新型受熱面布置結(jié)構(gòu)的高溫高壓自然循環(huán)干熄焦余熱鍋爐的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型受熱面布置結(jié)構(gòu)的高溫高壓自然循環(huán)干熄焦余熱鍋爐，包括鍋爐進(jìn)口處轉(zhuǎn)彎室和鍋爐水平及尾部煙道四壁的懸掛式的受熱面（2），受熱面（2）由膜式水冷壁包覆；從鍋爐進(jìn)口處轉(zhuǎn)彎室沿著煙氣流動(dòng)方向依次設(shè)有前置水平蒸發(fā)器（1）、二次過熱器（10）、一次過熱器（11）、光管蒸發(fā)器（5）、鰭片管蒸發(fā)器（4）和省煤器（3），前置水平蒸發(fā)器（1）將煙氣溫度降低90～110℃，省煤器（3）的沸騰率在10%以上。本發(fā)明的發(fā)電效率高，煉焦過程的熱效率也更高，同時(shí)焦炭的質(zhì)量得到了改善，焦炭產(chǎn)率得到提高，優(yōu)化了高爐生產(chǎn)。
【專利說(shuō)明】新型受熱面布置結(jié)構(gòu)的高溫高壓自然循環(huán)干熄焦余熱鍋爐

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于焦化工藝流程中紅焦余熱回收利用的干熄焦余熱鍋爐，尤其是一種新型受熱面布置結(jié)構(gòu)的高溫高壓自然循環(huán)干熄焦余熱鍋爐。

【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)是焦炭生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，2010年和2011年焦炭產(chǎn)量分別達(dá)3.88億噸和4.2億噸，消費(fèi)量分別達(dá)3.84億噸和4.0億噸，生產(chǎn)和消費(fèi)量均超過世界總量的60%，穩(wěn)居世界第一位。但焦化行業(yè)是一個(gè)高消耗、高污染的行業(yè)，在生產(chǎn)過程中，不僅消耗大量的焦煤等資源，同時(shí)還產(chǎn)生大量的焦化廢水、粉塵、廢煙氣等污染物，對(duì)環(huán)境危害大，因此，焦化行業(yè)被列為節(jié)能減排降耗重點(diǎn)行業(yè)，資源與環(huán)境問題已成為目前焦化行業(yè)發(fā)展的重要瓶頸。通過改進(jìn)焦化工藝技術(shù)，降低物耗能耗、減少環(huán)境污染、提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量是焦化行業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。
[0003]干熄焦技術(shù)具有節(jié)能、環(huán)保、提高焦炭質(zhì)量的三重效益。干熄焦工藝與傳統(tǒng)的濕熄焦工藝相比，干熄焦以蒸汽形式可回收利用紅焦83%左右的顯熱。平均每熄It焦炭可回收3.9MPa，450°C蒸汽0.45t?0.55t，發(fā)達(dá)國(guó)家可產(chǎn)0.6t左右，回收熱量約為1.35GJ，使煉焦過程的熱效率提高10個(gè)百分點(diǎn)以上。一般年產(chǎn)110萬(wàn)噸焦炭的系統(tǒng)需配備容量為150t/h的干熄焦裝置，相對(duì)濕熄焦可節(jié)約47.99X103噸標(biāo)準(zhǔn)煤，則一套壽命為20年的裝置節(jié)約959.8X103噸煤，相當(dāng)于節(jié)省364.7X106RMB(以單價(jià)380RMB/噸煤計(jì)算)，同時(shí)干熄焦可以改善焦炭質(zhì)量，降低高爐焦比，或在配煤中多用10?15%的弱粘結(jié)性煤。
[0004]相對(duì)濕熄焦，干熄焦每熄一噸焦炭可節(jié)省水0.5t，一套年產(chǎn)焦炭大約110萬(wàn)噸干熄焦裝置，每年節(jié)約用水量30萬(wàn)噸。每年可減少136，732噸C02排放量，同時(shí)每年減少約43萬(wàn)噸廢蒸汽排向大氣，43萬(wàn)噸廢蒸汽中含有約43t酚、12t氰化物、硫化氰20t、50t氨以及300t焦炭粉塵，改善大氣環(huán)境。
