基于焦化厂余热余能集成利用的热力发电系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种基于焦化厂余热余能集成利用的热力发电系统，包括焦炉、干熄炉、干熄焦余热锅炉、荒煤气余热回收装置、荒煤气净化处理装置、焦炉煤气锅炉、汽轮机和发电机，焦炉热焦炭送入干熄炉进行冷却，干熄焦余热锅炉回收干熄炉出口循环气体的显热；荒煤气余热回收装置回收荒煤气的显热；荒煤气净化处理装置将荒煤气净化后送入焦炉煤气锅炉；焦炉煤气锅炉产生的蒸汽经过汽轮机高压缸做功后进入干熄焦余热锅炉进行再热，与干熄焦余热锅炉高压段过热蒸汽一同进入汽轮机中压缸，汽轮机中压缸排汽与干熄焦余热锅炉低压段过热蒸汽一同进入汽轮机低压缸；汽轮机驱动发电机发电。该系统将焦炉煤气、焦炭显热、荒煤气显热进行高效集成利用。

【技术实现步骤摘要】
基于焦化厂余热余能集成利用的热力发电系统
本技术涉及焦化行业热能利用
，尤其涉及一种基于焦化厂余热余能集成利用的热力发电系统。
技术介绍
在焦炉生产流程中，存在多种余能和余热资源，包括焦炉煤气化学能以及焦炭显热、荒煤气显热等高温余热。在能源问题日益突出的背景下，对于这些余热余能资源的高效利用是目前各个焦化厂或者钢铁厂重点关注的问题。对于焦炉煤气，当前主要利用途径是作为焦炉自身加热燃料，以及通过煤气锅炉进行发电，也有部分焦化厂将焦炉煤气作为化工原料生产甲醇、合成氨等化工产品。对于焦炭显热，主要是采用干熄焦技术对高温红焦的显热进行回收，产生蒸汽用于驱动汽轮机发电。对于高温荒煤气，当前普遍采用的主流处理方法是将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，650～800℃的荒煤气在桥管内被氨水喷洒冷却至85℃左右，此种方法造成了大量的热能浪费，而且由于荒煤气中含有焦油等多种成分，当温度低于一定温度时，焦油就会析出，从而会造成上升管堵塞，影响焦炉生产。目前的技术方案均将焦炉煤气、焦炭显热、荒煤气显热分成各自独立的系统来实施，而未考虑各种余热资源的耦合集成。各自独立的热力系统，不仅造成系统复杂甚至冗余，而且存在厂房占地面积大、工程造价和总投资大、运行成本高等问题。
技术实现思路
本技术是为了解决现有技术中存在的上述技术问题而做出，其目的在于提供一种能将焦炉区域包括焦炉煤气、焦炭显热、荒煤气显热等资源进行耦合集成、高效利用的基于焦化厂余热余能集成利用的热力发电系统。为了实现上述目的，本技术提供一种基于焦化厂余热余能集成利用的热力发电系统，包括焦炉、干熄炉、干熄焦余热锅炉、荒煤气余热回收装置、荒煤气净化处理装置、焦炉煤气锅炉、汽轮机以及发电机，其中，所述焦炉的排焦口与所述干熄炉的装焦口相连，所述焦炉产生的热焦炭在干熄炉内通过循环气体进行冷却；所述干熄炉的循环气体出口与所述干熄焦余热锅炉的烟气进口连通，所述干熄焦余热锅炉的烟气出口与所述干熄炉的循环气体进口连通，从而形成一个循环回路，所述干熄焦余热锅炉对循环气体的显热进行回收利用；所述焦炉的荒煤气出口与所述荒煤气余热回收装置的进气口连通，所述荒煤气余热回收装置内设置有蒸发受热面，回收焦炉中高温荒煤气的显热；所述荒煤气余热回收装置的出气口与荒煤气净化处理装置的进气口连通，所述荒煤气净化处理装置对荒煤气余热回收装置来的荒煤气进行净化和冷却；所述荒煤气净化处理装置的出气口与焦炉煤气锅炉的煤气进口连通，将净化后的煤气送入焦炉煤气锅炉；所述荒煤气余热回收装置通过锅筒与所述干熄焦余热锅炉连通，所述荒煤气余热回收装置产生的汽水混合物在所述锅筒中进行汽水分离后送入干熄焦余热锅炉进行过热；所述汽轮机的蒸汽进口分别与所述焦炉煤气锅炉的过热蒸汽出口、干熄焦余热锅炉的过热蒸汽出口连通；所述汽轮机与所述发电机连接，驱动所述发电机发电。