一、焦化工藝概述:
煤車間送來(lái)的配合煤裝入煤塔,裝煤車按作業(yè)計(jì)劃從煤塔取煤,經(jīng)計(jì)量后裝入炭化室內(nèi)。煤料在炭化室內(nèi)經(jīng)過(guò)一個(gè)結(jié)焦周期的高溫干餾制成焦炭并產(chǎn)生荒煤氣。
炭化室內(nèi)的焦炭成熟后,用推焦車推出,經(jīng)攔焦車導(dǎo)入熄焦車內(nèi),并由電機(jī)車牽引熄焦車到熄焦塔內(nèi)進(jìn)行噴水熄焦。熄焦后的焦炭卸至涼焦臺(tái)上,冷卻一定時(shí)間后送往篩焦工段,經(jīng)篩分按級(jí)別貯存待運(yùn)。
煤在炭化室干餾過(guò)程中產(chǎn)生的荒煤氣匯集到炭化室頂部空間,經(jīng)過(guò)上升管、橋管進(jìn)入集氣管。約700℃左右的荒煤氣在橋管內(nèi)被氨水噴灑冷卻至90℃左右。荒煤氣中的焦油等同時(shí)被冷凝下來(lái)。煤氣和冷凝下來(lái)的焦油等同氨水一起經(jīng)過(guò)吸煤氣管送入煤氣凈化車間。
焦?fàn)t加熱用的焦?fàn)t煤氣,由外部管道架空引入。焦?fàn)t煤氣經(jīng)預(yù)熱后送到焦?fàn)t地下室,通過(guò)下噴管把煤氣送入燃燒室立火道底部與由廢氣交換開閉器進(jìn)入的空氣匯合燃燒。燃燒后的廢氣經(jīng)過(guò)立火道頂部跨越孔進(jìn)入下降氣流的立火道,再經(jīng)蓄熱室,又格子磚把廢氣的部分顯熱回收后,經(jīng)過(guò)小煙道、廢氣交換開閉器、分煙道、總煙道、煙囪排入大氣。
對(duì)于其中經(jīng)總煙道進(jìn)入煙囪熱煙氣的仍有較大的余熱回收價(jià)值。該方案就是為回收這一部分煙氣的余熱而設(shè)計(jì)。
二、余熱回收工藝流程圖
1、煙氣流程:在地下主煙道翻板閥前開孔,將主煙道路熱煙氣從地下主煙道路引出,經(jīng)余熱回收系統(tǒng)換熱降溫后,將熱煙氣降至約160℃,經(jīng)鍋爐引風(fēng)機(jī)再排入主煙道翻閥后的地下煙道,經(jīng)煙囪排空。
2、余熱回收系統(tǒng)的組成:該系統(tǒng)由軟化水處理裝置、除氧器、水箱、除氧給水泵、鍋爐給水泵、中溫?zé)峁苷魵獍l(fā)生器、軟水預(yù)熱器、低溫?zé)峁苷魵獍l(fā)生器、汽包、上升管、下降管、外連管路和控制儀表、鍋爐引風(fēng)機(jī)等組成,并且互相獨(dú)立。
3、汽水流程
工業(yè)軟化水經(jīng)過(guò)軟水泵進(jìn)入熱力除氧器除氧,除氧水一部分由給水泵輸入熱管軟水預(yù)熱器預(yù)熱到后進(jìn)入汽包,水通過(guò)下降管進(jìn)入中溫?zé)峁苷羝l(fā)生器,水吸收熱量變成飽和水,飽和水再經(jīng)上升管進(jìn)入汽包,在汽包里進(jìn)行水汽分離,形成0.6MPa的飽和蒸汽,送至蒸汽總管或用戶;除氧水另一部分由給水泵輸入低溫?zé)峁苷舭l(fā)器,經(jīng)加熱后進(jìn)入低壓汽包,在汽包內(nèi)進(jìn)行汽水分離,形成0.3MPa的飽和蒸汽,送至除氧器除氧或給用戶。
4、余熱回收的主要原理:
(1) 蒸汽發(fā)生器的原理為:熱流體的熱量由熱管傳給放熱端水套管內(nèi)的水(水由下降管輸入),并使其汽化,所產(chǎn)汽、水混合物經(jīng)蒸汽上升管到達(dá)汽包,經(jīng)集中分離以后再經(jīng)蒸汽主控閥輸出。這樣由于熱管不斷將熱量輸入水套管內(nèi)的水,并通過(guò)外部汽—水管道的上升及下降完成基本的汽—水循環(huán),達(dá)到將熱流體降溫,并轉(zhuǎn)化為蒸汽的目的。
(2) 省煤器的工作原理為:熱流體的熱量由翅片熱管傳給放熱端水套管內(nèi)的水,水吸收熱量,使熱流體降溫,使套管內(nèi)的水由欠飽和態(tài)達(dá)到相應(yīng)壓力下的飽和態(tài),再進(jìn)入汽包內(nèi)參與自然循環(huán)過(guò)程。
(3) 低溫蒸汽發(fā)生器的工作原理為:熱流體的熱量由熱管傳給水套管內(nèi)的水(水由下降管輸入),并使其汽化,所產(chǎn)汽、水混合物經(jīng)蒸汽上升管到達(dá)低壓汽包,經(jīng)集中分離以后再經(jīng)蒸汽主控閥輸出。這樣由于熱管不斷將熱量輸入水套管內(nèi)的水,并通過(guò)外部汽——水管道的上升及下降完成基本的汽——水循環(huán),達(dá)到將熱流體降溫,并轉(zhuǎn)化為蒸汽的目的。其低壓飽和蒸汽主要應(yīng)用于系統(tǒng)的熱力除氧。
5、余熱回收設(shè)備主要特點(diǎn):
(1)傳熱系數(shù)高。廢氣和水及水蒸氣的換熱均在熱管的外表面進(jìn)行,而且廢氣熱管外側(cè)為翅片,這樣換熱面積增大,傳熱得到強(qiáng)化,因而使換熱系數(shù)得到了很大的提高;
