通，且所述凝结水箱与所述热泵的低温液体入口连通。
优选地，所述余热回收系统还包括冷凝水补水泵，所述冷凝水补水泵的入口与所述凝结水箱连通，所述冷凝水补水泵的出口与所述热泵的低温液体入口连通。
优选地，所述第一发电装置包括第二蒸发器、第二冷凝器、第一涡轮机和第一发电机，所述热源入口包括第一热源入口，所述冷源出口包括第一冷源出口，
所述第二蒸发器还包括第一发电工质出口和第一发电工质入口，所述第二蒸发器用于容纳通过所述第一发电工质入口流入所述第二蒸发器中的发电工质，所述第一热源入口和所述第一冷源出口均形成所述第一蒸发器上，所述第一热源入口与所述第一冷源出口连通，以利用通过所述第一热源入口流入所述第二蒸发器的液体对所述发电工质进行加热，且通过所述第一热源入口流入所述第二蒸发器的液体能够通过所述第一冷源出口流出，所述第一发电工质出口与所述第一涡轮机的进汽口连通；
所述第一涡轮机用于带动所述发电机发电；
所述第二冷凝器包括互相连通的第二发电工质入口和第二发电工质出口，所述第二发电工质入口与所述第一涡轮机的出汽口连通，以对从所述第一涡轮机中流出的发电工质进行冷却凝结，获得液态的发电工质，所述液态的发电工质能够通过所述第二发电工质出口流出所述第二冷凝器并到达所述第二蒸发器的第一发电工质入口。
优选地，所述第一发电装置还包括预热器和工质泵，
所述预热器包括互相连通的第三发电工质入口和第三发电工质出口，所述第三发电工质入口与所述第二发电工质出口连通，所述第三发电工质出口与所述第一发电工质入口连通，所述预热器用于对通过所述第三发电工质入口流入该预热器的发电工质进行预热；
所述工质泵的入口与所述第二发电工质出口连通，所述工质泵的出口与所述第三发电工质入口连通。
优选地，所述热源入口包括第二热源入口，所述冷源出口包括第二冷源出口，所述第二热源入口和所述第二冷源出口均形成在所述预热器上，且所述第二热源入口与所述第二冷源出口连通，所述第二热源入口与所述第一蒸发器的高温液体出口连通，所述第二冷源出口与所述第一蒸发器的高温液体入口连通，通过所述第二热源入口流入所述预热器的液体能够通过所述第二冷源出口流出。
优选地，所述余热回收系统还包括系统循环泵，所述系统循环泵的入口与所述低温液体出口连通。
优选地，所述余热回收系统还包括第二发电装置，所述第二发电装置包括第二涡轮机、第二发电机和第三冷凝器，所述第三冷凝器包括蒸汽入口、冷却液入口和冷却液出口，所述蒸汽入口与所述第二涡轮机的出汽口连通，所述冷却液入口与所述热泵的低温液体出口连通，所述冷却液出口与所述热泵的低温液体入口连通。
作为本实用新型的另一方面，提供一种焦化系统，所述焦化系统包括初冷器，其特征在于，所述焦化系统还包括余热回收系统，所述余热回收系统为本实用新型所提供的上述余热回收系统，所述热泵的低温液体入口与所述初冷器的出液口连通，所述热泵的低温液体出口与所述初冷器的入液口连通。
优选地，所述焦化系统还包括制冷站，所述制冷站的出口与所述热泵的低温液体入口连通，所述制冷站的入口与所述热泵的低温液体出口连通。
优选地，所述焦化系统还包括终冷塔，所述终冷塔的入液口与所述热泵的低温液体出口连通，所述终冷塔的出液口与所述热泵的低温液体入口连通。
本实用新型所提供的余热回收系统不仅能够利用从冷却装置中流出的温度较高的循环水中的热量进行发电，还能够利用发电后温度降低的液体作为冷源，重新用作冷却装置的冷却介质。利用循环水的余热发的电可以用作工艺用电，从而变相降低了整个工艺的能耗。
附图说明
附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
图1是本实用新型所提供的焦化系统的示意图。
附图标记说明
100：热泵 200：第一发电装置
210：第一涡轮机 220：第二蒸发器
230：第二冷凝器 240：预热器
250：第一发电机 260：工质泵
300：初冷器 400：终冷塔
500：第二发电装置 510：第二涡轮机
520：第三冷凝器 530：第二发电机
600：凝结水箱 700：冷凝水补水泵
800：系统循环泵 900：蒸汽源
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
