干熄焦余热发电系统工艺

干熄焦余热发电系统工艺干熄焦余热发电系统是一种将炼焦生产过程中红焦的显热进行回收并转化为电能的先进工艺技术，它不仅提高了能源利用效率，还减少了对环境的污染，在钢铁和焦化行业具有重要的应用价值。以下是对的详细介绍。干熄焦余热发电系统的基本原理干熄焦余热发电系统主要基于能量转换和热交换原理。在传统的湿熄焦过程中，红焦（温度约为1000℃）直接用水熄灭，红焦的显热被水吸收并以蒸汽的形式散失到大气中，造成了巨大的能源浪费。而干熄焦余热发电系统则采用惰性气体（通常为氮气）作为冷却介质，在干熄炉中与红焦进行热交换，将红焦冷却至200℃以下，同时氮气被加热到800900℃。被加热的高温氮气进入余热锅炉，与锅炉内的水进行热交换，产生高温高压的蒸汽，蒸汽推动汽轮机旋转，进而带动发电机发电，实现了热能到机械能再到电能的转换。干熄焦余热发电系统的主要组成部分干熄炉干熄炉是干熄焦系统的核心设备之一，它是一个垂直的圆柱形炉体，用于红焦与惰性气体的热交换。干熄炉主要由预存段、冷却段和排焦装置等部分组成。预存段：位于干熄炉的上部，其作用是储存红焦，使红焦在干熄炉内有一定的停留时间，保证红焦的均匀性和稳定性。预存段还设有料位计，用于监测红焦的料位高度，以控制装焦和排焦的速度。冷却段：位于干熄炉的下部，是红焦与氮气进行热交换的主要区域。在冷却段，高温红焦与从底部进入的低温氮气逆流接触，红焦的显热传递给氮气，使红焦温度降低，氮气温度升高。冷却段内设有空气导入装置，用于补充少量空气，使焦炭中的可燃成分（如一氧化碳等）燃烧，提高氮气的温度。排焦装置：位于干熄炉的底部，用于将冷却后的焦炭排出干熄炉。排焦装置通常采用旋转密封阀或电磁振动给料器等设备，以保证排焦的均匀性和密封性。循环风机循环风机是干熄焦系统的动力设备，其作用是使氮气在系统中循环流动。循环风机将冷却红焦后的低温氮气从干熄炉底部抽出，经过除尘装置去除其中的粉尘后，再将氮气送入余热锅炉进行热交换，然后将加热后的高温氮气重新送回干熄炉顶部，形成一个封闭的循环系统。循环风机的风量和压力直接影响干熄焦系统的热交换效率和运行稳定性。余热锅炉余热锅炉是干熄焦余热发电系统的关键设备之一，它利用高温氮气的热量将水加热成高温高压的蒸汽。余热锅炉主要由省煤器、蒸发器、过热器等部分组成。省煤器：位于余热锅炉的下部，其作用是利用低温氮气的热量将给水预热，提高水的温度，降低排烟温度，提高锅炉的热效率。蒸发器：是余热锅炉的主要蒸发区域，在蒸发器内，水吸收高温氮气的热量变成饱和蒸汽。蒸发器通常采用自然循环或强制循环的方式，以保证水的循环流动和蒸汽的产生。过热器：位于余热锅炉的上部，其作用是将饱和蒸汽进一步加热成过热蒸汽，提高蒸汽的温度和焓值，增加蒸汽的做功能力。过热器一般分为一级过热器和二级过热器，通过调节减温器的喷水量来控制过热蒸汽的温度。汽轮机和发电机汽轮机和发电机是干熄焦余热发电系统的能量转换设备，它们将蒸汽的热能转化为机械能，再将机械能转化为电能。汽轮机：是一种以蒸汽为工质的旋转式动力机械，根据蒸汽的膨胀方式和工作原理，可分为冲动式汽轮机和反动式汽轮机。在干熄焦余热发电系统中，通常采用凝汽式汽轮机，蒸汽在汽轮机内膨胀做功，推动汽轮机转子旋转。发电机：与汽轮机同轴连接，当汽轮机转子旋转时，发电机的转子也随之旋转，在磁场的作用下，发电机产生电能。发电机的输出电压和频率通常根据电网的要求进行调整，然后通过变压器将电压升高，并入电网。除尘装置除尘装置用于去除循环氮气中的粉尘，保证系统的安全稳定运行和环境质量。干熄焦系统中常用的除尘装置有旋风除尘器、布袋除尘器等。旋风除尘器：是一种利用离心力分离粉尘的除尘设备，它具有结构简单、处理量大、阻力小等优点，通常作为一级除尘设备，用于去除较大颗粒的粉尘。布袋除尘器：是一种高效的除尘设备，它利用布袋的过滤作用去除粉尘，除尘效率可达99%以上。布袋除尘器通常作为二级除尘设备，用于去除细小颗粒的粉尘，保证循环氮气中的粉尘含量符合要求。干熄焦余热发电系统的工艺流程装焦过程红焦由焦炉出炉后，通过拦焦车和熄焦车将红焦运输到干熄炉顶部，然后通过装入装置将红焦装入干熄炉的预存段。装焦过程需要严格控制装焦速度和料位高度，以保证干熄炉内红焦的均匀性和稳定性。冷却过程低温氮气由循环风机送入干熄炉底部，在冷却段与高温红焦逆流接触，进行热交换。红焦的显热传递给氮气，使红焦温度降低，氮气温度升高。