一种焦炉上升管余热回收发电工艺方法及系统

技术领域

本发明涉及焦化技术领域，尤其涉及一种焦炉上升管余热回收发电工艺方法及系统。

背景技术

在现有的技术中，应用最广的典型技术方案是使用除盐水回收荒煤气热量生产蒸后，将其用于供热。这样的方案有如下问题：

首先是除氧器的布置问题。在早期的方案中，专门在焦炉附近设置一个多层建筑物，次顶层放置除氧器，除氧器高度是依据除氧器下游水泵的气蚀计算确定。这样的方案土建投资高。在近期的方案中，除氧器位于焦炉煤塔中，但煤塔内空间有限，在需布置焦炉生产检修过程中涉及的附属设备、工具及各个功能空间的情况下，再考虑布置除氧器等热力设备及相关管道，难度较大。

其次是余热回收得到的水蒸汽存在富余、不能全被有效利用。随着越来越多焦化厂余热得到了回收和热回收技术迭代升级，回收的热量越来越多，在以汽水为主要热力工质的背景下，水蒸汽出现了富余，并且富余量越来越大。

发明内容

为了解决背景技术提出的技术问题，本发明提供了一种焦炉上升管余热回收发电工艺方法及系统，充分利用富余的水蒸汽生产电能,从而提高经济效益；取消除氧器,从而避免了除氧器布置及运维问题。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种焦炉上升管余热回收发电工艺方法，所述方法配备饱和蒸汽汽轮机用于利用富余的水蒸汽生产电能并取消除氧器；由包括焦炉上升管换热器、汽包、换热器给水泵、饱和蒸汽汽轮机、凝汽器、凝结水箱、汽包给水泵、凝结水加热器在内的装置实现，包括如下工艺过程：

1)凝结水箱中的凝结水经汽包给水泵加压后送至凝结水加热器加热，而后进入汽包底部，与饱和水混合，称为汽包水；

2)汽包水经换热器给水泵加压送至焦炉上升管换热器，在这里汽包水与荒煤气间接换热形成汽水混合物；

3)汽水混合物经管道送至汽包，在这里分离成饱和水与饱和蒸汽；

4)饱和水与凝结水混合，形成循环；

5)饱和蒸汽经管道送至饱和蒸汽汽轮机，饱和蒸汽在这里做功，推动透平旋转，带动发电机旋转生产电力；

6)饱和蒸汽做动后参数降低称为乏汽，乏汽经凝汽器冷却成凝结水并完成除氧，之后进入凝结水箱，形成循环。

进一步地，还包括：在凝结水箱与汽包之间设置汽封加热器，工艺过程为：凝结水箱中的凝结水首先经汽包给水泵加压后送至汽封加热器加热,之后进入凝结水加热器加热。

本发明还提供用于实现所述的一种焦炉上升管余热回收发电工艺方法的系统，所述系统包括焦炉上升管换热器、汽包、换热器给水泵、饱和蒸汽汽轮机、发电机、凝汽器、凝结水箱、汽包给水泵、凝结水加热器。

焦炉上升管换热器回收焦炉上升管的荒煤气热量生产汽水混合物；汽包与焦炉上升管换热器出口连接，用于分离汽水混合物生产饱和水蒸汽；换热器给水泵连接在汽包与焦炉上升管换热器入口之间，用于将汽包水送至焦炉上升管换热器；饱和蒸汽汽轮机与汽包连接，用于使用汽包的饱和蒸汽生产电能；凝汽器与蒸汽汽轮机的乏汽出口连接，用于将做功后的乏汽冷却成凝结水并除去凝结水中氧含量；发电机与蒸汽汽轮机连接，用于发电；凝结水箱与凝汽器连接，用于贮存凝结水；汽包给水泵与凝结水箱连接，用于将凝结水加压送至汽包；凝结水加热器连接在凝结水箱与汽包之间，用于对凝结水加热提高其温度。

进一步地，还包括汽封加热器，汽封加热器连接在凝结水箱与汽包之间，用于回收汽封用蒸汽热量进行利用。

进一步地，所述凝汽器集成除氧功能。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)本发明的一种焦炉上升管余热回收发电工艺方法及系统，应用于焦化厂，用于回收焦炉上升管热量生产电力，富余的蒸汽被有效充分利用。富余蒸汽被用于生产电力，提高了经济效益。

2)取消了除氧器。取消该设备使工艺系统得到了简化，系统的稳定性得到了提升。大多数除氧器属于压力容器，其内部储存了大量的介质能量，存在一定的隐患和风险,取消该设备提升了系统的安全性。取消该设备意味着不用再为其建造专门的建筑物，节省了设备自身、相关管道及土建投资,减少了占地，还避免相关设计工作。