所述的热力发电系统，其中，所述锅筒包括低压段锅筒和高压段锅筒；所述干熄焦余热锅炉内设置有多级过热器，包括第二高压段过热器、第一高压段过热器、低压段过热器，所述低压段锅筒的出汽口与所述低压段过热器的进汽口连通，所述高压段锅筒的出汽口与所述第一高压段过热器的进汽口连通，所述第一高压段过热器的出汽口与第二高压段过热器的进汽口连通；所述汽轮机包括高压缸、中压缸和低压缸；所述焦炉煤气锅炉的过热蒸汽出口与所述汽轮机高压缸的蒸汽进口连通，所述汽轮机高压缸的排汽口与所述干熄焦余热锅炉的第二高压段过热器的进汽口连通，所述第二高压段过热器的过热蒸汽出口与所述汽轮机中压缸的蒸汽进口连通，所述汽轮机中压缸的排汽口与汽轮机低压缸的蒸汽进口连通，所述干熄焦余热锅炉的低压段过热器的出汽口也与所述汽轮机低压缸的蒸汽进口连通。所述的热力发电系统，其中，所述干熄焦余热锅炉还包括高压段蒸发器、高压段省煤器、低压段蒸发器、低压段省煤器，所述第二高压段过热器、第一高压段过热器、高压段蒸发器、高压段省煤器、低压段过热器、低压段蒸发器、低压段省煤器在余热锅炉内部沿烟气流程顺次布置。所述的热力发电系统，其中，所述热力发电系统还包括凝汽器、凝结水泵、除氧头和第一给水泵，所述除氧头设置在所述低压段锅筒上方，所述低压段锅筒兼作除氧水箱；所述汽轮机低压缸的排汽口与所述凝汽器、凝结水泵、低压段省煤器、除氧头的进水口沿汽水流程顺次连通；所述低压段锅筒的第一下降管口通过下降管与所述低压段蒸发器的进水口连通，所述低压段蒸发器的出汽口通过上升管与所述低压段锅筒的第一上升管口连通，形成低压汽水自然循环回路；所述低压段锅筒的第一出水口通过第一给水泵依次与所述高压段省煤器、所述高压段锅筒的进水口连通；所述高压段锅筒通过下降管与所述高压段蒸发器的进水口连通，所述高压段蒸发器的出汽口通过上升管与所述高压段锅筒的上升管口连通，形成高压汽水自然循环回路。所述的热力发电系统，其中，所述除氧头上设置有辅助加热蒸汽接口，与外界辅助汽源连通，作为整套热力发电系统的启动蒸汽或者当干熄焦余热锅炉出现问题时的备用汽源。所述的热力发电系统，其中，所述热力发电系统还包括循环泵，所述低压段锅筒的第二下降管口依次与所述循环泵、荒煤气余热回收装置的进水口连通，所述荒煤气余热回收装置的出汽口与所述低压段锅筒的第二上升管口连通，形成一个低压汽水强制循环回路。所述的热力发电系统，其中，所述热力发电系统还包括第二给水泵和高压给水加热器，其中，所述低压段锅筒的第二出水口通过第二给水泵与所述高压给水加热器的进水口连通，所述高压给水加热器的出水口与所述焦炉煤气锅炉的给水进口连通。所述的热力发电系统，其中，所述汽轮机中压缸上设置有回热抽汽口，所述回热抽汽口与所述高压给水加热器的加热蒸汽进口连通。所述的热力发电系统，其中，还包括一次除尘器、二次除尘器和循环风机，所述一次除尘器连通在所述干熄炉的循环气体出口和所述干熄焦余热锅炉的烟气进口，所述二次除尘器的一端和与所述干熄焦余热锅炉的烟气出口连通，所述二次除尘器的另一端与循环风机的进气口连通，所述循环风机的排气口与所述干熄炉的循环气体进口连通。所述的热力发电系统，其中，还包括煤气柜，所述煤气柜设置在所述荒煤气净化处理装置和所述煤气锅炉之间的煤气管路上，所述荒煤气净化处理装置的煤气出口与所述煤气柜的煤气进口连通，所述煤气柜的煤气出口与所述焦炉煤气锅炉的煤气进口连通。本技术的有益效果在于：1)构建了一种基于焦炉煤气与干熄焦余热利用高效集成的热力发电系统，优化了常规焦炉煤气发电、干熄焦余热发电、焦炉荒煤气余热回收系统并存的模式，省去了至少一套汽轮发电机组及配套辅助设施，工程占地面积和建设总成本均大幅降低；2)对焦炉煤气发电机组、干熄焦余热利用机组、管荒煤气余热回收系统的蒸汽系统和给水系统进行高度耦合集成，在不影响机组整体热经济性的条件下大大简化了机组回热系统，相当于省去了一套常规焦炉煤气发电机组单独配置的低压回热系统，使得整体热力系统更为简洁，工程占地面积和建设总成本均大幅降低；3)将干熄焦余热锅炉的高温段过热器分为第二高压段过热器和第一高压段过热器，将第二高压段过热器兼做汽轮机高压缸排汽的再热器，与常规的独立设置的焦炉煤气锅炉和干熄焦余热锅炉热力系统相比，没有增设任何换热面，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