基于煅烧炉煅后焦余热回收的炭素厂余热发电供热系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种基于煅烧炉煅后焦余热回收的炭素厂余热发电供热系统，属于工业余热发电技术领域。该余热发电装置包括煅烧炉煅后焦余热回收制蒸汽子系统和汽轮机发电子系统两部分，其中煅烧炉煅后焦余热回收制蒸汽子系统采用的煅后焦余热回收制蒸汽方式包括夹套式、外绕盘管式、外部贴附热管式、内埋取热管束式、内埋取热热管式等结构方式，通过回收高温煅后焦余热制取蒸汽并送入汽轮发电机组进行发电。本实用新型专利技术采用全新设计的余热回收制蒸汽装置实现余热发电，将原有被白白排放掉的物料余热加以回收利用，提高炭素厂能源利用效率、降低厂用电、实现减排节水效益。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于工业余热发电
，特别涉及一种基于煅烧炉煅后焦余热回收的炭素厂余热发电供热系统。
技术介绍
炭素厂作为高耗能、高污染、高排放的工业部门，在为电解铝提供阳极产品的同时，也存在大量各类余热被白白浪费掉的“三高”问题，其中煅烧炉为将石油焦进行煅烧除去硫、挥发分等组分，成为煅后焦这一半成品，是经过进一步焙烧制成炭素的主要原料之一。煅后焦在煅烧炉中的温度达到1200°C左右，通过出料口处的水套式换热器结构进行冷却降温，最终温度降低到约100 200°C后送出，可大幅降低煅后焦被氧化的可能性，保证煅后焦质量符合下游生产工序的要求。其中煅后焦在水套式换热器内由冷却循环水冷却到所需温度，而冷却循环水由冷却塔等降温后循环使用。传统的用于冷却煅后焦的水套式换热器的结构如图1所示，该水套式换热器可分为高温段和低温段两部分，其中低温段水套式换热器7由低温段内侧水冷壁5与低温段外壳壁8相互连接围成，该低温段水套式换热器7的下部与冷却循环水回水B相连，冷却循环水回水B经由低温段冷却水进水管Ilb进入换热器，通过低温段内侧水冷壁9被夹套式结构围成的内腔中的高温煅后焦2加热。低温段水套式换热器7的上部则通过连通管6与高温段水套式换热器3a的下部循环水进口相连，必要时还可在高温段水套式换热器3a的下部设置高温段冷却水进水管Ila以提高高温段循环水流量，上述冷却水则通过高温段内侧水冷壁5被夹套式结构围成的内腔中的高温煅后焦2加热，进而从上部冷却水出口送出，冷却水出水D则送往下游冷却塔进行冷却，冷却水回水B及C则返回低温段水套式换热器7和高温段水套式换热器3a继续冷却煅后焦。但是，传统的水套式冷却方式实际存在的问题是，大量低品位余热被从冷却塔白白排掉了而未加以回收利用，虽然在某些炭素厂内采用该余热承担厂区内供暖、供生活热水等回收部分余热，但是考虑到厂区内采暖面积及热负荷有限、生活热水所需加热量更小，因此绝大多数热能仍被白白排放掉，而且耗费大量水资源及循环电力等。因此，传统的单纯冷却方式已不符合节能节资、循环利用的社会可持续发展要求。因此，有必要探寻全新的煅后焦出料段冷却方式和余热回收发电的设计方案及其结构，以达到充分利用余热资源、提高节能环保效益的目的。
技术实现思路
本技术的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种基于煅烧炉煅后焦余热回收的炭素厂余热发电供热系统，创造性地将煅后焦蕴含的大量余热转化为蒸汽，进而驱动汽轮机发电。本技术的具体描述是:基于煅烧炉煅后焦余热回收的炭素厂余热发电供热系统，其特征在于，所述的余热发电供热系统包括煅烧炉煅后焦余热回收制蒸汽子系统39和余热汽轮机发电子系统30两部分，其中煅烧炉煅后焦余热回收制蒸汽子系统39采用高温煅后焦余热回收装置11回收高温煅后焦2的余热并送入到制蒸汽的锅筒21，锅筒21的蒸汽出口与余热汽轮机发电子系统30的余热汽轮机31的主蒸汽进口相连，锅筒21的给水进口与余热汽轮机发电子系统30的凝汽器33的凝结水出口通过凝结水泵34及其后的凝结水回水管35相连。所述的高温煅后焦余热回收装置11采用夹套式余热回收装置、外绕盘管式余热回收装置、外部贴附热管式余热回收装置、内埋取热管束式余热回收装置或内埋取热热管式余热回收装置。所述的制蒸汽的锅筒21采用换热式结构，其中换热结构采用内部换热管束结构或外部贴附管束式结构。所述的制蒸汽的锅筒21采用汽包式结构，其中锅筒21的蒸汽进口与高温煅后焦余热回收装置11的蒸汽出口相连，锅筒21的给水进口阀门36切断，余热汽轮机发电子系统30的凝汽器33的凝结水出口通过凝结水泵34及其后的凝结水回水管35与高温煅后焦余热回收装置11的进水口相连。本技术的特点及有益效果:本技术采用高温煅后焦余热回收装置，回收煅后焦中的大量余热并制取较高能量品位的蒸汽，进而实现余热发电，提高炭素厂能源利用效率、减少炭素厂厂用电、实现减排节水效益，具有较高的经济社会效益和工程实用价值。