專利名稱：一種焦?fàn)t荒煤氣余熱發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)余熱回收利用的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種焦?fàn)t荒煤氣余熱發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
焦化行業(yè)作為高能耗行業(yè)備受關(guān)注。焦?fàn)t煉焦過(guò)程中，焦?fàn)t上升管內(nèi)的荒煤氣溫度高達(dá)750°C，含有大量的顯熱，為降低焦?fàn)t荒煤氣溫度便于后續(xù)焦化工藝處理，傳統(tǒng)工藝 采用噴氨水急冷的工藝?yán)鋮s高溫荒煤氣，通過(guò)橋管與集氣管噴灑循環(huán)氨水與荒煤氣直接接觸，靠循環(huán)氨水大量氣化，使荒煤氣急劇降溫至80-85°C，降溫后荒煤氣在初冷器中再用冷卻水間接冷卻至常溫。該工藝流程不僅浪費(fèi)了大量荒煤氣的顯熱，消耗大量的氨水、而且浪費(fèi)了大量的水資源和電力，增加污水了排放。焦?fàn)t排出的750°C左右的荒煤氣由于其成分復(fù)雜，且隨著溫度的降低有焦油等組分的析出，同時(shí)由于焦?fàn)t每孔生產(chǎn)具有周期性，至今沒(méi)有很好的方案對(duì)其進(jìn)行回收。因此，對(duì)焦?fàn)t荒煤氣顯熱回收的研究一直是焦化行業(yè)節(jié)能減排的熱點(diǎn)之一。在現(xiàn)有技術(shù)中，申請(qǐng)?zhí)枮?01010199879. 9的中國(guó)專利申請(qǐng)中公開了一種回收焦?fàn)t荒煤氣余熱的方法及裝置，該裝置采用半導(dǎo)體模塊發(fā)電模式，吸收上升管中荒煤氣的熱量。但是，該裝置的半導(dǎo)體模塊發(fā)電所能承受的溫度和吸收的熱量有限，導(dǎo)致荒煤氣的熱量沒(méi)有得到充分利用。申請(qǐng)?zhí)枮?00910230821. 3的中國(guó)專利申請(qǐng)中公開了一種焦?fàn)t荒煤氣余熱利用技術(shù)，該技術(shù)將焦?fàn)t在各個(gè)碳化室的高溫荒煤氣匯總進(jìn)入余熱鍋爐換熱，換熱后的荒煤氣經(jīng)氨水噴淋降溫后，送化產(chǎn)回收系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過(guò)集中換熱取熱，具有較高的效率，但是通過(guò)余熱鍋爐換熱存在安全隱患，如果整個(gè)系統(tǒng)密封不嚴(yán)密，則容易引起系統(tǒng)中氧含量過(guò)高，引發(fā)爆炸。總體而言，焦?fàn)t荒煤氣余熱回收目前主要有兩種研究模式一是采用帶有余熱回收功能的上升管裝置，但由于其空間結(jié)構(gòu)狹小，受熱面布置受到影響，無(wú)法充分回收和利用荒煤氣余熱資源，導(dǎo)致難以推廣；二是采用將荒煤氣集中引出，另外設(shè)置集中的余熱回收系統(tǒng)，此種結(jié)構(gòu)模式由于其系統(tǒng)復(fù)雜、荒煤氣的可燃性、焦油析出結(jié)焦等因素，導(dǎo)致系統(tǒng)的氣密性要求很高，系統(tǒng)安全運(yùn)行受到很大挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種焦?fàn)t荒煤氣余熱發(fā)電裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的焦?fàn)t荒煤氣余熱回收裝置一般采用帶有余熱回收功能的上升管裝置，但由于其空間結(jié)構(gòu)狹小，受熱面布置受到影響，無(wú)法充分回收和利用荒煤氣余熱資源，導(dǎo)致難以推廣的技術(shù)性問(wèn)題。本發(fā)明目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)
