焦炉烟道气余热回收.doc

焦炉烟道气余热回收1 焦化工艺概述- & T* & e Z7 g1 P备煤车间送来的配合煤装入煤塔，装煤车按作业计划从煤塔取煤，经计量后装入炭化室内。煤料在炭化室内经过一个结焦周期的高温干馏制成焦炭并产生荒煤气。* U+ G& f- m! i5 R炭化室内的焦炭成熟后，用推焦车推出，经拦焦车导入熄焦车内，并由电机车牵引熄焦车到熄焦塔内进行喷水熄焦。熄焦后的焦炭卸至凉焦台上，冷却一定时间后送往筛焦工段，经筛分按级别贮存待运。0 C& NO p2 s( c( I2 u煤在炭化室干馏过程中产生的荒煤气汇集到炭化室顶部空间，经过上升管、桥管进入集气管。约750左右的荒煤气在桥管内被氨水喷洒冷却至80左右。荒煤气中的焦油等同时被冷凝下来。煤气和冷凝下来的焦油等同氨水一起经过吸煤气管送入煤气净化车间。# G! f# e) e: 焦炉加热用的焦炉煤气，由外部管道架空引入。焦炉煤气经预热后送到焦炉地下室，通过下喷管把煤气送入燃烧室立火道底部与由废气交换开闭器进入的空气汇合燃烧。燃烧后的废气经过立火道顶部跨越孔进入下降气流的立火道，再经蓄热室，由格子砖把废气的部分显热回收后，经过小烟道、废气交换开闭器、分烟道、总烟道、烟囱排入大气。9 C6 E5 # Ax7 a7 E6 l5 u对于其中经总烟道进入烟囱的热烟气仍有较大的余热回收价值。该方案就是为回收这一部分烟气的余热而设计。. E4 e7 m& D T2 n0 T( o2 项目建设的必要性和条件# x- r v3 J0 y) p0 $ K2.1 建设的必要性分析$ . t2 a3 s# |) - a& N C! P焦化厂是能源转换的工厂，在能源转换过程中节能潜力巨大。生产1吨焦炭消耗1.331.35t洗精煤。而焦炉烟气余热占整个焦炉能耗的8%，对于年产以百万吨计量的焦炭企业来说，稍加措施就能节省数额巨大的能量。同时达到节能减排、降低成本的目的，得到更多富裕煤气。/ N. ( B. r4 y焦炉烟气经蓄热室预热空气后，温度从1000降到300左右后经总烟道排走。焦炉煤气燃烧后的烟气比热大约为1.421Kj/Nm3.，当烟气从300降为150时，可以利用的余热为213KJ/Nm3烟气，生产的蒸汽可以满足部分焦炉用气，减少焦炉煤气消耗。; I7 / p1 C# ?& C+ u# D3 N2.2 建设条件分析：+ e* g/ n! g4 F1 - d, n- ?仅需对烟道做部分修改，整体工程量不大，改造或新建焦炉都可以使用。: Dx9 p; ? t& R0 g3 生产工艺与主要设备; C6 H6 ( Q5 Jw$ q3.1 余热回收工艺流程图9 ( V5 S; A9 h8 c% / 0 k5 J- G Q6 c$ t % n3 M: A4 |- V图 1 焦炉烟气余热回收工艺流程图8 R- O1 Z% Yw I, h6 B1、烟气流程：在地下主烟道翻板阀前开孔，将主烟道热烟气从地下主烟道路引出，经余热回收系统换热降温后，将热烟气降至约150左右，经锅炉引风机再排入主烟道翻板阀后的地下烟道，经烟囱排空。$ S vP2 Z- m2、余热回收系统的组成：该系统由软化水处理装置、除氧器、水箱、除氧给水泵、锅炉给水泵、中温热管蒸气发生器、软水预热器、低温热管蒸气发生器、汽包、上升管、下降管、外连管路和控制仪表、锅炉引风机等组成，并且互相独立。 & h8 N& k. _* P; w( s) Z3、汽水流程：工业软化水经过软水泵进入热力除氧器除氧，除氧水一部分由给水泵输入热管软水预热器预热到后进入汽包，水通过下降管进入中温热管蒸汽发生器，水吸收热量变成饱和水，饱和水再经上升管进入汽包，在汽包里进行水汽分离，形成0.8MPa的饱和蒸汽，送至蒸汽总管或用户；除氧水另一部分由给水泵输入低温热管蒸发器，经加热后进入低压汽包，在汽包内进行汽水分离，形成0.3MPa的饱和蒸汽，送至除氧器除氧或给用户。