作为本实用新型的一个方面，提供一种余热回收系统，其中，如图1所示，该余热回收系统包括热泵100和第一发电装置200。
热泵100包括第一蒸发器和第一冷凝器，所述第一蒸发器包括低温液体入口和高温液体出口，所述第一冷凝器包括高温液体入口和低温液体出口。
第一发电装置200包括热源入口和冷源出口，热源入口与相应的冷源出口连通。该第一发电装置200的热源入口与所述第一蒸发器的高温液体出口连通，以利用从所述高温液体出口流出的液体的热量发电，并且，所述冷源出口与所述热泵的高温液体入口连通，通过所述热源入口流入第一发电装置200的液体温度降低后能够从所述冷源出口流入所述第一冷凝器。
本实用新型所提供的余热回收系统主要用于回收循环水中的热量。循环液从冷却装置中流出后，温度升高，因此携带了较多的热量。该具有较高热量的循环水通过低温液体入口进入热泵100的第一蒸发器。热泵100对进入第一蒸发器的液体进行升温，升温后的液体从第一蒸发器的高温液体出口流动至第一发电装置200中，第一发电装置200利用高温液体的热量进行发电。高温液体中的热量用于发电后温度降低，变成低温液体。该低温液体可以用作冷源液体。将冷源液体通过冷源入口通入热泵的第一冷凝器后，冷源液体的温度被进一步降低，并从所述第一冷凝器的低温液体出口流出。
第一冷凝器的冷源出口与冷却装置的入液口连通，利用从第一冷凝器的低温液体流出的低温液体对需要冷却的装置进行冷却。
由此可知，本实用新型所提供的余热回收系统不仅能够利用从冷却装置中流出的温度较高的循环水中的热量进行发电，还能够利用发电后温度降低的液体作为冷源，重新用作冷却装置的冷却介质。利用循环水的余热发的电可以用作工艺用电，从而变相降低了整个工艺的能耗。
容易看出的是，所述余热回收系统属于一个封闭的循环系统，温度较高的液体中的热量用于发电导致其温度降低后，仍然被用作冷却装置中的冷却介质，因此，利用本实用新型所提供的余热回收系统还可以减少循环液的浪费。
本实用新型所提供的余热回收系统优选用于焦化领域。具体地，焦化系统包括初冷器300，热泵100的低温液体入口与初冷器300的出口连通，热泵100的低温液体出口与初冷器300的入口连通。
此外，在焦化领域，初冷器300的高度约为30米，而热泵设置在初冷器300的底部。初冷器300的出口流出的液体从30米高度处流向热泵100，当液体到达第一低温液体入口时，已经具有了较高的动能，从而可以用作液体在整个余热回收系统中循环的部分动力，从而可以减少余热回收系统中流体循环所需要的动力，进一步降低了能耗。
从焦化系统的初冷器300中流出的水仍然具有较高的温度(大约43℃)，并且，初冷器300中流出的水量也非常大，其中的热量相当可观。利用本实用新型所提供的余热回收系统回收其中热量后，可将该回收的热量用于发电，并为厂区供电，从而可以很大程度地降低焦化厂的总体能耗。
在本实用新型中，对热泵100的具体形式并不做特殊的限定，例如，热泵100可以是压缩式热泵，也可以是吸收式热泵，还可以是喷射式热泵。
在图1中所示的具体实施方式中，热泵100为吸收式热泵。吸收式热泵的加热热源可以是循环氨水、蒸汽或燃气。
如上文中所述，所述余热回收系统主要用于焦化系统，而焦化工艺中常用到0.4MPa至0.6MPa、温度为150℃的低压饱和蒸汽，因此，为了节约能源，热泵100可以采用蒸汽作为加热热源。相应地，热泵100包括加热蒸汽入口和冷凝水出口，所述加热蒸汽入口与所述冷凝水出口连通。加热蒸汽入口与蒸汽源900连通，用于通入用作加热热源的蒸汽。蒸汽进入热泵100后，热量被吸收，温度降低，凝结成液态，从冷凝水出口流出。
优选地，所述余热回收系统还包括凝结水箱600，该凝结水箱600与所述冷凝水出口连通，且凝结水箱600与热泵的低温液体入口连通。蒸汽凝结而成的水可以用作余热回收系统的循环水补水，进一步节约了水源。
如上文中所述，为了确保加热蒸汽凝结而成的冷凝水可以顺利地流动至热泵100的低温液体入口，优选地，所述余热回收系统还包括冷凝水补水泵700，该冷凝水补水泵700的入口与凝结水箱600连通，冷凝水补水泵700的出口与热泵100的第一高温液体入口连通。