[0005]干熄焦可以產(chǎn)生用于發(fā)電的動(dòng)力蒸汽(5t蒸汽相當(dāng)于It動(dòng)力煤)，相同的發(fā)電量能力下，可以避免動(dòng)力煤發(fā)電對(duì)環(huán)境的污染，110萬(wàn)噸配套的CDQ相當(dāng)于每年減少約10萬(wàn)噸燃煤對(duì)大氣的影響。
[0006]據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)現(xiàn)有大小焦化廠140余家，500余座焦?fàn)t，其中大中型焦?fàn)t160余座年產(chǎn)焦炭5000余萬(wàn)噸，擁有可回收的余熱蒸汽約2500萬(wàn)噸，若用于發(fā)電，年可發(fā)電65億kw.h，價(jià)值29億元。我國(guó)已投產(chǎn)和在建的干熄焦裝置共155套，干熄焦炭能力達(dá)到15508萬(wàn)噸，占全國(guó)煉焦產(chǎn)能的34.5%。已投產(chǎn)干熄焦裝置102套，干熄焦炭能力9924萬(wàn)噸，占2009年我國(guó)焦炭產(chǎn)量的27.9%?？梢?，余熱鍋爐潛在的效益是巨大的，干熄焦技術(shù)在國(guó)內(nèi)現(xiàn)有焦化廠的改造中將有很大的市場(chǎng)潛力，從目前干熄焦余熱鍋爐運(yùn)行狀況分析，干熄焦余熱鍋爐技術(shù)還有提升空間，對(duì)如何提高余熱回收效率和運(yùn)行安全性是亟待解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明為了解決目前干熄焦余熱鍋爐的余熱回收效率低下，安全性不高以及環(huán)境污染問題，為此提供了一種新型受熱面布置結(jié)構(gòu)的高溫高壓自然循環(huán)干熄焦余熱鍋爐，包括鍋爐進(jìn)口處轉(zhuǎn)彎室和鍋爐水平及尾部煙道四壁的懸掛式的受熱面2，受熱面2由膜式水冷壁包覆，以提高鍋爐的密封性。從鍋爐進(jìn)口處轉(zhuǎn)彎室沿著煙氣流動(dòng)方向依次設(shè)有前置水平蒸發(fā)器1、二次過熱器10、一次過熱器11、光管蒸發(fā)器5、鰭片管蒸發(fā)器4和省煤器3，前置水平蒸發(fā)器I將煙氣溫度降低90?110°C，提高了水循環(huán)的安全性，保護(hù)過熱器的管壁超溫。所述省煤器3的沸騰率在10%以上，提高了省煤器的出口工質(zhì)焓值，減少鍋筒內(nèi)工質(zhì)欠焓，不僅使得水冷壁受熱面內(nèi)水的起沸點(diǎn)高度降低，改善了蒸發(fā)器脈動(dòng)性、多值性，同時(shí)對(duì)蒸發(fā)器受熱面布置也十分有利。
[0008]本發(fā)明新型受熱面布置結(jié)構(gòu)的高溫高壓自然循環(huán)干熄焦余熱鍋爐，所述懸掛式的受熱面2、光管蒸發(fā)器5和鰭片管蒸發(fā)器4中的汽水循環(huán)形式均為獨(dú)立自然循環(huán)。
[0009]本發(fā)明新型受熱面布置結(jié)構(gòu)的高溫高壓自然循環(huán)干熄焦余熱鍋爐，所述受熱面2通過懸掛結(jié)構(gòu)進(jìn)行懸掛，懸掛結(jié)構(gòu)為帶有獨(dú)立自然循環(huán)系統(tǒng)的懸吊管8。
[0010]本發(fā)明新型受熱面布置結(jié)構(gòu)的高溫高壓自然循環(huán)干熄焦余熱鍋爐，所述懸吊管8和鍋爐進(jìn)口處轉(zhuǎn)彎室內(nèi)的膜式水冷壁上面均包裹有防磨不銹鋼擋板。
[0011]本發(fā)明新型受熱面布置結(jié)構(gòu)的高溫高壓自然循環(huán)干熄焦余熱鍋爐，蒸發(fā)器均為水平布置，水平布置的蒸發(fā)器對(duì)鍋爐整體受熱面的布置更為方便，同時(shí)制造工作量也大為減小，而前置水平蒸發(fā)器I和二次過熱器10的前四排管子均由金屬噴涂管制成。
[0012]本發(fā)明新型受熱面布置結(jié)構(gòu)的高溫高壓自然循環(huán)干熄焦余熱鍋爐，所述前置水平蒸發(fā)器1、二次過熱器10、一次過熱器11、光管蒸發(fā)器5和鰭片管蒸發(fā)器4均采用整體懸掛結(jié)構(gòu)，且組成了鍋爐自然循環(huán)的汽水循環(huán)方式。
[0013]本發(fā)明新型受熱面布置結(jié)構(gòu)的高溫高壓自然循環(huán)干熄焦余熱鍋爐，所述前置水平蒸發(fā)器1、二次過熱器10、一次過熱器11、光管蒸發(fā)器5和鰭片管蒸發(fā)器4穿過尾部煙道四壁的受熱面2后通過穿墻管密封件6密封。