一種焦?fàn)t荒煤氣余熱發(fā)電裝置，包括取熱子系統(tǒng)和發(fā)電子系統(tǒng)，
取熱子系統(tǒng)進(jìn)一步包括設(shè)置在焦?fàn)t上升管段內(nèi)的上升管過(guò)熱器，設(shè)置在橋管內(nèi)的橋管蒸發(fā)器，并且，橋管與焦?fàn)t上升管連接，橋管蒸發(fā)器通過(guò)管路與汽包連接，所述汽包通過(guò)管路與所述上升管過(guò)熱器連接，上升管過(guò)熱器通過(guò)飽和蒸汽出口和發(fā)電子系統(tǒng)相連；
水經(jīng)過(guò)橋管蒸發(fā)器形成汽水混合物進(jìn)入汽包，汽水混合物在汽包內(nèi)由汽水分離裝置分離成水和飽和蒸汽、飽和蒸汽經(jīng)上升管過(guò)熱器換熱后形成過(guò)熱蒸汽，過(guò)熱蒸汽通過(guò)發(fā)電裝置蒸發(fā)器換熱后重新回到橋管蒸發(fā)器，所述橋管蒸發(fā)器、汽包、上升管過(guò)熱器和發(fā)電裝置蒸發(fā)器依次形成水汽流通通道；
焦?fàn)t產(chǎn)生的荒煤氣經(jīng)設(shè)置有蒸汽過(guò)熱器的上升管、設(shè)置有蒸發(fā)器的橋管依次形成荒煤氣流通通道。發(fā)電子系統(tǒng)，包括工質(zhì)泵、發(fā)電裝置蒸發(fā)器、動(dòng)力發(fā)電機(jī)組和冷凝器，工質(zhì)泵、發(fā)電裝置蒸發(fā)器、動(dòng)力發(fā)電機(jī)組和冷凝器通過(guò)管路依次首尾連接，工質(zhì)由工質(zhì)泵送入發(fā)電裝置蒸發(fā)器，工質(zhì)在發(fā)電裝置蒸發(fā)器內(nèi)與從上升管過(guò)熱器輸出的過(guò)熱蒸汽換熱，工質(zhì)由液態(tài)轉(zhuǎn)化為汽態(tài)，汽態(tài)工質(zhì)通過(guò)動(dòng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)電后在冷凝器內(nèi)冷卻成冷凝水，冷凝水由工質(zhì)泵重新送入發(fā)電裝置蒸發(fā)器繼續(xù)加熱。所述發(fā)電子系統(tǒng)還包括電力輸出裝置，所述電力輸出裝置與所述動(dòng)力發(fā)電機(jī)組連 接。所述發(fā)電裝置蒸發(fā)器上設(shè)有冷凝水出口。所述除氧除鹽水供給裝置包括除氧器和水泵，所述除氧器與除鹽水給水入口連接，所述除氧器的出口與水泵入口連接，水泵出口與所述蒸發(fā)器的除氧除鹽水入口連接。所述除氧器與除氧用蒸汽的入口連接，所述除氧器還與所述發(fā)電裝置蒸發(fā)器上的冷凝水出口連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有以下優(yōu)點(diǎn)
1、在保持焦?fàn)t主要工藝不變的前提下，利用焦?fàn)t橋管作為主要熱量回收裝置，回收荒煤氣余熱產(chǎn)生的飽和蒸汽，再與上升管荒煤氣溫度高、受熱面小、過(guò)熱用熱量少的特點(diǎn)相結(jié)合，利用高溫荒煤氣余熱通過(guò)上升管余熱回收裝置進(jìn)行過(guò)熱，從而產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽，并利用過(guò)熱蒸汽作為熱源、采用低沸點(diǎn)工質(zhì)進(jìn)行循環(huán)發(fā)電，將回收蒸汽充分利用，可便于推廣；