冷凝水补水泵700可以为在热泵100以及凝结水箱600之间的液体循环提供动力。
在本实用新型中，对第一发电装置200的具体结构并没有特殊的限定，优选地，第一发电装置200包括第二蒸发器220、第二冷凝器230、第一涡轮机210和第一发电机250。所述热源入口包括第一热源入口，所述冷源出口包括第一冷源出口。
第二蒸发器220包括第一发电工质出口和第一发电工质入口，第二蒸发器220用于容纳通过所述第一发电工质入口流入该第二蒸发器220中的发电工质。所述第一热源入口和所述第一冷源出口均形成第二蒸发器220上，且第一热源入口与第一冷源出口连通，以利用通过所述第一热源入口流入第二蒸发器的液体对所述发电工质进行加热，且通过所述第一热源入口流入第二蒸发器220的液体能够通过所述第一冷源出口流出。所述第一发电工质出口与第一涡轮机210的进汽口连通，该第一涡轮机210用于带动第一发电机250发电。
具体地，从热泵100中流出的高温液体对第二蒸发器220中的发电工质进行加热，使得发电工质汽化，并流入第一涡轮机中，推动第一涡轮机旋转。第一涡轮机210带动第一发电机250旋转，使得第一发电机250可以发电。
在本实用新型中，对第一涡轮机210的具体结构不做特殊限定，例如，第一涡轮机210可以是汽轮机、螺杆膨胀剂和向心式涡轮机中的任意一种。
第二冷凝器230包括互相连通的第二发电工质入口和第二发电工质出口，所述第二发电工质入口与第一涡轮机210的出汽口连通，以对从第一涡轮机中流出的发电工质进行冷却凝结，获得液态的发电工质，所述液态的发电工质能够通过所述第二发电工质出口流出所述第二冷凝器并到达第二蒸发器220的第一发电工质入口。
图1中所示的余热回收系统系统中用到的第一发电装置为有机朗肯发电装置(ORC，Organic Rankine Cycle Power Generation)。当高温液体流入第二蒸发器220中时，高温液体中的热量被第二蒸发器220中的发电工质吸收，使得发电工质汽化。气态的发电工质进入第一涡轮机210，推动第一涡轮机210旋转，并带动第一发电机250发电。
为了节约发电工质，优选地，第一发电装置200中可以设置为发电工质在所述第一发电装置中进行闭路循环。即，从第一涡轮机210中流出的发电工质可以循环回第二蒸发器220。
优选地，第一发电装置200还可以包括预热器240和工质泵260。
预热器240包括互相连通的第三发电工质入口和第三发电工质出口，所述第三发电工质入口与所述第二发电工质出口连通，所述第三发电工质出口与所述第一发电工质入口连通。预热器240用于对通过所述第三发电工质入口流入该预热器240的发电工质进行预热。发电工质经预热器240预热后流入第二蒸发器220，从而可以使得进入第二蒸发器220的发电工质已经具有一定的温度，进而可以使得发电工质被汽化的更加彻底，提高发电效率。
工质泵260的入口所述第二发电工质出口连通，工质泵260的出口与所述第三发电工质入口连通。工质泵260用于实现所述发电工质在第一发电装置的预热器240、第二蒸发器220、第二冷凝器230之间循环。
如上文中所述，预热器240用于对发电工质进行加热。因此，在本实用新型中，对预热器240如何加热所述发电工质并没有特殊的限定。例如，可以将热泵100中获得的高温液体引入预热器240，从而对所述发电工质进行加热。具体地，所述热源入口包括第二热源入口所述冷源出口包括第二冷源出口，所述第二热源入口和所述第二冷源出口均形成在预热器240上。所述第二热源入口与所述第一蒸发器的高温液体出口连通，所述第二冷源出口与所述第一蒸发器的高温液体入口连通，通过所述第二热源入口流入预热器240的液体能够通过所述第二冷源出口流出。
通过第二热源入口将热泵100中获得的高温液体引入到预热器240中，需要指出的是，发电工质与引入预热器240中的高温液体互不混合。也就是说，第二热源入口与第三发电工质入口之间互不连通。
高温液体流过预热器240后，热量被预热器中的发电工质吸收，温度降低，从第二冷源出口流出，并通过第一冷源入口流入热泵100，经热泵100中的第一冷凝器降温后，可以作为冷却循环装置的冷却液使用。