% |; Z# w3 U4 G# I w# m P4 L I* A4、余热回收的主要原理：0 e( - Q2 K7 B7 M$ x) 1）蒸汽发生器的原理为：热流体的热量由热管传给放热端水套管内的水(水由下降管输入)，并使其汽化，所产汽、水混合物经蒸汽上升管到达汽包，经集中分离以后再经蒸汽主控阀输出。这样由于热管不断将热量输入水套管内的水，并通过外部汽水管道的上升及下降完成基本的汽水循环，达到将热流体降温，并转化为蒸汽的目的。. $ x0 5 * i% u( D2）省煤器的工作原理为：热流体的热量由翅片热管传给放热端水套管内的水，水吸收热量，使热流体降温，使套管内的水由欠饱和态达到相应压力下的饱和态，再进入汽包内参与自然循环过程。! J# A! M& ?! % Q4 c_3） 低温蒸汽发生器的工作原理为：热流体的热量由热管传给水套管内的水(水由下降管输入)，并使其汽化，所产汽、水混合物经蒸汽上升管到达低压汽包，经集中分离以后再经蒸汽主控阀输出。这样由于热管不断将热量输入水套管内的水，并通过外部汽水管道的上升及下降完成基本的汽水循环，达到将热流体降温，并转化为蒸汽的目的。其低压饱和蒸汽主要应用于系统的热力除氧。* e7 f- D+ m0 c4 A5、余热回收设备主要特点：. . _7 : l$ I2 Um CK7 N- g(1)传热系数高。废气和水及水蒸气的换热均在热管的外表面进行，而且废气热管外侧为翅片，这样换热面积增大，传热得到强化，因而使换热系数得到了很大的提高；, k& E+ Ex3 yX(2)防积灰、堵灰、抗腐蚀能力强。通过调节热管冷热段受热表面的比例，可以调节管壁温度，使之高于烟气露点温度或最大腐蚀区。( f5 U) s$ c: x- t+ e z(3)冷热流体完全隔开，有效防止水汽系统的泄漏。在运行时，由于废气的大量冲刷，即使管子受到一定的损坏，也不会造成冷侧的汽水泄漏到热侧，确保了系统的安全运行，这也是该设备有别于一般烟道中余变回收设备的最大特点。. A8 $ T m0 (4)阻力损失小，可以适用于老机组的改造。一般情况下，增加了余热回收设备，热废气的阻力增加在800Pa左右。 + u3 Y2 , z: 7 k+ l(5)单根或多根热管的损坏不影响设备整体使用。6 B5 I9 ( W0 , y3.2 技术经济指标 |: j) T0 O) a- |; t本方案按110万吨/年的焦化企业进行概算。6 R9 Z; Q! N! R% x3.2.1 原始工艺参数：% w, 9 x1 n& G7 v/ z8 K烟气量： 150930Nm3/h（暂定）。! f+ k; z2 o J: ! 8 Q烟气温度： 300（暂定）- xn$ # T2 I. D$ e% f% 全年工作小时数： 8000h。% 9 M- y/ S0 D M4 L# a5 h/ i3.2.2 余热回收系统参数：+ R: F3 J3 i( 9 l7 Q# 1 L5 A5 z热管换热器出口烟气温度 1503 Ag3 L) S* q6 s热管换热器进出口压损 0.8kPa% e 9 b. X6 S: V除氧器工作压力 0.02MPa& v% K0 B% 0 8 v5 S5 O9 Z8 汽包工作压力 0.8MPa+ l. a) O8 p: v; N* J* D/ 蒸汽流量 12t/h8 W4 u4 8 W6 R1 W9 t! l I系统装机电量 155kW？0 2 D- $ q2 Jr+ i4 系统投资和效益分析- a1 _3 R5 l0 pK1 n4.1 投资概算表( P U. U! 3 |. D& c表 1 余热回收工程概算表/ e, w; Z9 , $ n% R: P( l余热回收工程概算表+ x$ P. D# A0 V: K) a序号 项目 公式来源 数值（万元）5 W+ G# c. s1 r8 s W, C6 L# Y1 热力设备费 3203 p- o c! u: R/ R2 电仪设备费 60* L_. e6 b- t2 j3 热力建安费 60 xM, g0 y# 4 k T) f4 电仪建安费 153 / X8 f: Z% v5 锅炉钢架费用 40! y j/ * ; Ib: ?. I5 g% l9 U0 5 钢烟道 608 e9 H0 x8 o( u6 Z1 e8 u6 保温1400平米 30 J/ K4 i5 _4 Q$ r5 S7 基建费用 60$ k! a! ; tr7 D; 7 Z! # B8 设计费 204 L5 7 Z$ ?7 , X! h. V9 总承包管理费 207 Z4 t1 - O* & _. 