附图说明图1是传统的用于冷却煅后焦的水套式换热器结构示意图；图2是本技术所采用的基于煅烧炉煅后焦余热回收的炭素厂余热发电供热系统的实施例1结构示意图；图3是本技术所采用的基于煅烧炉煅后焦余热回收的炭素厂余热发电供热系统的实施例2结构示意图；图1、2、3中各部件编号与名称如下:煅烧炉1、高温煅后焦2、煅后焦出料段水套式换热器3a、外壳壁4、内侧水冷壁5、连通管6、低温段水套式换热器7、低温段外壳壁8、低温段内侧水冷壁9、煅后焦冷却出料口10、高温煅后焦余热回收装置11、高温段冷却水出水管11a、低温段冷却循环水回水管lib、高温段冷却水出水管12a、供气管14、保温层16、锅筒21、换热管22、热管管束23、余热汽轮机发电子系统30、余热汽轮机31、发电机32、凝汽器33、凝结水泵34、凝结水循环管35、煅烧炉煅后焦余热回收制蒸汽子系统39、冷却后的煅后焦A、冷却循环水回水B、高温段冷却循环水回水C、冷却水出水D、低温段冷却水出水E。具体实施方式本技术提出的基于煅烧炉煅后焦余热回收的炭素厂余热发电供热系统，结合附图及实施例详细说明。本技术的具体实施例如下。实施例1:基于煅烧炉煅后焦余热回收的炭素厂余热发电供热系统，包括煅烧炉煅后焦余热回收制蒸汽子系统39和余热汽轮机发电子系统30两部分，其中煅烧炉煅后焦余热回收制蒸汽子系统39采用高温煅后焦余热回收装置11回收高温煅后焦2的余热并送入到制蒸汽的锅筒21，锅筒21的蒸汽出口与余热汽轮机发电子系统30的余热汽轮机31的主蒸汽进口相连，锅筒21的给水进口与余热汽轮机发电子系统30的凝汽器33的凝结水出口通过凝结水泵34及其后的凝结水回水管35相连。高温煅后焦余热回收装置11采用外部贴附热管式余热回收装置。制蒸汽的锅筒21采用换热式结构，其中换热结构采用内部换热管束结构。实施例2:基于煅烧炉煅后焦余热回收的炭素厂余热发电供热系统，包括煅烧炉煅后焦余热回收制蒸汽子系统39和余热汽轮机发电子系统30两部分，其中煅烧炉煅后焦余热回收制蒸汽子系统39采用高温煅后焦余热回收装置11回收高温煅后焦2的余热并送入到制蒸汽的锅筒21，锅筒21的蒸汽出口与余热汽轮机发电子系统30的余热汽轮机31的主蒸汽进口相连，锅筒21的给水进口与余热汽轮机发电子系统30的凝汽器33的凝结水出口通过凝结水泵34及其后的凝结水回水管35相连。高温煅后焦余热回收装置11采用内埋取热管束式余热回收装置。制蒸汽的锅筒21采用汽包式结构，其中锅筒21的蒸汽进口与高温煅后焦余热回收装置11的蒸汽出口相连，锅筒21的给水进口阀门36切断，余热汽轮机发电子系统30的凝汽器33的凝结水出口通过凝结水泵34及其后的凝结水回水管35与高温煅后焦余热回收装置11的进水口相连。需要说明的是，本技术提出了采用外部贴附式热管换热结构实现煅后焦余热回收制取蒸汽的结构设计，而按照此一设计方案可有不同的具体实施措施，例如采取各种热管管束的管型、管径、壁厚与管长组合等，以及其它类似的简单变形的实施方式均落入本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于煅烧炉煅后焦余热回收的炭素厂余热发电供热系统，其特征在于，所述的余热发电供热系统包括煅烧炉煅后焦余热回收制蒸汽子系统（39）和余热汽轮机发电子系统（30）两部分，其中煅烧炉煅后焦余热回收制蒸汽子系统（39）采用高温煅后焦余热回收装置（11）回收高温煅后焦（2）的余热并送入到制蒸汽的锅筒（21），锅筒（21）的蒸汽出口与余热汽轮机发电子系统（30）的余热汽轮机（31）的主蒸汽进口相连，锅筒（21）的给水进口与余热汽轮机发电子系统（30）的凝汽器（33）的凝结水出口通过凝结水泵（34）及其后的凝结水回水管（35）相连。

【技术特征摘要】
1.基于煅烧炉煅后焦余热回收的炭素厂余热发电供热系统，其特征在于，所述的余热发电供热系统包括煅烧炉煅后焦余热回收制蒸汽子系统(39)和余热汽轮机发电子系统(30)两部分，其中煅烧炉煅后焦余热回收制蒸汽子系统(39)采用高温煅后焦余热回收装置(11)回收高温煅后焦(2)的余热并送入到制蒸汽的锅筒(21)，锅筒(21)的蒸汽出口与余热汽轮机发电子系统(30)的余热汽轮机(31)的主蒸汽进口相连，锅筒(21)的给水进口与余热汽轮机发电子系统(30)的凝汽器(33)的凝结水出口通过凝结水泵(34)及其后的凝结水回水管(35)相连。2.如权利要求1所述的基于煅烧炉煅后焦余热回收的炭素厂余热发电供热系统，其特征在于，所述的高温煅后焦余热回收装置(11)采用夹套式余热回收装置、外...

【专利技术属性】
技术研发人员：张茂勇，
申请(专利权)人：张茂勇，
类型：实用新型
国别省市：