焦炉上升管荒煤气余热回收热电联产系统的制作方法

本实用新型涉及一种焦炉上升管荒煤气余热回收热电联产系统。

背景技术：

炼焦工业是重要的能源生产部门，并且炼焦过程产生大量余热资源，高温余热(红焦显热，950-1050℃)约占37％，中温余热(荒煤气显热，750-800℃)占36％，低温余热(烟道废气显热，150-230℃)占17％，剩余的10％为焦炉炉体散热损失。就焦炉产物带出热量而言，荒煤气显热位居第二位，具有极高的回收利用价值。目前焦化行业对荒煤气显热的处理的传统方式为，通过喷洒大量的70-75℃的循环氨水降低荒煤气温度后，进入煤气初冷器，再由循环冷却水进一步降低至20℃左右，进入下一步化产回收工艺。其中，焦炉上升管荒煤气的中温余热未被合理的回收利用，造成该系统能耗大、环境污染严重、生产成本相对较高。针对荒煤气的显热资源，从20世纪70年代开始，国内开始余热回收技术和设备的开发，至今仍处于研发阶段，尚未形成技术成熟、系统可靠、经济可行的规模化工程应用。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型提供一种充分、高效回收荒煤气余热的焦炉上升管荒煤气余热回收热电联产系统。

为达到上述目的，本实用新型焦炉上升管荒煤气余热回收热电联产系统，主要包括上升管换热蒸发子系统，汽轮发电子系统，所述的上升管换热蒸发子系统主要由若干根上升管换热器组成的上升管蒸发器组成，所述上升管换热器的换热介质出口与上升管联箱的换热介质入口连通，所述上升管换热器的换热介质入口与下降管联箱的换热介质出口连通；

所述上升管联箱的换热介质出口与汽包的换热介质入口连通，所述下降管联箱的换热介质入口与汽包的换热介质出口连通，

所述汽包的工作介质出口与汽轮机的工作介质入口连通，所述汽轮机的工作介质出口与用户蒸汽管网连通；所述汽轮机的输出轴与发电机的输入轴传动连接；

其中，所述上升管换热器为套管式换热器，所述的汽轮机为背压式汽轮机。

进一步地，所述汽包的工作介质出口通过旁路管道与所述用户蒸汽管网连通，所述旁路管道与所述汽轮机的并联；

所述汽轮机的工作介质入口管道和工作介质出口管道上均设置有阀门，所述旁路管道上设置有阀门。

进一步地，所述汽包的介质补充入口与除氧器的除氧水箱连通，所述除氧器的除氧头与除盐水箱连通。

进一步地，所述汽轮机的工作介质出口还与所述除氧器的除氧头连通。

进一步地，用于连通所述汽包和汽轮机的管道上设置有汽水分离器，所述汽水分离器的底部与排污扩容器连通，

所述汽包的排污口与所述排污扩容器连通。

进一步地，所述上升管换热器的内壁上涂覆有防结焦涂层。

本实用新型采用套管式换热器，能够承受较高的压力，因此，能够将产生的蒸汽的压力提高到用于汽轮机发电的压力，从而能够产生更高压力的饱和蒸汽(1.27MPa以上)，采用上升管联箱和下降管联箱将若干上升管换热器进行联用，通过背压式汽轮发电机组进行发电，汽轮发电机组排出的蒸汽在输送至用户蒸汽管网，实现热电联产。在本实用新型的焦炉上升管荒煤气余热回收热电联产系统中，先采用高品质的蒸汽在汽轮发电机组中进行做功，然后再采用低品质的蒸汽满足用户的采暖需求或其他需求，实现了荒煤气余热的梯级回收利用。

附图说明

图1为本实用新型的实施例1的焦炉上升管荒煤气余热回收热电联产系统原理结构图。

图中，1-上升管换热器，2-下降管联箱，3-上升管联箱，4-循环水泵，5-汽包，6-三通阀，7-汽水分离器，8-汽轮机，9-发电机，10-热力除氧器，11-给水泵，12-除盐水泵，13-除盐水箱，14-排污扩容器，V1～V15为各类阀门。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型做进一步的描述。

