專利名稱：一種利用焦爐荒煤氣余熱的發電系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及焦爐的荒煤氣熱量利用技術領域，具體涉及一種利用焦爐荒煤氣余熱的發電系統。
背景技術：
煉焦工業是伴隨著鋼鐵企業的發展而發展的，也是鋼鐵工業的基礎產業之一，同時焦化工業也是耗能大戶(根據相關資料介紹:焦化廠能耗約占產能50% 60%左右)，其中煉焦過程加熱耗量約占煤氣產量的45% 50%，因此焦化行業也是節能減排的重要行業。煤在煉焦時除了有75%左右變成焦炭外，還有約25%生成各種化學產品及煤氣。回收這些化學產品對綜合利用煤炭資源和經濟建設有著重要的意義。煤在焦爐炭化室內進行干餾時，在高溫作用下，煤質發生了一系列的物理化學變化。裝入煤在200°C以下蒸出表面水分，同時析出吸附在煤中的二氧化碳、甲烷等氣體，然后隨著溫度的升高，煤開始分解。煤的大分子端部含氧化合物于250 300°C開始分解，生成二氧化碳、水和酚(主要是高級酚)。當溫度升高至近500°C時，煤的大分子芳香族稠環化合物開始分解，生成脂肪烴，同時釋放出氫，或稱為初次分解產物，當初次分解產物通過赤熱的焦炭和沿炭化室爐墻向上流動時，受到的溫度比炭化室頂部空間的溫度高得多。因此，這部分氣體中的碳氫化合物在到達炭化室頂部空間之前，就已經過了有氫氣析出和環烷烴或烷烴的芳構化過程(生成芳香烴)，生成了二次熱裂解產物。這是一個不可逆的反應過程，由此所生成的化合物在炭化室頂部空間就不再起變化。國內外到目前為止，焦爐的設計如下:煉焦產物荒煤氣由在炭化室風機空間進入焦爐上升管，經焦爐上升管然后進入集氣槽，在集氣槽內由氨水噴淋冷卻，冷卻后650°C 7500C的荒煤氣被冷卻至82 86°C左右；第二步再在煤氣初冷器中冷卻到25 35°C，此過程大量的熱能被白白的浪費掉了，同時這些高溫荒煤氣中所蘊含的大量的裂解產物也被當作廢物給處理掉了。
發明內容
本發明提供一種利用焦爐荒煤氣余熱的發電系統，解決現有的焦爐熱能浪費較大及荒煤氣中蘊含的大量裂解產物被白白浪費的問題。本發明的技術方案是這樣實現的:一種利用焦爐荒煤氣余熱的發電系統，包括余熱煤氣道、余熱鍋爐、汽輪機組和發電機組，余熱煤氣道、余熱鍋爐、汽輪機組和發電機組依次連接；余熱煤氣道與焦爐上升管道連接，余熱鍋爐內按荒煤氣流通方向依次設置過熱器、蒸發器和省煤器，省煤器與軟水泵出口相連接，過熱器通過蒸汽管道與汽輪機組相連接，余熱鍋爐下端與集氣槽連接。其中，優選地，所述集氣槽內設有設有高壓氨水噴淋裝置；集氣槽下端連接有第一氣液分離器，第一氣液分離器的氣體管道末端與風機相連接，第一氣液分離器的液體管道末端設置有用于收集氨水和荒煤氣冷卻生成的焦油的機械化槽。
其中，優選地，所述過熱器、蒸發器和省煤器的傳熱管束為翅片管束。其中，優選地，所述蒸發器傳熱管束的末端連接有第二氣液分離器。其中，優選地，所述余熱鍋爐還連接有與排污系統相連的排污管。本發明利用焦爐荒煤氣余熱生產蒸汽發電系統較為簡單，設備容易布置，占地面積少；余熱鍋爐采用螺旋翅片管結構余熱回收裝置，傳熱通過管壁傳遞進行，其熱量被直接傳給飽和水進行換熱，從換熱機理而言，水的換熱系數遠遠大于氣體側的給熱系數，換熱效率高。荒煤氣通過上述冷卻過程，溫度由650 750°C降至82 86°C，同時有60%左右的焦油冷卻下來，收集到機械化槽內回收利用；蒸汽輪機發電機組的特點是體積小、重量輕、運輸方便，結構簡單、安全性高，安裝操作維修方便。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1本發明實施例工作原理示意圖；圖2本發明實施例余熱鍋爐結構示意圖。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。如圖1和圖2所示，本發明提供一種利用焦爐荒煤氣余熱的發電系統，包括余熱煤氣道2、余熱鍋爐3、汽輪機組5和發電機組6，余熱煤氣道2、余熱鍋爐3、汽輪機組5和發電機組6依次連接；余熱煤氣道2與焦爐上升管道I連接，余熱鍋爐2內按荒煤氣流通方向依次設置過熱器11、蒸發器12和省煤器13，省煤器13與軟水泵4出口相連接，過熱器11通過蒸汽管道與汽輪機組5相連接。過熱器11、蒸發器12和省煤器13的傳熱管束為螺旋翅片管束。蒸發器12傳熱管束的末端連接有第二氣液分離器14。