10 联合试车费 5. / ; B3 V7 F3 r11 预备费 30_; C, G, N 费用合计 720$ B; T+ + V; j MQ# $ w i. m. t8 z, q 8 m* f4.2 主要工艺设备汇总表& _( c9 n2 t5 b/ k. 序号 设备名称 型号及技术规格性能 单位 数量 备注$ ( w7 v! M B4 R7 J I1 锅炉本体 25万NM3/h，进口烟气最高温度250-300度，出口烟气最高温度160 套 1 0 Z! z2 O( h) s2 A/ r2 e2 排汽消声器 P=0.6MPa，排汽量：20t/h，消声值：40dB(A) 套 1 ; u) j4 J* x3 E1 |5 |3 除氧器给水泵 IS65-50-160 台 2 5.5X2KW: : w3 n9 8 t4 锅炉给水泵 DG25-30X5 台 2 22X2KW# k7 |9 O$ ! W) N6 P6 | ; G1 E) k* H9 m! H# a P% P! d5 除氧器 CY-20 套 1 f3 Z. : r; s( h6 引风机 Y4-73 NO.25D 台 1 400KW& 7 q& s/ V9 H_7 参考：引风机 Y4-73-11 NO 25D 台 1 230KW?3 S! J, X5 4 + t4.3 效益分析/ o1 n# ?; d8 + Y3 Z改造后能源消耗：* * B: _( ?* k0 软水：14t/h，按每吨6.5元计。1 T% D# d5 a! z# u6 u电耗：400kw，按每度0.7元计。3 |1 B Z0 C4 H/ ?9 R h- f0 |改造后能源产出：s8 x. y, x8 R$ 改造后能耗效益：-106.5-4000.7+10160=1815元/小时! b6 q$ _+ ; w5 Y7 T) p人工费：120000元/年; 4 |8 q* |, # W$ ) o) h设备维修费：1.5万元/年) C2 / m- G: h全年系统工作时间：360x24=8640小时9 h# B1 : H2 U5 l0 P; 1 S修改方案后全年经济效益：2 ) f c2 _% k8640x1815/10000-12-1.5=1554.66万元3 ( a1 : 5 w3 - q& R: d* H) G. 2 q5 可申报节能减排奖金+ p( 7 P t6 o, M3 N8 f: J |1）、年节约标煤：10000X24X360/1000X0.16=13824吨/年；# z2 T1 m% R0 L5 d% U! 5 _. c2）、按国家标准，节约一吨标煤奖励300元计：8 o3 e- . j+ % f$ q2 h13824300/10000=414.72万元。; Y: Q7 ( A; I! 6 结论： U1 W+ z0 x! R) W9 a按本工程总投资720万计，即3个月内基本可收回全部投资。+ g- d3 S$ $ _: |. C1 u投资回收期：（720-414.72）/1554.6612=2.35月 l* h1 t ) k, U, o& j1 O% 主要业绩. S$ 1 I8 r, c# c 1 J2 W2 * X& B/ s. |! 河北达丰焦化 110万吨 12t/h 0.8Mpa; D1 H# B& N( d唐山东方焦化 100万吨 10 t/h 0.8Mpa8 j: U: e5 4 e山西太化集团焦化厂 60万吨 7 t/h 0.8Mpa+ M6 G) c&