风媒式焦炉上升管荒煤气余热回收

风媒式焦炉上升管荒煤气余热回收简要介绍设计参数相关设计参数如表1-1。表1-1基本设计参数序号参数名称单位数量备注1焦炉单个炭化室装煤量（干煤）t292单个上升管结焦周期荒煤气产量Nm3/h50403结焦时间h194小时产气量最大Nm3/h440平均280最小2005上升管入口荒煤气温度°C6926设计上升管出口荒煤气温度°C6367余热锅炉设计蒸发量t/h4.28额定蒸汽压力MPa0.49额定蒸汽温度C15310汽包补水温度C常温设计方案1）工艺流程简介荒煤气流程为：自焦炉炭化室一上升管一桥管--集气管-去化产回收系统。风媒流程为：上升管一余热锅炉一风机一上升管。汽水工艺流程为：纯水一纯水箱一除氧器一省煤器一汽包除氧器—蒸发器一汽包一过热器一送用户（部分返回进除氧器补充除氧）。2）工艺布置新设计上升管加热器替换焦炉原有的100根上升管。在焦炉旁边空地新建余热锅炉厂房，包括控制室、电气室等，新建立式余热锅炉，并在锅炉烟气出口处安装引风机。热力除氧器安装在汽包平台，给水泵、软水箱等安装在锅炉旁边空地。风媒系统，采用惰性气体作为媒介，上升管加热器内表烧结一层耐火材料，外部制成风套，进出连接管为^108钢管，五根上升管加热器为一组，用^250钢管集联，20个集联管连接在^1200的总管上。进入上升管加热器的风媒温度约135°C，出上升管加热器风媒的温度约264C。风媒沿总管流动到焦炉旁边的余热锅炉入口，向下依次经过过热器、蒸发器、省煤器，然后经余热锅炉出口进入引风机，再沿总管流动到焦炉顶部，进入集联管，再分别进入上升管加热器的进口。每个集联管都安装电动蝶阀，用于切断该组上升管加热器与余热锅炉的连接，余热锅炉进出口安装气动蝶阀，用于检修切断。余热锅炉汽水系统。本方案汽水系统由纯水箱、除氧器、省煤器、蒸发器、汽包、过热器、水泵、阀门和连接管道组成。由外部供给水管将纯水直接补进纯水箱。纯水箱设置有液位控制装置，纯水箱中的纯水经除氧水泵加压后送入除氧器，在除氧器内经除氧后经锅炉给水泵送入省煤器，经省煤器风媒预热至122C左右送入汽包，与蒸发器上升管送入汽包的饱和水（143C）混合后经下降管进入余热锅炉蒸发器。在蒸发器内，部分水汽化为饱和蒸汽，其余的水被加热为饱和水，并与蒸汽形成为汽水混合物，经上升管进入汽包。汽包内设置有汽水分离装置，经分离后的饱和干蒸汽离开汽包后经过热器加热到153C离开锅炉，再经调压阀后由管道送给用户。调压阀确保送出蒸汽压力为0.3Mpa。纯水采用不锈钢304材质，汽水管道、蒸汽管道及阀门采用碳钢材质。3）主要设备上升管加热器。上升管加热器是在原上升管基础上进行改造而成，内部尺寸和长度等与原上升管一致，可与焦炉上升管底座和三通直接相连。上升管加热器内表面烧结一层耐火材料（另外一种技术方案是表面涂敷涂层，可使荒煤气多降低温度约10〜30°C）,可以耐高温，同时又耐低温凝酸腐蚀，还可防止结焦。在荒煤气平均产量情况下，荒煤气出口温度约降低至636C,上升管加热器的内表面温度约444C，风媒出口温度约264C。当碳化室火落、出焦、加煤时，上升管加热器的内表面温度约278C，此时荒煤气的温度降低不多，上升管加热器主要是从碳化室出口处吸收其辐射热而加热风媒，风媒出口温度约192C。循环风机。用于将风媒从余热锅炉输送至上升管加热器，循环风机选用4-68NM2D型离心风机，转速1420rpm，全压5100Pa，风量77000m3/h，内效率约92%，配套电机功率约200kW，功率因数约0.95。余热锅炉。余热锅炉为立式自然循环水管形式，流通截面约为3mX3m，本体高度约为10.5m，汽包平台标高约13m，汽包外径1.3m，长度5m，配DN80安全阀2个。热力除氧器与汽包放置在同一个平台，并行布置。余热锅炉设计烟气流量45000Nm3/h，入口温度253C，出口温度140C，烟气阻力约300Pa，蒸汽产量4.2t/h，蒸汽压力0.4MPa。锅炉本体总重量约67t。4）供配电估算负荷及电压：引风机200kW/AC3kV1台给水泵11kW/AC380V2台（1用1备）除氧水泵3kW/AC380V2台（1用1备）加药装置2.5kW/AC380V2套（机电一体品）纯水管道泵1.5kW/AC380V2台（1用1备）循环冷却塔泵2.2kw/AC380V2台（1用1备）循环冷却塔风机0.25kw/AC380V1台