余熱鍋爐還連接有與排污系統相連的排污管。余熱鍋爐3的下端與集氣槽7連接，集氣槽7內設有高壓氨水噴淋裝置；集氣槽7下端連接有第一氣液分離器8，第一氣液分離器8的氣體管道末端與風機9相連接，第一氣液分離器8的液體管道末端設置有用于收集氨水和荒煤氣冷卻生成的焦油的機械化槽10。軟水經軟水泵首先進入省煤器，軟水在省煤器內吸收熱量升溫到略低于汽包壓力下的飽和溫度進入鍋筒。進入鍋筒的水與鍋筒內的飽和水混合后，沿鍋筒下方的下降管進入蒸發器吸收熱量開始產汽，通常是只用一部分水變成汽，所以在蒸發器內流動的是汽水混合物。汽水混合物離開蒸發器進入上部鍋筒通過第二氣液分離器分離，水落到鍋筒內水空間進入下降管繼續吸熱產汽，而蒸汽從鍋筒上部進入過熱器，吸收熱量使飽和蒸汽變成過熱蒸汽。產生的過熱蒸汽進入氣輪機組和發電機組進行發電。蒸汽輪機發電機組具有體積小、重量輕、運輸方便、結構簡單、安全性高、安裝操作維修方便等優點。在風機的作用下，荒煤氣從余熱煤氣道依次經過熱器、蒸發器、省煤器的出口進入集氣槽，集氣槽內設有高壓氨水噴淋裝置，荒煤氣在集氣槽內冷卻，循環氨水在壓力作用下通過高壓氨水噴淋裝置的噴頭強烈噴灑，當細霧狀的氨水與煤氣充分接觸時，由于荒煤氣溫度較高，所以荒煤氣放出大量顯熱，氨水大量蒸發，快速地進行著傳熱和傳質過程，煤氣在集氣槽內冷卻時所放出熱量主要用于氨水蒸發(約占75 80%)，其余的熱量消耗于氨水升溫(約占10 15%)和集氣槽的散熱損失(約占10%左右)。通過上述冷卻過程，煤氣溫度由500°C降至82 86°C，同時有60%左右的焦油冷卻下來，冷卻水的煤氣與焦油氨水一同沿煤氣管道流向第一氣液分離器，氣體由分離器上部進初冷器進一步冷卻，焦油氨水經分離器進入機械化槽。 本發明的發電系統可以同時和幾個焦爐上升管連接，進一步提高發電機組的發電能力。本實施例中在系統整體設計有比較完整的熱工檢測，自動調節，連鎖保護及熱工信號報警裝置具有完善的監控系統，電子設備間布置DCS機柜，電源柜等，其自動化水平將使操作人員在控制室能夠完成正常的運行工作下的全部熱工參數的監控和一些主要設備在事故狀態的緊急停車操作。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種利用焦爐荒煤氣余熱的發電系統，包括余熱煤氣道、余熱鍋爐、汽輪機組和發電機組，其特征在于:所述余熱煤氣道、所述余熱鍋爐、所述汽輪機組和所述發電機組依次連接；所述余熱煤氣道與焦爐上升管道連接，所述余熱鍋爐內按荒煤氣流通方向依次設置過熱器、蒸發器和省煤器，省煤器與軟水泵出口相連接，過熱器通過蒸汽管道與汽輪機組相連接，所述余熱鍋爐下端與集氣槽連接。
2.根據權利要求1所述的一種利用焦爐荒煤氣余熱的發電系統，其特征在于:所述集氣槽內設有設有高壓氨水噴淋裝置；集氣槽下端連接有第一氣液分離器，第一氣液分離器的氣體管道末端與風機相連接，第一氣液分離器的液體管道末端設置有用于收集氨水和荒煤氣冷卻生成的焦油的機械化槽。
3.根據權利要求1所述的一種利用焦爐荒煤氣余熱的發電系統，其特征在于:所述過熱器、蒸發器和省煤器的傳熱管束為翅片管束。
4.根據權利要求3所述的一種利用焦爐荒煤氣余熱的發電系統，其特征在于:所述蒸發器傳熱管束的末端連接有第二氣液分離器。
5.根據權利要求1所述的一種利用焦爐荒煤氣余熱的發電系統，其特征在于:所述余熱鍋爐還連接有與排污系統相連的排污管。
全文摘要
本發明提供一種利用焦爐荒煤氣余熱的發電系統，解決現有的焦爐熱能浪費較大及荒煤氣中蘊含的大量裂解產物被白白浪費的問題。一種利用焦爐荒煤氣余熱的發電系統，包括余熱煤氣道、余熱鍋爐、汽輪機組和發電機組，余熱煤氣道、余熱鍋爐、汽輪機組和發電機組依次連接；余熱煤氣道與焦爐上升管道連接，余熱鍋爐內按煤氣流通方向依次設置過熱器、蒸發器和省煤器，省煤器與軟水泵出口相連接，過熱器通過蒸汽管道與汽輪機組相連接。本發明利用焦爐荒煤氣余熱生產蒸汽發電系統較為簡單，設備容易布置，占地面積少；荒煤氣通過上述冷卻過程，溫度由650～750℃降至82～86℃，同時有60%左右的焦油冷卻下來，收集到機械化槽內回收利用。
文檔編號F01D15/10GK103147807SQ201310061738
公開日2013年6月12日 申請日期2013年2月27日 優先權日2013年2月27日
發明者邢同春, 欒攀 申請人:青島中拓科技有限公司