[0014]所述光管蒸發(fā)器5、鰭片管蒸發(fā)器4和懸吊管8中的汽水循環(huán)形式均為自然循環(huán)。
[0015]本新型受熱面布置結(jié)構(gòu)的高溫高壓自然循環(huán)干熄焦余熱鍋爐，所述前置水平蒸發(fā)器I和二次過熱器10的前四排管子均由金屬噴涂管制成。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:
[0017]本發(fā)明解決了高溫高壓自然循環(huán)干熄焦余熱鍋爐各個(gè)受熱面熱量分配優(yōu)化問題、在低熱負(fù)荷下二次過熱器及水冷壁水循環(huán)安全性問題、高壓自然循環(huán)水平蒸發(fā)管中水動(dòng)力特性安全性問題。
[0018]本發(fā)明的發(fā)電效率更高，煉焦過程的熱效率也更高，同時(shí)焦炭的質(zhì)量得到了改善，焦炭產(chǎn)率得到提高，優(yōu)化了高爐生產(chǎn)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說(shuō)明，其中:
[0020]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021]本說(shuō)明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
[0022]本說(shuō)明書中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或類似特征中的一個(gè)例子而已。
[0023]如圖1所示的。
[0024]如圖1所示的新型受熱面布置結(jié)構(gòu)的高溫高壓自然循環(huán)干熄焦余熱鍋爐，包括鍋爐進(jìn)口處轉(zhuǎn)彎室和鍋爐水平及尾部煙道四壁的懸掛式的受熱面2，受熱面2由膜式水冷壁包覆，以提高鍋爐的密封性。
[0025]從鍋爐進(jìn)口處轉(zhuǎn)彎室沿著煙氣流動(dòng)方向依次設(shè)有前置水平蒸發(fā)器1、二次過熱器10、一次過熱器11、光管蒸發(fā)器5、鰭片管蒸發(fā)器4和省煤器3，所述前置水平蒸發(fā)器I和二次過熱器10的前四排管子均由金屬噴涂管制成。所述省煤器3的沸騰率在10%以上，提高了省煤器的出口工質(zhì)焓值，減少鍋筒內(nèi)工質(zhì)欠焓，不僅使得水冷壁受熱面內(nèi)水的起沸點(diǎn)高度降低，改善了蒸發(fā)器脈動(dòng)性、多值性，同時(shí)對(duì)蒸發(fā)器受熱面布置也十分有利。蒸發(fā)器均為水平布置，前置水平蒸發(fā)器1、二次過熱器10、一次過熱器11、光管蒸發(fā)器5和鰭片管蒸發(fā)器4穿過尾部煙道四壁的受熱面2后通過穿墻管密封件6密封，水平布置的蒸發(fā)器對(duì)鍋爐整體受熱面的布置更為方便，同時(shí)制造工作量也大為減小。而其中的前置水平蒸發(fā)器用于提高鍋爐進(jìn)口處轉(zhuǎn)彎室對(duì)進(jìn)口煙氣的吸熱量，降低二次過熱器前的煙氣溫度，降低了煙氣溫度90?110°C，使原有的900°C左右煙氣溫度降低至800°C左右，還能相應(yīng)減少光管蒸發(fā)器和鰭片管蒸發(fā)器的受熱面積，提高了水循環(huán)的安全性，保護(hù)過熱器的管壁超溫。
[0026]所述受熱面2通過懸掛結(jié)構(gòu)進(jìn)行懸掛，懸掛結(jié)構(gòu)為帶有獨(dú)立自然循環(huán)系統(tǒng)的懸吊管8，而懸掛式的受熱面2、光管蒸發(fā)器5和鰭片管蒸發(fā)器4中的汽水循環(huán)形式也均為獨(dú)立自然循環(huán)。前置水平蒸發(fā)器1、二次過熱器10、一次過熱器11、光管蒸發(fā)器5和鰭片管蒸發(fā)器4均采用整體懸掛結(jié)構(gòu)，且組成了鍋爐自然循環(huán)的汽水循環(huán)方式。另外，在懸吊管8和鍋爐進(jìn)口處轉(zhuǎn)彎室內(nèi)的膜式水冷壁上面還包裹有防磨不銹鋼擋板。