为了确保本实用新型所提供的余热回收系统中的流体能够顺利循环，优选地，所述余热回收系统还包括系统循环泵800，该系统循环泵800的入口与所述低温液体出口连通。
如上文中所述，当所述余热回收系统用于焦化系统时，冷却循环装置为初冷器300，由于初冷器300高度为30m，因此，系统循环泵800提供较小的动力即可确保液体在所述余热回收系统中进行循环。
为了进一步的降低焦化系统的能耗，回收利用焦化系统的余热，优选地，所述余热回收系统还包括第二发电装置500，该第二发电装置包括第二涡轮机510、第二发电机530和第三冷凝器520。第三冷凝器520包括蒸汽入口、冷却液入口和冷却液出口，所述蒸汽入口与第二涡轮机510的出汽口连通，所述冷却液入口与热泵100的低温液体出口连通，所述冷却液出口与热泵100的低温液体入口连通。
在本实用新型中，第二发电装置500为CDQ发电装置，用于回收干熄焦系统中的余热。在本实用新型中，利用热泵100产生的低温液体对第三冷凝器520进行冷却，可以将该第三冷凝器520中获得的凝结水补充到初冷器中。并且，对第三冷凝器520进行冷却后的温度升高的液体可以流入热泵100中，进行余热发电。
同样地，在本实用新型中，对第二涡轮机510的具体结构也不做特殊的限定，例如，第二涡轮机510可以是汽轮机、螺杆膨胀剂和向心式涡轮机中的任意一种。
作为本实用新型的另一个方面，提供一种焦化系统，如图1所示，该焦化系统包括初冷器300，其中，所述焦化系统还包括余热回收系统，所述余热回收系统为本实用新型所提供的上述余热回收系统，热泵100的低温液体入口与初冷器300的出液口连通，热泵100的低温液体出口与初冷器300的入液口连通。
如上文中所述，本实用新型所提供的余热回收系统不仅能够利用从冷却装置中流出的温度较高的循环水中的热量进行发电，还能够利用发电后温度降低的液体作为冷源，重新用作冷却装置的冷却介质。利用循环水的余热发的电可以用作工艺用电，从而变相降低了整个工艺的能耗。
容易看出的是，所述余热回收系统属于一个封闭的循环系统，温度较高的液体中的热量用于发电导致其温度降低后，仍然被用作冷却装置中的冷却介质，因此，利用本实用新型所提供的余热回收系统还可以减少循环液的浪费。
如上文中所述，为了促进焦化系统内的液体循环，优选地，所述余热回收系统可以包括系统循环泵800，在这种实施方式中，热泵100的低温液体出口通过系统循环泵800与初冷器的入液口连通。具体地，热泵100的低温液体出口与系统循环泵800的入口连通，系统循环泵800的出口与初冷器的入液口连通。
除了初冷器300，焦化系统还包括其他循环冷却水装置。
优选地，所述焦化系统还包括制冷站1000，该制冷站1000的出口与热泵100的低温液体入口连通，制冷站100的入口与热泵100的低温液体出口连通。在焦化系统中，制冷站1000用于化产工段进行冷却。在本实用新型中，利用热泵100产生的低温液体可以对化产工段进行冷却，减少了冷却装置的设置，降低了成本。
优选地，所述焦化系统还包括终冷塔400，该终冷塔400的入液口与热泵100的低温液体出口连通，终冷塔400的出液口与热泵100的低温液体入口连通。同样地，利用热泵产生的低温液体也可以用作终冷塔400的冷却液。
以年产干全焦140万t/a的焦化系统为例，初冷器300、终冷塔400、制冷站1000、以及第三冷凝器520向热泵100提供的液体约为43℃，因此，利用本实用新型所提供的余热回收系统可以回收大约8300×104kcal/h的热量用于供热或发电。同时，热泵100低温液体出口流出的低温液体温度约为32℃，可以用作初冷器300、终冷塔400、制冷站1000以及第三冷凝器520的冷却源。由此可知，采用本实用新型所提供的上述余热回收系统进行余热回收发电，不仅可以取消现有的化产循环冷却水系统、制冷循环冷却水系统、发电循环冷却水系统，还能够节约大约240m3/h的补充水。同时，对于焦化系统来说，极大程度的节约能源，降低了成本。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。