冷却后的焦炭由排焦装置排出干熄炉，经过振动给料器、皮带输送机等设备输送到焦仓。循环过程加热后的高温氮气从干熄炉顶部排出，经过一次除尘器（旋风除尘器）去除较大颗粒的粉尘后，进入余热锅炉。在余热锅炉内，高温氮气与水进行热交换，将热量传递给水，使水变成高温高压的蒸汽，同时氮气温度降低。低温氮气从余热锅炉排出后，经过二次除尘器（布袋除尘器）进一步去除细小颗粒的粉尘，然后由循环风机送回干熄炉底部，形成一个封闭的循环系统。发电过程余热锅炉产生的高温高压蒸汽通过蒸汽管道送入汽轮机，蒸汽在汽轮机内膨胀做功，推动汽轮机转子旋转，进而带动发电机发电。做完功的蒸汽在凝汽器内被冷却水冷却成凝结水，凝结水通过凝结水泵送回余热锅炉，继续参与循环。干熄焦余热发电系统的运行控制温度控制温度是干熄焦余热发电系统运行的重要参数之一，需要严格控制干熄炉内红焦的温度、循环氮气的温度、余热锅炉的进出口温度等。干熄炉温度控制：通过调节装焦速度、排焦速度和循环氮气的流量等参数，控制干熄炉内红焦的温度分布，保证红焦的冷却效果和热交换效率。循环氮气温度控制：通过调节空气导入装置的开度，控制循环氮气中的氧气含量，使焦炭中的可燃成分燃烧，提高氮气的温度。同时，通过调节余热锅炉的负荷，控制循环氮气的出口温度，保证余热锅炉的安全稳定运行。余热锅炉温度控制：通过调节减温器的喷水量，控制过热蒸汽的温度，保证汽轮机的安全运行。同时，监测余热锅炉的排烟温度，以提高锅炉的热效率。压力控制压力也是干熄焦余热发电系统运行的重要参数之一，需要控制干熄炉内的压力、循环氮气的压力、余热锅炉的压力等。干熄炉压力控制：通过调节循环风机的风量和排焦速度，控制干熄炉内的压力，保证干熄炉的密封性和安全性。循环氮气压力控制：通过调节循环风机的转速和出口阀门的开度，控制循环氮气的压力，保证氮气在系统中的正常循环。余热锅炉压力控制：通过调节汽轮机的进汽量和旁路阀门的开度，控制余热锅炉的汽包压力，保证蒸汽的质量和产量。液位控制液位控制主要涉及余热锅炉的汽包液位和凝汽器的水位。汽包液位控制：汽包液位是余热锅炉运行的重要参数之一，过高或过低的液位都会影响锅炉的安全运行。通过调节给水泵的流量和水位调节阀的开度，控制汽包液位在正常范围内。凝汽器水位控制：凝汽器水位过高会影响汽轮机的真空度，降低发电效率；水位过低则可能导致凝结水泵抽空。通过调节凝结水泵的流量和水位调节阀的开度，控制凝汽器的水位。干熄焦余热发电系统的优点和经济效益优点能源回收利用：干熄焦余热发电系统可以回收红焦的显热，将其转化为电能，大大提高了能源利用效率。与湿熄焦相比，干熄焦可回收红焦显热的80%左右，每干熄1吨焦炭可发电120180kWh。提高焦炭质量：干熄焦过程中，红焦在干熄炉内缓慢冷却，避免了湿熄焦过程中焦炭因急剧冷却而产生的裂纹和内应力，使焦炭的机械强度和热性能得到提高，有利于提高高炉的生产效率和降低焦比。减少环境污染：干熄焦系统采用封闭的循环系统，避免了湿熄焦过程中大量蒸汽和粉尘的排放，减少了对大气环境的污染。同时，干熄焦系统还可以回收利用焦炭中的可燃成分，减少了能源的浪费和温室气体的排放。经济效益发电收益：干熄焦余热发电系统所发的电能可以并入电网，获得电费收入。根据焦炭产量和发电效率的不同，干熄焦余热发电系统的年发电收益相当可观。焦炭质量提升收益：由于干熄焦提高了焦炭质量，在高炉炼铁中可以降低焦比，提高生铁产量和质量，从而为钢铁企业带来显著的经济效益。环保效益：干熄焦系统减少了污染物的排放，降低了企业的环保成本，同时也符合国家的环保政策要求，有利于企业的可持续发展。干熄焦余热发电系统的发展趋势大型化和高效化随着钢铁和焦化行业的发展，对干熄焦余热发电系统的处理能力和发电效率提出了更高的要求。未来，干熄焦余热发电系统将朝着大型化和高效化的方向发展，提高单套装置的焦炭处理能力和发电功率，降低单位投资成本和运行成本。智能化和自动化采用先进的自动化控制技术和信息化管理系统，实现干熄焦余热发电系统的智能化和自动化运行。通过实时监测系统的运行参数，自动调节设备的运行状态，提高系统的运行稳定性和可靠性，减少人工操作和维护成本。与其他工艺的集成将干熄焦余热发电系统与钢铁和焦化企业的其他工艺进行集成，实现能源的梯级利用和综合利用。例如，将干熄焦余热发电系统与高炉煤气发电、转炉煤气发电等相结合，构建钢铁企业的能源综合利用系统，提高企业的能源利用效率和经济效益。环保技术的应