2、在橋管處設(shè)置余熱回收裝置充分利用了焦?fàn)t上部的空間，結(jié)合上部空間適當(dāng)增加受熱面可最大限度地回收余熱；
3、主要受熱面布置在橋管可便于焦油析出后的清洗，避免或減緩因荒煤氣溫度降低后焦油析出而導(dǎo)致受熱面換熱能力下降、甚至失效；
4、充分利用上升管荒煤氣溫度高、受熱面小的特點(diǎn)，采用上升管與橋管組合的方式，對(duì)橋管回收飽和蒸汽進(jìn)行過(guò)熱，提高了蒸汽品質(zhì)，還可防止上升管內(nèi)荒煤氣溫度過(guò)低導(dǎo)致上升管內(nèi)部結(jié)焦難以處理的難題發(fā)生；
5、通過(guò)回收余熱能夠明顯降低焦?fàn)t工序能耗，節(jié)約能源，減少排放，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益；
6、除氧除鹽水通過(guò)蒸發(fā)器、過(guò)熱器吸收焦?fàn)t荒煤氣余熱形成過(guò)熱蒸汽用于發(fā)電，回收了荒煤氣余熱資源，同時(shí)減少原系統(tǒng)冷卻用氨水?dāng)?shù)量，降低氨水附屬系統(tǒng)的電耗，實(shí)現(xiàn)了焦?fàn)t節(jié)能減排。


圖I為本發(fā)明的焦?fàn)t荒煤氣余熱發(fā)電裝置的流程圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明的焦?fàn)t荒煤氣余熱發(fā)電裝置，包括取熱子系統(tǒng)和發(fā)電子系統(tǒng)，取熱子系統(tǒng)包括過(guò)熱器3、橋管蒸發(fā)器4、汽包5和除氧除鹽水供給裝置，過(guò)熱器3設(shè)置在焦?fàn)t8的上升管I中，橋管蒸發(fā)器4設(shè)置在橋管2內(nèi)，上升管I的出口 11通過(guò)管道與橋管2的荒煤氣入口 41連接，除氧除鹽水供給裝置的出口與蒸發(fā)器4的除氧除鹽水入口連接，橋管蒸發(fā)器的汽水出口 42與汽包5的汽水混合物入口連接，汽包的飽和蒸汽出口 51與過(guò)熱器3的蒸汽入口 31連接，過(guò)熱器3上設(shè)置有蒸汽出口 32，蒸汽出口 32與發(fā)電子系統(tǒng)連接。發(fā)電子系統(tǒng)包括發(fā)電裝置蒸發(fā)器91、工質(zhì)泵95、動(dòng)力發(fā)電機(jī)組92和冷凝器94，發(fā)電裝置蒸發(fā)器91分別與過(guò)熱器3的蒸汽出口 32和工質(zhì)泵95連接，工質(zhì)泵95與冷凝器94連接，動(dòng)力發(fā)電機(jī)組92分別與冷凝器94和發(fā)電裝置蒸發(fā)器91連接。發(fā)電子系統(tǒng)還包括電力輸出裝置93，電力輸出裝置93用于輸出電力，其與動(dòng)力發(fā)電機(jī)組92連接,發(fā)電裝置蒸發(fā) 器91上設(shè)有冷凝水出口 911，過(guò)熱蒸汽換熱后形成的冷凝水可從冷凝水出口 911流入除氧器6。冷凝器94上設(shè)有冷卻水入口 941和冷卻水出口 942。在本實(shí)例中，高溫荒煤氣與橋管蒸發(fā)器4換熱后從進(jìn)入集氣管43。除氧除鹽水供給裝置用于提供除氧除鹽水，其包括除氧器6和水泵7，除氧器6與除鹽水給水入口 10連接，除氧器6與除氧用蒸汽的入口 62連接，除氧用蒸汽可去除除鹽水中的氧氣。除氧器6的出口與水泵入口連接，水泵出口與蒸發(fā)器的除氧除鹽水入口連接，除氧器6還與發(fā)電裝置蒸發(fā)器91上的冷凝水出口 911連接。在本實(shí)例中,汽包上設(shè)有定期排污管52和連續(xù)排污管53，可用于將汽包內(nèi)的污水排出。本發(fā)明的焦?fàn)t荒煤氣余熱發(fā)電裝置的工作過(guò)程如下
