焦炉烟气余热回收项目

一、焦化工艺概述：

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热烟气的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。

二、余热回收工艺流程图

1、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℃，经锅炉引风机再排入主烟道翻阀后的地下烟道，经烟囱排空。

2、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。

3、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0.6MPa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。

4、余热回收的主要原理：
（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。

（2）  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。

（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。

5、余热回收设备主要特点：

（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；

（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zui大腐蚀区。

（3）冷热流体*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zui大特点。
（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。 （5）单根或多根热管的损坏不影响设备整体使用。

三、技术经济指标

130万/年吨焦化余热回收（实例详解）

1、原始工艺参数：

烟气量：                    250000 Nm3/h（暂定）

烟气温度：                   260℃（暂定）

全年工作天数                330天

2、余热回收系统参数：

热管换热器出口烟气温度       ≤150℃

热管换热器进出口压损         ～0.8kPa

除氧器工作压力                0.15MPa

汽包工作压力                  0.6MPa

蒸汽流量                    8～12t/h

系统装机电量                ～400kW

3、       系统投资

余热回收工程概算表

4、主要工艺设备汇总表

6、技术分析

改造后能源消耗：

软水：14t/h，按每吨6.5元计。

电耗：400kw，按每度0.7元计。

改造后能源产出：

蒸汽：1.0MPa，10t/h，按每吨160元计。

改造后能耗效益：-10x6.5-400x0.7+10x160=1815元/小时

人工费：120000元/年

设备维修费：1.5万元/年

全年系统工作时间：360x24=8640小时

修改方案后全年经济效益：

8640x1815/10000-12-1.5=1554.66万元

7、可申报节能减排奖金：

1）、年节约标煤：10000X24X360/1000X0.16=13824吨/年；

2）、按国家标准，节约一吨标煤奖励300元计：

13824X300/10000=414.72万元。

8、结论：按本工程总投资720万计，即3个月内基本可收回全部投资。

投资回收期：（720-414.72）/1554.66X12=2.35