CN1987059A - 利用干熄焦氮气余热氨——水复合蒸汽热电联产的*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用干熄焦氮气余热氨——水复合蒸汽热电联产的***，它属于一种利用氮气废气余热生产蒸汽发电并供热的联产***。本发明主要是解决现有发电装置存在着消耗煤炭资源大、污染环境严重和发电效率低以及湿法熄焦浪费水资源和污染环境的技术难点。本发明的技术方案是：一种利用干熄焦氮气余热氨——水复合蒸汽热电联产的***，它包括一台蒸汽轮机，一台三相同步发电机、重力式除尘器、旋风式除尘器、风机和氨——水蒸汽处理装置，其中：它还包括干熄焦炉，干熄焦炉上端的高温氮气出气口与重力式除尘器的进气口联接；以及双压余热锅炉，双压余热锅炉设在高温氮气管和保温管之间。

Description

利用干熄焦氮气余热氨——水复合蒸汽热电联产的***

技术领域

本发明涉及一种利用干熄焦氮气余热氨——水复合蒸汽热电联产的***，它属于一种利用氮气废气余热生产蒸汽发电并供热的联产***。

背景技术

现在我国的发电厂除了利用水电和核电发电外，主要还是以燃煤发电为主。这种燃煤发电厂通过蒸汽锅炉产生蒸汽推动蒸汽轮机并带动发电机发电。由于燃煤发电要消耗大量的煤炭资源和排放大量的粉尘及二氧化硫，并且发电效率低，因此它存在着消耗煤炭资源大、污染环境严重和发电效率低的缺点。另外，现在的炼焦生产中，由于采用湿法熄焦，不仅浪费了大量的水资源，污染了环境，而且浪费了大量的热资源。

发明内容

本发明的目的是解决现有发电装置存在着消耗煤炭资源大、污染环境严重和发电效率低以及湿法熄焦浪费水资源和污染环境的技术难点并提供一种利用干法熄焦余热生产复合蒸汽、节约资源的利用干熄焦氮气余热氨——水复合蒸汽热电联产的***。

本发明为解决上述问题而采用的技术方案是：一种利用干熄焦氮气余热氨——水复合蒸汽热电联产的***，它包括一台蒸汽轮机，一台与蒸汽轮机连接的三相同步发电机，一个装在高温氮气管中的重力式除尘器，一个设在冷氮气管中的旋风式除尘器，一台位于旋风式除尘器前面的为干熄焦炉输送冷氮气的风机，一个设置在蒸汽轮机低温氨——水蒸汽出口和双压余热锅炉氨水进口之间的氨——水蒸汽处理装置，其中：它还包括干熄焦炉，干熄焦炉上端的高温氮气出气口通过高温氮气管与重力式除尘器的进气口联接，干熄焦炉下端的冷氮气进气口通过冷氮气管与风机联接；以及能产生高压氨——水蒸汽和低压氨——水蒸汽的双压余热锅炉，双压余热锅炉设在高温氮气管和保温管之间，其高压氨——水蒸汽出汽口与蒸汽轮机的进汽端联接，其氨水进口与氨——水蒸汽处理装置的给氨水泵的出口联接。

所述双压余热锅炉由二次高温过热器、一次过热器、鳍片管束蒸发器和省煤器构成，省煤器装在双压余热锅炉温度最低端，鳍片管束蒸发器设置在省煤器后面并与其相连接，一次过热器设置在鳍片管束蒸发器的后面并与其相连接，二次高温过热器装在双压余热锅炉温度最高端并与一次过热器相连接；在鳍片管束蒸发器和省煤器中装有相同的多功能复合工作介质。

所述多功能复合工作介质由氨、水和磷酸三钠组成，先将氨和水以氨∶水＝25～28∶100的重量比配制成氨水，接着再以磷酸三钠∶氨水＝10∶100的重量比配制成PH10～11的多功能复合工作介质。

由于本发明采用了上述技术方案，因此，与背景技术相比，具有下列优点：

1、节约水资源。氮干熄焦比湿法熄焦每吨焦炭节水4～5m³。

2、节约能源。由于是废气利用，可节约大量的能源。

3、保护环境。无有害气体和粉尘排放，既净化了烟气又保护了环境。

4、提高了效率。本发明装置可提高发电效率12％，使热效率高达80％。

5、本发明的多功能复合工作介质能防腐、阻垢，降低热耗，提高发电能力。对余热适应性强，拓宽余热利用范围，100℃以上余热均可利用发电。

附图说明

附图是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。

如附图所示，本实施例中的利用干熄焦氮气余热氨——水复合蒸汽热电联产的***，它包括一台蒸汽轮机17，一台与蒸汽轮机17连接的三相同步发电机18，一个装在高温氮气管7中的重力式除尘器6，一个设在冷氮气管33中的旋风式除尘器34，一台位于旋风式除尘器34前面的为干熄焦炉1输送冷氮气4的风机35，一个设置在蒸汽轮机17低温氨——水蒸汽出口和双压余热锅炉8氨水进口之间的氨——水蒸汽处理装置，其中：它还包括干熄焦炉1，干熄焦炉1上端的高温氮气出气口通过高温氮气管7与重力式除尘器6的进气口联接，干熄焦炉1下端的冷氮气进气口通过冷氮气管33与风机35联接；以及能产生高压氨——水蒸汽和低压氨——水蒸汽的双压余热锅炉8，双压余热锅炉8设在高温氮气管7和保温管31之间，其高压氨——水蒸汽出汽口通过蒸汽阀15和高压保温管16与蒸汽轮机17的进汽端联接，其氨水进口与氨——水蒸汽处理装置的给氨水泵26的出口联接。