于焦化厂余热余能集成利用的热力发电系统，其特征在于，包括焦炉、干熄炉、干熄焦余热锅炉、荒煤气余热回收装置、荒煤气净化处理装置、焦炉煤气锅炉、汽轮机以及发电机，其中，所述焦炉的排焦口与所述干熄炉的装焦口相连，所述焦炉产生的热焦炭在干熄炉内通过循环气体进行冷却；所述干熄炉的循环气体出口与所述干熄焦余热锅炉的烟气进口连通，所述干熄焦余热锅炉的烟气出口与所述干熄炉的循环气体进口连通，从而形成一个循环回路，所述干熄焦余热锅炉对循环气体的显热进行回收利用；所述焦炉的荒煤气出口与所述荒煤气余热回收装置的进气口连通，所述荒煤气余热回收装置内设置有蒸发受热面，回收焦炉中高温荒煤气的显热；所述荒煤气余热回收装置的出气口与荒煤气净化处理装置的进气口连通，所述荒煤气净化处理装置对荒煤气余热回收装置来的荒煤气进行净化和冷却；所述荒煤气净化处理装置的出气口与焦炉煤气锅炉的煤气进口连通，将净化后的煤气送入焦炉煤气锅炉；所述荒煤气余热回收装置通过锅筒与所述干熄焦余热锅炉连通，所述荒煤气余热回收装置产生的汽水混合物在所述锅筒中进行汽水分离后送入干熄焦余热锅炉进行过热；所述汽轮机的蒸汽进口分别与所述焦炉煤气锅炉的过热蒸汽出口、干熄焦余热锅炉的过热蒸汽出口连通；所述汽轮机与所述发电机连接，驱动所述发电机发电。...

【技术特征摘要】
1.一种基于焦化厂余热余能集成利用的热力发电系统，其特征在于，包括焦炉、干熄炉、干熄焦余热锅炉、荒煤气余热回收装置、荒煤气净化处理装置、焦炉煤气锅炉、汽轮机以及发电机，其中，所述焦炉的排焦口与所述干熄炉的装焦口相连，所述焦炉产生的热焦炭在干熄炉内通过循环气体进行冷却；所述干熄炉的循环气体出口与所述干熄焦余热锅炉的烟气进口连通，所述干熄焦余热锅炉的烟气出口与所述干熄炉的循环气体进口连通，从而形成一个循环回路，所述干熄焦余热锅炉对循环气体的显热进行回收利用；所述焦炉的荒煤气出口与所述荒煤气余热回收装置的进气口连通，所述荒煤气余热回收装置内设置有蒸发受热面，回收焦炉中高温荒煤气的显热；所述荒煤气余热回收装置的出气口与荒煤气净化处理装置的进气口连通，所述荒煤气净化处理装置对荒煤气余热回收装置来的荒煤气进行净化和冷却；所述荒煤气净化处理装置的出气口与焦炉煤气锅炉的煤气进口连通，将净化后的煤气送入焦炉煤气锅炉；所述荒煤气余热回收装置通过锅筒与所述干熄焦余热锅炉连通，所述荒煤气余热回收装置产生的汽水混合物在所述锅筒中进行汽水分离后送入干熄焦余热锅炉进行过热；所述汽轮机的蒸汽进口分别与所述焦炉煤气锅炉的过热蒸汽出口、干熄焦余热锅炉的过热蒸汽出口连通；所述汽轮机与所述发电机连接，驱动所述发电机发电。2.根据权利要求1所述的热力发电系统，其特征在于，所述锅筒包括低压段锅筒和高压段锅筒；所述干熄焦余热锅炉内设置有多级过热器，包括第二高压段过热器、第一高压段过热器、低压段过热器，所述低压段锅筒的出汽口与所述低压段过热器的进汽口连通，所述高压段锅筒的出汽口与所述第一高压段过热器的进汽口连通，所述第一高压段过热器的出汽口与第二高压段过热器的进汽口连通；所述汽轮机包括高压缸、中压缸和低压缸；所述焦炉煤气锅炉的过热蒸汽出口与所述汽轮机高压缸的蒸汽进口连通，所述汽轮机高压缸的排汽口与所述干熄焦余热锅炉的第二高压段过热器的进汽口连通，所述第二高压段过热器的过热蒸汽出口与所述汽轮机中压缸的蒸汽进口连通，所述汽轮机中压缸的排汽口与汽轮机低压缸的蒸汽进口连通，所述干熄焦余热锅炉的低压段过热器的出汽口也与所述汽轮机低压缸的蒸汽进口连通。3.根据权利要求2所述的热力发电系统，其特征在于，所述干熄焦余热锅炉还包括高压段蒸发器、高压段省煤器、低压段蒸发器、低压段省煤器，所述第二高压段过热器、第一高压段过热器、高压段蒸发器、高压段省煤器、低压段过热器、低压段蒸发器、低压段省煤器在余热锅炉内部沿烟...

【专利技术属性】
技术研发人员：江文豪，
申请(专利权)人：中冶华天南京工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32