(2)防積灰、堵灰、抗腐蝕能力強(qiáng)。通過(guò)調(diào)節(jié)熱管冷熱段受熱表面的比例,可以調(diào)節(jié)管壁溫度,使之高于煙氣露點(diǎn)溫度或zui大腐蝕區(qū)。
(3)冷熱流體*隔開,有效防止水汽系統(tǒng)的泄漏。在運(yùn)行時(shí),由于廢氣的大量沖刷,即使管子受到一定的損壞,也不會(huì)造成冷側(cè)的汽水泄漏到熱側(cè),確保了系統(tǒng)的安全運(yùn)行,這也是該設(shè)備有別于一般煙道中余變回收設(shè)備的zui大特點(diǎn)。
(4)阻力損失小,可以適用于老機(jī)組的改造。一般情況下,增加了余熱回收設(shè)備,熱廢氣的阻力增加在800Pa左右。 (5)單根或多根熱管的損壞不影響設(shè)備整體使用。
三、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
130萬(wàn)/年噸焦化余熱回收(實(shí)例詳解)
1、原始工藝參數(shù):
煙氣量: 250000 Nm3/h(暫定)
煙氣溫度: 260℃(暫定)
全年工作天數(shù) 330天
2、余熱回收系統(tǒng)參數(shù):
熱管換熱器出口煙氣溫度 ≤150℃
熱管換熱器進(jìn)出口壓損 ~0.8kPa
除氧器工作壓力 0.15MPa
汽包工作壓力 0.6MPa
蒸汽流量 8~12t/h
系統(tǒng)裝機(jī)電量 ~400kW
3、 系統(tǒng)投資
余熱回收工程概算表
序 號(hào) | 項(xiàng) 目 | 公式來(lái)源 | 數(shù)值(萬(wàn)元) |
1 | 熱力設(shè)備費(fèi) | | 320 |
2 | 電儀設(shè)備費(fèi) | | 60 |
3 | 熱力建安費(fèi) | | 60 |
4 | 電儀建安費(fèi) | | 15 |
5 | 鍋爐鋼架費(fèi)用 | | 40 |
5 | 鋼煙道 | 60 | |
6 | 保溫1400平米 | 30 | |
7 | 基建費(fèi)用 | 60 | |
8 | 設(shè)計(jì)費(fèi) | | 20 |
9 | 總承包管理費(fèi) | 20 | |
10 | 聯(lián)合試車費(fèi) | 5 | |
11 | 預(yù)備費(fèi) | 30 | |
費(fèi)用合計(jì) | | 720 |
4、主要工藝設(shè)備匯總表
序 號(hào) | 設(shè)備名稱 | 型號(hào)及技術(shù)規(guī)格性能 | 單位 | 數(shù)量 | 備注 |
1 | 鍋爐本體 | 25萬(wàn)NM3/h,進(jìn)口煙氣zui高溫度250-300℃度,出口煙氣zui高溫度160℃ | 套 | 1 | |
2 | 排汽消聲器 | P=0.6MPa,排汽量:20t/h,消聲值:40dB(A) | 套 | 1 | |
3 | 除氧器給水泵 | IS65-50-160 | 臺(tái) | 2 | 5.5X2KW |
4 | 鍋爐給水泵 | DG25-30X5 | 臺(tái) | 2 | 22X2KW |
5 | 除氧器 | RLCY-20 | 套 | 1 | |
6 | 引風(fēng)機(jī) | Y4-73 NO.25D | 臺(tái) | 1 | 400KW |
6、技術(shù)分析
改造后能源消耗:
軟水:14t/h,按每噸6.5元計(jì)。
電耗:400kw,按每度0.7元計(jì)。
改造后能源產(chǎn)出:
蒸汽:1.0MPa,10t/h,按每噸160元計(jì)。
改造后能耗效益:-10x6.5-400x0.7+10x160=1815元/小時(shí)
人工費(fèi):120000元/年
設(shè)備維修費(fèi):1.5萬(wàn)元/年
全年系統(tǒng)工作時(shí)間:360x24=8640小時(shí)
修改方案后全年經(jīng)濟(jì)效益:
8640x1815/10000-12-1.5=1554.66萬(wàn)元
7、可申報(bào)節(jié)能減排獎(jiǎng)金:
1)、年節(jié)約標(biāo)煤:10000X24X360/1000X0.16=13824噸/年;
2)、按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),節(jié)約一噸標(biāo)煤獎(jiǎng)勵(lì)300元計(jì):
13824X300/10000=414.72萬(wàn)元。
8、結(jié)論:按本工程總投資720萬(wàn)計(jì),即3個(gè)月內(nèi)基本可收回全部投資。
投資回收期:(720-414.72)/1554.66X12=2.35