I)、取熱子系統(tǒng)的余熱回收過(guò)程除鹽水經(jīng)除氧器6除氧后通過(guò)水泵7進(jìn)入橋管蒸發(fā)器4，除鹽水在橋管蒸發(fā)器4與荒煤氣換熱后形成汽水混合物，經(jīng)蒸發(fā)器汽水混合物出口 42進(jìn)入汽包5，在汽包5內(nèi)經(jīng)汽水分離后產(chǎn)生飽和蒸汽，飽和蒸汽從過(guò)熱器蒸汽入口 31進(jìn)入過(guò)熱器3，飽和蒸汽在過(guò)熱器3內(nèi)再次與荒煤氣換熱后產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽，產(chǎn)生的過(guò)熱蒸汽從過(guò)熱器出口 32輸出，送入發(fā)電裝置蒸發(fā)器91，將熱量傳遞給低沸點(diǎn)工質(zhì)后形成冷凝水，冷凝水送入除氧器6 ;焦?fàn)t荒煤氣經(jīng)過(guò)過(guò)熱器3、橋管蒸發(fā)器4后，溫度下降，適當(dāng)噴灑氨水后送入焦?fàn)t集氣管。2)、發(fā)電子系統(tǒng)的發(fā)電過(guò)程工質(zhì)經(jīng)工質(zhì)泵95加壓后送入發(fā)電裝置蒸發(fā)器91，與過(guò)熱蒸汽換熱后工質(zhì)由液態(tài)變?yōu)槠麘B(tài)，汽態(tài)工質(zhì)通過(guò)動(dòng)力發(fā)電機(jī)組92做功發(fā)電，后經(jīng)電力輸出裝置93輸出電力，汽態(tài)工質(zhì)經(jīng)冷凝器94被循環(huán)冷卻水冷凝后又成為液態(tài)工質(zhì)，液態(tài)工質(zhì)再次通過(guò)工質(zhì)泵95送入發(fā)電裝置蒸發(fā)器91繼續(xù)加熱，形成低沸點(diǎn)工質(zhì)郎肯循環(huán)發(fā)電子系統(tǒng)。本發(fā)明的焦?fàn)t荒煤氣余熱發(fā)電系統(tǒng)在保持焦?fàn)t主要工藝不變的前提下，利用焦?fàn)t橋管作為主要熱量回收裝置，回收荒煤氣余熱產(chǎn)生的飽和蒸汽，再與上升管荒煤氣溫度高、受熱面小、過(guò)熱用熱量少的特點(diǎn)相結(jié)合，利用高溫荒煤氣余熱通過(guò)上升管余熱回收裝置進(jìn)行過(guò)熱，從而產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽，并利用過(guò)熱蒸汽作為熱源、采用低沸點(diǎn)工質(zhì)進(jìn)行循環(huán)發(fā)電，將回收蒸汽充分利用，可便于推廣。本發(fā)明的焦?fàn)t荒煤氣余熱發(fā)電系統(tǒng)在橋管處設(shè)置余熱回收裝置充分利用了焦?fàn)t上部的空間，結(jié)合上部空間適 當(dāng)增加受熱面可最大限度地回收余熱。主要受熱面布置在橋管可便于焦油析出后的清洗，避免或減緩因荒煤氣溫度降低后焦油析出而導(dǎo)致受熱面換熱能力下降、甚至失效。還充分利用上升管荒煤氣溫度高、受熱面小的特點(diǎn)，采用上升管與橋管組合的方式，對(duì)橋管回收飽和蒸汽進(jìn)行過(guò)熱，提高了蒸汽品質(zhì)，還可防止上升管內(nèi)荒煤氣溫度過(guò)低導(dǎo)致上升管內(nèi)部結(jié)焦難以處理的難題發(fā)生。