焦炉废气余热利用设计

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1、焦炉废气余热利用设计1、设计原则。1.1在不影响焦炉正常运行的前提下最大限度地利用余热；1.2在生产可靠的前提下，尽可能采用先进的工艺技术方案，以降低操作成本和改造基建的投入；1.3以生产可靠为前提，采用成熟、可靠的工艺和装备；1.4余热锅炉的过程控制采用集中控制原则，基本实现自动化为目标1.5贯彻执行国家和地方对环保、劳动、安全、计量、消防等方面的有关规定和标准，做到“三同时”。2、设计项目背景及概况。年产80万吨焦炭的焦炉1座，生产中焦炉加热后的废气通过总烟道汇总会一直向大气排放。同时废烟气温度可达到260-300℃，烟气将通过烟囱的自拔力排放到空中，严重浪费能源和污染厂区环境。如果这

2、些余热不进行回收利用，浪费了宝贵的能源，也污染了环境。因此采取措施，对焦炉产生的废气进行余热回收利用，对有效降低能耗，推动实现可持续发展战略具有十分重要的现实意义。现规划对焦炉烟道废气余热进行回收利用，将产生的蒸汽并网供厂区内的生产和生活使用。3、建设条件。3.1焦化工艺。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。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。煤在

3、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700℃左右的荒煤气在桥管内被氨水喷洒冷却至90℃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。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，又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。对于其中经总烟道进入烟囱的热烟气（温度260-300℃）仍有较

4、大的余热回收价值。本次方案就是为回收这一部分烟气的余热而设计。3.2余热资源。焦炉余热数据表：烟道气成份如下：3.3电源情况。电气、高压电接口：由厂区高压配电室提供，电网连接的分界点在本余热锅炉中线路高压开关柜的下端。3.4水源状况。余热利用工程所需的工业水补充水、消防水、生活水等均从厂区现有系统接入，锅炉系统所有排水均排入焦炉附近的排水系统中。各水管路的接口位置皆在余热锅炉1米处。4、工艺方案。4.1焦炉余热回收技术方案。4.1．1工艺流程图。工艺流程图4.1.2烟气流程。在地下主烟道翻板阀前开孔，将主烟道路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160℃，经锅

5、炉引风机再排入主烟道翻阀后的地下烟道，经烟囱排空；（新建项目可考虑在翻板阀前、后的主烟道上或烟囱上预留孔）4.1.3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。4.1.4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；4

6、.1.5余热回收系统平面布置。余热锅炉系统由电动蝶阀、除氧器、蒸发器、省煤器、风管、锅炉水泵、软化水箱、软化水泵、水路系统、循环管路系统，配电柜控制系统烟气引风机系统、平台爬梯等组成。水泵需位于锅炉附近，这样可以节省汽水管线，也减少温损和压降。4.1.6余热回收系统横向布置。在横向设计时，根据工厂的现有建筑物及场地标高，合理拟定车间的标高。4.2热管余热锅炉技术方案。热管余热锅炉系统主要为热管蒸发器、热管省煤器、蒸汽聚集器及汽水管路组成。系统采用高效传热元件—热管，较一般余热回收装置有许多明显优点。4.2.1热管。热管余热锅炉的核心部件是热管。热管通过密闭真空管壳内工作介质的相变潜热来传递

7、热量，其传热性能类似于超导体导电性能，它具有传热能力大，传热效率高的特点。典型的重力热管如图1所示，在密闭的管内先抽成真空，在此状态下充入少量工质。在热管的下端加热，工质吸收热量汽化为蒸汽，在微小的压差下，上到热管上端，并向外界放出热量，且凝结为液体。冷凝液在重力的作用下，沿热管内壁返回到受热段，并再次受热汽化，如此循环往复，连续不断地将热量由一端传向另一端。由于是相变传热，因此热管内热阻很小，所以能以较小的温差获得较大