潜污泵0.75kW/AC380V1台区域照明5kW/AC220V空调2.5kW/AC380V3台5kW/AC380V3台检修10kW/AC380V-220V1套UPS10kVA/AC380V1台以下均为双电源供电的设备:锅炉入口烟气调节阀3kW/AC380V1台（机电一体品）锅炉烟气入口切断阀3kW/AC380V1台（机电一体品）引风机入口电动阀3kW/AC380V1台（机电一体品）各类仪表配电40kW/AC380V-AC220V1套工程低压设备总装机容量约为102.7kW,其中需双电源供电的负荷总装机容量约为49kW。节能本项目属于一项节能减排工程，针对焦炉上升管荒煤气显热进行回收利用，通过改造上升管为上升管加热器，新增一套余热锅炉设备生产蒸汽，建成投产后，153°C过热蒸汽产量约为4.2t/h，全年按工作时间8000小时计算，共可以输出蒸汽约3.36万吨。能源消耗和回收见表3-1表3-1能源消耗和回收表序号名称单位数值折合标煤1焦炉全年工作时间天3652余热锅炉年工作时间h80003余热锅炉蒸汽产量t/h4.24年产蒸汽量t33600035526年耗纯水量t33600016.87年均电耗kwh2069600662

序号名称单位数值折合标煤8年均净节约标准煤t2873注：0.4MPa低压蒸汽折标系数为0.1057吨标煤/吨蒸汽；电力折标系数为3.2吨标煤/万千瓦时；纯水折标系数为5吨标煤/万吨纯水；每千克标煤的热量为7000千卡。由于荒煤气温度的降低，后续工序的氨水消耗量、引风机电耗、水泵电耗、蒸氨电耗和热耗均有不同程度降低，在此暂时不做计算。简单经济估算系统简单投资估算见表4-1表4-1系统投资估算序号名称单位数值1上升管加热器万元4502余热锅炉万元2003工4王安装万元3504总投资万元1000系统年收入简单估算见表4-2表4-2系统年收入估算序号名称单位数值1回收蒸汽万元5242电耗万元-1243折旧万元-974总收入万元303注：0.4MPa低压蒸汽价格约156元/吨蒸汽（含纯水成本）；电耗价格约0.6元/万千瓦时，折旧时间上升管加热器16年，其它设备8年。系统静态回收期约为1000-303^3.3年（这里未扣除原上升管的成本，用户实际增加投入并没有这么多，所以实际静态回收期还要短）。水套式上升管蒸发器余热回收系统的简介水套式上升管蒸发器是在原上升管外表面包覆水套，吸收荒煤气的部分热量后，产生蒸汽。当上升管内表面与风媒式上升管加热器相同时，100根上升管蒸发器可产0.4MPa饱和蒸汽7.9t/h，荒煤气出口温度降低到约604°C，上升管蒸发器内表面温度约383°C，当碳化室火落、出焦、加煤时，上升管蒸发器的内表面温度约212C。水套式上升管蒸发器系统，本身属于压力容器或余热锅炉系统，汽包安装在焦炉旁边的平台上，没有引风机，但增加了强制循环泵，给水泵的扬程也比较大，其它用电比风媒式上升管加热系统只略有增加。负荷及电压估算：强制循环泵80kW/AC380V2台（1用1备）给水泵30kW/AC380V2台（1用1备）除氧水泵9kW/AC380V2台（1用1备）加药装置5kW/AC380V2套（机电一体品）纯水管道泵3kW/AC380V2台（1用1备）循环冷却塔泵4.4kw/AC380V2台（1用1备）循环冷却塔风机0.5kw/AC380V1台潜污泵1.5kW/AC380V1台区域照明5kW/AC220V空调2.5kW/AC380V3台5kW/AC380V3台检修10kW/AC380V-220V1套UPS双电源供电的设备：10kVA/AC380V1台各类仪表配电40kW/AC380V-AC220V1套

工程低压设备总装机容量约为205.9kW,其中需双电源供电的负荷总装机容量约为40kW。水套式上升管蒸发器系统简单能耗和回收估算见表5-1表5-1能源消耗和回收表序号名称单位数值折合标煤1焦炉全年工作时间天3652余热锅炉年工作时间h80003蒸汽产量t/h7.94年产蒸汽量t63200066806年耗纯水量t63200031.67年均电耗kw均净节约标准煤t6223注：0.4MPa低压蒸汽折标系数为0.1057吨标煤/吨蒸汽；电力折标系数为3.2吨标煤/万千瓦时；纯水折标系数为5吨标煤/万吨纯水；每千克标煤的热量为7000千卡。水套式上升管蒸发器系统简单投资估算见表5-2表5-2系统投资估算序号名称单位数值1上升管蒸发器万元12003工4王安装万元3504总投资万元1550水套式上升管蒸发器系统简单估算见表5-3表5-3系统年收入估算序号名称单位数值1回收蒸汽万元9862电耗万元-803折旧万元-1194总收入万元787注：0.4MPa低压蒸汽价格约156元/吨蒸汽（含纯水成本）；电耗价格约0.6元/万千瓦时，折旧时间上升管加热器16年，其它设备8年。系统静态回收期约为1550^787^2年（这里也未扣除原上升管的成本）

两种方式的比较风媒式和水