[0027]將本發(fā)明的運(yùn)行參數(shù)設(shè)為:配干熄焦能力為75?150t/h，蒸汽壓力為4.6?9.82MPa，過熱蒸汽溫度為450?540°C，蒸汽產(chǎn)量位46?86t/h。在同樣的循環(huán)煙氣參數(shù)與中溫中壓復(fù)合循環(huán)干熄焦余熱鍋爐相比較，其熱力循環(huán)效率能提高5%，發(fā)電效率提高15%?？苫厥绽眉t焦顯熱的85%左右，使煉焦過程的熱效率提高10個(gè)百分點(diǎn)以上，相當(dāng)于平均每熄I噸焦炭可回收熱量可產(chǎn)3.9MPa，450°C蒸汽0.45?0.6t左右。同時(shí)焦炭的質(zhì)量得到改善，焦炭產(chǎn)率得到提高，優(yōu)化了高爐生產(chǎn)。
[0028]本發(fā)明并不局限于前述的【具體實(shí)施方式】。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說(shuō)明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
【權(quán)利要求】
1.一種新型受熱面布置結(jié)構(gòu)的高溫高壓自然循環(huán)干熄焦余熱鍋爐，其特征是:包括鍋爐進(jìn)口處轉(zhuǎn)彎室和鍋爐水平及尾部煙道四壁的懸掛式的受熱面(2)，受熱面(2)由膜式水冷壁包覆；從鍋爐進(jìn)口處轉(zhuǎn)彎室沿著煙氣流動(dòng)方向依次設(shè)有前置水平蒸發(fā)器(I)、二次過熱器(10)、一次過熱器(11)、光管蒸發(fā)器(5)、鰭片管蒸發(fā)器(4)和省煤器(3)，前置水平蒸發(fā)器(I)將煙氣溫度降低90?110°C，省煤器(3)的沸騰率在10%以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型受熱面布置結(jié)構(gòu)的高溫高壓自然循環(huán)干熄焦余熱鍋爐，其特征是:所述懸掛式的受熱面(2)、光管蒸發(fā)器(5)和鰭片管蒸發(fā)器(4)中的汽水循環(huán)形式均為獨(dú)立自然循環(huán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型受熱面布置結(jié)構(gòu)的高溫高壓自然循環(huán)干熄焦余熱鍋爐，其特征是:所述受熱面(2)通過懸掛結(jié)構(gòu)進(jìn)行懸掛，懸掛結(jié)構(gòu)為帶有獨(dú)立自然循環(huán)系統(tǒng)的懸吊管(8)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型受熱面布置結(jié)構(gòu)的高溫高壓自然循環(huán)干熄焦余熱鍋爐，其特征是:所述懸吊管(8)和鍋爐進(jìn)口處轉(zhuǎn)彎室內(nèi)的膜式水冷壁上面均包裹有防磨不銹鋼擋板。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型受熱面布置結(jié)構(gòu)的高溫高壓自然循環(huán)干熄焦余熱鍋爐，其特征是:所述前置水平蒸發(fā)器(I)和二次過熱器(10)的前四排管子均由金屬噴涂管制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型受熱面布置結(jié)構(gòu)的高溫高壓自然循環(huán)干熄焦余熱鍋爐，其特征是:所述前置水平蒸發(fā)器(I)、二次過熱器(10)、一次過熱器(11)、光管蒸發(fā)器(5)和鰭片管蒸發(fā)器(4)均采用整體懸掛結(jié)構(gòu)，且組成了鍋爐自然循環(huán)的汽水循環(huán)方式。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型受熱面布置結(jié)構(gòu)的高溫高壓自然循環(huán)干熄焦余熱鍋爐，其特征是:所述前置水平蒸發(fā)器(I)、二次過熱器(10)、一次過熱器(11)、光管蒸發(fā)器(5)和鰭片管蒸發(fā)器(4)穿過尾部煙道四壁的受熱面(2)后通過穿墻管密封件(6)密封。
【文檔編號(hào)】F22B31/08GK104390201SQ201410688158
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月25日
【發(fā)明者】惠建明, 郁鴻凌 申請(qǐng)人:無(wú)錫億恩科技股份有限公司