本發(fā)明的焦?fàn)t荒煤氣余熱發(fā)電系統(tǒng)使除氧除鹽水通過(guò)蒸發(fā)器、過(guò)熱器吸收焦?fàn)t荒煤氣余熱形成過(guò)熱蒸汽用于發(fā)電，回收了荒煤氣余熱資源，同時(shí)減少原系統(tǒng)冷卻用氨水?dāng)?shù)量，降低氨水附屬系統(tǒng)的電耗，實(shí)現(xiàn)了焦?fàn)t節(jié)能減排。還通過(guò)回收余熱能夠明顯降低焦?fàn)t工序能耗，節(jié)約能源，減少排放，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。以上公開的僅為本申請(qǐng)的幾個(gè)具體實(shí)施例，但本申請(qǐng)并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化，都應(yīng)落在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種焦?fàn)t荒煤氣余熱發(fā)電裝置，其特征在于，包括取熱子系統(tǒng)和發(fā)電子系統(tǒng)；取熱子系統(tǒng)進(jìn)一步包括設(shè)置在焦?fàn)t上升管內(nèi)的上升管過(guò)熱器，設(shè)置在橋管內(nèi)的橋管蒸發(fā)器，并且，橋管與焦?fàn)t上升管連接，橋管蒸發(fā)器通過(guò)管路與汽包連接，所述汽包通過(guò)管路與所述上升管過(guò)熱器連接，上升管過(guò)熱器通過(guò)飽和蒸汽出口和發(fā)電子系統(tǒng)相連。
2.如權(quán)利要求I所述的一種焦?fàn)t荒煤氣余熱發(fā)電裝置，其特征在于，發(fā)電子系統(tǒng)進(jìn)一步包括工質(zhì)泵、發(fā)電裝置蒸發(fā)器、動(dòng)力發(fā)電機(jī)組和冷凝器，工質(zhì)泵、發(fā)電裝置蒸發(fā)器、動(dòng)力發(fā)電機(jī)組和冷凝器通過(guò)管路依次首尾連接。
3.如權(quán)利要求I所述的一種焦?fàn)t荒煤氣余熱發(fā)電裝置，其特征在于，所述發(fā)電子系統(tǒng)還包括電力輸出裝置，所述電力輸出裝置與所述動(dòng)力發(fā)電機(jī)組連接。
全文摘要
一種焦?fàn)t荒煤氣余熱發(fā)電裝置，包括取熱子系統(tǒng)和發(fā)電子系統(tǒng)，取熱子系統(tǒng)進(jìn)一步包括上升管內(nèi)設(shè)置過(guò)熱器，橋管內(nèi)設(shè)置蒸發(fā)器，液態(tài)工質(zhì)經(jīng)取熱子系統(tǒng)后形成過(guò)熱蒸汽，過(guò)熱蒸汽將發(fā)電子系統(tǒng)內(nèi)的工質(zhì)加熱并帶動(dòng)發(fā)電子系統(tǒng)內(nèi)的動(dòng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)電。本發(fā)明通過(guò)在上升管和橋管內(nèi)設(shè)置換熱裝置，充分吸收荒煤氣的余熱，并利用余熱進(jìn)行發(fā)電，達(dá)到降低焦?fàn)t工序能耗，節(jié)約能源，減少排放，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
文檔編號(hào)F01K25/10GK102816574SQ20121031803
公開日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月31日
發(fā)明者曹先常, 王芳 申請(qǐng)人:上海寶鋼節(jié)能技術(shù)有限公司