如附图1所示，本实施例提供一种焦炉上升管荒煤气余热回收热电联产系统，包括上升管换热蒸发子系统，汽轮发电子系统，补给水除氧子系统及排污子系统。所述的上升管换热蒸发子系统主要由若干根上升管换热器1组成的上升管蒸发器、下降管联箱2、上升管联箱3、循环水泵4以及汽包5组成，上升管换热器采用套管式换热器，汽包5通过下降管道和阀门V1与循环水泵4入口相连，循环水泵4出口通过下降管道及阀门V2与下降管联箱2入口相连，下降管联箱2出口管道分别通过阀门V3、V4与各自独立的下降管道与上升管换热器1的入口相连；上升管换热器1的出口分别通过上升管道及阀门V5、V6与上升管联箱3入口连接，上升管联箱3出口通过上升管道及阀门V7与汽包5入口相连；所述的汽轮发电子系统由汽轮机8、发电机9、汽水分离器7组成，汽轮机8通过联轴器与发电机9相连，汽包5饱和蒸汽出口通过蒸汽管道和三通阀6入口相连，三通阀6的一个出口与汽水分离器7蒸汽入口相连，汽水分离器7蒸汽出口通过管道及阀门V8与汽轮机8主汽门相连，汽轮机8蒸汽出口通过管道及阀门V11与用户蒸汽管网入口相连接，汽包5饱和蒸汽旁路通过三通阀6的另一出口与阀门V10与汽轮机8出口相连接；所述的补给水除氧子系统由热力除氧器10、给水泵11、除盐水箱13和除盐水泵12组成，汽轮机8蒸汽出口通过管道及阀门V12与热力除氧器10除氧头蒸汽入口相连；除盐水箱13出口通过管道与除盐水泵12入口相连，除盐水泵12出口通过管道及阀门V15与热力除氧器10除氧头补给水入口相连接，热力除氧器10水箱出口与给水泵11入口相连，给水泵11出口通过阀门V13与汽包5入口相连接；所述的排污子系统由排污扩容器14组成，汽包5排污出口通过管道及阀门V14与排污扩容器14入口相连，汽水分离器7疏水出口通过阀门V9与排污扩容器14入口连接，排污扩容器14出口与疏水外排口相连接。

具体工艺流程为，补给除盐水由除盐水泵12送入除氧器10除氧后，再由给水泵11送入汽包5中；在汽包5中预热后的给水通过下降管和循环水泵4送至下降管联箱2，再通过下降管联箱2分配至各荒煤气上升管换热蒸发器单元中的外夹套中，与换热蒸发器内套管内的荒煤气逆流换热后，汇入上升管联箱3，再由上升管送入汽包5中；汽包5产生的饱和蒸汽，通过汽水分离器7后送至背压式汽轮发电机9组做功发电；完成做功后的背压蒸汽从汽轮机8出口分为两路，大部分蒸汽通过经调压后送至用户蒸汽管网，另外少部分蒸汽经压力调整后进入热力除氧器10，如此则形成了荒煤气余热回收热电联产的热力循环过程。同时在汽包5饱和蒸汽出口与汽轮机8背压出口之间还设有蒸汽旁路，在汽轮发电机9组退出热力循环时，不影响上游焦化生产和下游化产生产工序，实现系统的稳定与可靠。

本实施例提出的焦炉上升管荒煤气余热回收热电联产系统，利用新型设计的套管式上升管换热蒸发器，产生的饱和蒸汽，通过背压式汽轮发电机9组做功发电后，进入用户蒸汽管网，实现焦炉上升管荒煤气余热的有效回收及能量梯级利用。通过焦炉上升管换热器1可以使荒煤气温度从700℃降低到约580℃左右进入下一步煤气净化工序，减少用于荒煤气降温的氨水用量，减少焦炉荒煤气净化工艺过程中的二次污染物排放，为焦化企业创造了良好的经济效率与环境效益。

本实用新型采用套管式换热器，能够承受较高的压力，因此，能够将产生的蒸汽的压力提高到用于汽轮机发电的压力，从而能够产生更高压力的饱和蒸汽(1.27MPa以上)，采用上升管联箱和下降管联箱将若干上升管换热器进行联用，通过背压式汽轮发电机组进行发电，汽轮机组排出的蒸汽在输送至用户蒸汽管网，实现热电联产。在本实用新型的焦炉上升管荒煤气余热回收热电联产系统中，先采用高品质的蒸汽在汽轮发电机组中进行做功，然后再采用低品质的蒸汽满足用户的采暖需求或其他需求，实现了荒煤气余热的梯级回收利用。

以上，仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。