3)减少了泵的数量。传统方案中需配备凝结水泵、除氧器给水泵、汽包给水泵，本系统中取消了除氧器给水泵。减少了泵投资、远行功耗和占地。

4)减少了水箱的数量。传统方案中设有凝结水箱和给水箱，本系统中取消了给水箱,适当扩大凝汽器下方凝结水箱，使其承担给水箱的功能。减少了水箱投资和占地。

附图说明

图1为本发明一种焦炉上升管余热回收发电工艺方法的系统结构图。

图中：1-焦炉炭化室，2-焦炉上升管换热器，3-荒煤气集气管，4-汽包，5-换热器给水泵，6-饱和蒸汽汽轮机，7-发电机，8-凝汽器，9-凝结水箱，10-汽包给水泵，11-凝结水加热器、12-汽封加热器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

实施例一

本实施例提供一种焦炉上升管余热回收发电工艺方法，所述方法充配备饱和蒸汽汽轮机用于利用富余的水蒸汽生产电能并取消除氧器；由包括焦炉炭化室1、焦炉上升管换热器2、荒煤气集气管3、汽包4、换热器给水泵5、饱和蒸汽汽轮机6、发电机7、凝汽器8、凝结水箱9、汽包给水泵10、凝结水加热器11在内的装置实现。

所述工艺方法包括如下工艺过程：

1)凝结水箱9中的凝结水经汽包给水泵10加压后送至凝结水加热器11加热，而后进入汽包4底部，与饱和水混合，称为汽包水；

2)汽包水经换热器给水泵5加压送至焦炉上升管换热器2，在这里汽包水与荒煤气间接换热形成汽水混合物；

3)汽水混合物经管道送至汽包4，在这里分离成饱和水与饱和蒸汽；

4)饱和水与凝结水混合，形成循环；

5)饱和蒸汽经管道送至饱和蒸汽汽轮机6，饱和蒸汽在这里做功，推动透平旋转，带动发电机7旋转生产电力；

6)饱和蒸汽做动后参数降低称为乏汽，乏汽经凝汽器8冷却成凝结水并完成除氧，之后进入凝结水箱9，形成循环。

进一步地，还包括：在凝结水箱9与汽包4之间设置汽封加热器12，工艺过程为：凝结水箱9中的凝结水首先经汽包给水泵10加压后送至汽封加热器12加热，之后进入凝结水加热器11加热。

实施例二

本实施例提供用于实现所述的一种焦炉上升管余热回收发电工艺方法的系统，所述系统包括焦炉炭化室1、焦炉上升管换热器2、荒煤气集气管3、汽包4、换热器给水泵5、饱和蒸汽汽轮机6、发电机7、凝汽器8、凝结水9箱、汽包给水泵10、凝结水加热器11。

焦炉上升管换热器2回收焦炉上升管的荒煤气热量生产汽水混合物；汽包4与焦炉上升管换热器2出口连接，用于分离汽水混合物生产饱和水蒸汽；换热器给水泵5连接在汽包4与焦炉上升管换热器2入口之间，用于将汽包水送至焦炉上升管换热器2；饱和蒸汽汽轮机6与汽包4连接，用于使用汽包4的饱和蒸汽生产电能；凝汽器8与蒸汽汽轮机6的乏汽出口连接，用于将做功后的乏汽冷却成凝结水并除去凝结水中氧含量；发电机7与蒸汽汽轮机6连接，用于发电；凝结水箱9与凝汽器8连接，用于贮存凝结水；汽包给水泵10与凝结水箱9连接，用于将凝结水加压送至汽包4；凝结水加热器11连接在凝结水箱9(汽包给水泵10出口)与汽包4之间，用于对凝结水加热提高其温度。

进一步地，还包括汽封加热器12，汽封加热器12连接在凝结水箱9(汽包给水泵10出口)与汽包4之间，用于回收汽封用蒸汽热量进行利用。

进一步地，所述凝汽器8集成除氧功能，集成除氧功能的凝汽器8，冷却乏汽同时，完成了除氧。取消了除氧器给水泵和给水箱。

综上，本发明技术效果如下：

1)本发明的一种焦炉上升管余热回收发电工艺方法及系统，应用于焦化厂，用于回收焦炉上升管热量生产电力，富余的蒸汽被有效充分利用。富余蒸汽被用于生产电力，提高了经济效益。

2)取消了除氧器。取消该设备使工艺系统得到了简化，系统的稳定性得到了提升。大多数除氧器属于压力容器，其内部储存了大量的介质能量，存在一定的隐患和风险,取消该设备提升了系统的安全性。取消该设备意味着不用再为其建造专门的建筑物，节省了设备自身、相关管道及土建投资,减少了占地，还避免相关设计工作。

3)减少了泵的数量。传统方案中需配备凝结水泵、除氧器给水泵、汽包给水泵，本系统中取消了除氧器给水泵。减少了泵投资、远行功耗和占地。

4)减少了水箱的数量。传统方案中设有凝结水箱9和给水箱，本系统中取消了给水箱,适当扩大凝汽器下方凝结水箱，使其承担给水箱的功能。减少了水箱投资和占地。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

以上实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于上述的实施例。本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。