如附图所示，上述双压余热锅炉8由二次高温过热器9、一次过热器10、若干根鳍片管束蒸发器12和省煤器14构成，省煤器14装在双压余热锅炉8的温度最低端，若干根鳍片管束蒸发器12经联管11、13联接后设置在省煤器14后面并与其相连接，一次过热器10设置在若干根鳍片管束蒸发器12的后面并与其相连接，二次高温过热器9装在双压余热锅炉8温度最高端并与一次过热器10相连接；在一次过热器10上还设有低压氨——水蒸汽出口，该低压氨——水蒸汽出口与低压阀29联接，设置在二次高温过热器9上的高压氨——水蒸汽出汽口与蒸汽阀15联接，省煤器14的氨水进口与给氨水泵26联接。在若干根鳍片管束蒸发器12和省煤器14中装有相同的多功能复合工作介质。

如附图所示，上述氨——水蒸汽处理装置由直接风冷冷凝器19、冷风机20、冷凝氨水收集器36、冷凝氨水箱21、冷凝氨水泵22、联氨(N₂H₄)除氧器24、除氧氨水箱25和给氨水泵26组成，直接风冷冷凝器19设置在蒸汽轮机17低温氨——水蒸汽出口和冷凝氨水收集器36之间，直接风冷冷凝器19的进口与蒸汽轮机17低温氨——水蒸汽出口联接，直接风冷冷凝器19的出口与冷凝氨水收集器36相连接；冷风机20装在直接风冷冷凝器19的一旁，冷凝氨水箱21的进口与冷凝氨水收集器36联接，冷凝氨水箱21的出口通过冷凝氨水泵22和管道23与联氨(N₂H₄)除氧器24的进口联接，联氨(N₂H₄)除氧器24的出口与除氧氨水箱25的进口联接，除氧氨水箱25的出口与给氨水泵26的进口相联接，给氨水泵26的出口与双压余热锅炉8中的省煤器14的氨水进口联接。直接风冷冷凝器19的进口还与供热回路的凝结氨水管37联接。

为保证安全，在高压保温管16上设置了安全旁路，该安全旁路由超压安全阀27和旁通管道28构成，超压安全阀27的一端与高压保温管16联接，超压安全阀27的另一端与旁通管道28联接，旁通管道28的另一端与省煤器14的氨水进口联接。电动三通阀32的一个进口与保温管31联接，电动三通阀32的一个出口与冷氮气管33联接，以便于将降温的冷氮气4送到旋风式除尘器34中除尘。

上述装在若干根鳍片管束蒸发器12和省煤器14中的多功能复合工作介质由氨、水和磷酸三钠组成，先将氨和水以氨∶水＝25∶100的重量比配制成氨水，接着再以磷酸三钠∶氨水＝10∶100的重量比配制成PH10～11的多功能复合工作介质。为提高除氧去锈及分解补氨作用，可以在上述工作介质中加入过量的联氨(N₂H₄)，过量联氨(N₂H₄)的加入量按以下反应式计算的所需联氨(N₂H₄)量再增加20％。联氨(N₂H₄)除氧的反应式为：

N₂H₄+O₂→N₂+2H₂O。

上述氨和水的重量比还可以在氨∶水＝25～28∶100之间选取。

本发明的工作过程是：如附图所示，将从焦炉中推出的红焦炭2通过干熄焦炉1的顶部进口进入干熄焦炉1中并密闭干熄焦炉1，接着从干熄焦炉1的底侧部通入冷氮气4，冷氮气4自下而上与红焦炭2交换热能，使冷氮气4到达干熄焦炉1上部时达到900℃以上形成高温氮气5。被冷却的焦炭3从干熄焦炉1的底部排出，而高温氮气5通过高温氮气管7与重力式除尘器6进入双压余热锅炉8中，依次经过二次高温过热器9、一次过热器10、鳍片管束蒸发器12和省煤器14；高温氮气5经过二次高温过热器9时将进入二次高温过热器9中的低压氨——水蒸汽加热成高压氨——水复合蒸汽，该高压氨——水复合蒸汽通过蒸汽阀15和高压保温管16进入蒸汽轮机17中，推动蒸汽轮机17工作并带动三相同步发电机18发电，经过工作的高压氨——水复合蒸汽降温后经蒸汽轮机17的低温氨——水蒸汽出口进入由直接风冷冷凝器19、冷风机20、冷凝氨水收集器36、冷凝氨水箱21、冷凝氨水泵22、联氨(N₂H₄)除氧器24、除氧氨水箱25和给氨水泵26组成的氨——水蒸汽处理装置中，经过氨——水蒸汽处理装置处理的氨水再通过给氨水泵26进入双压余热锅炉8中的省煤器14中，进行下一个循环工作。高温氮气5经过一次过热器10时将进入一次过热器10中的氨水蒸汽加热成低压氨——水复合蒸汽，该低压氨——水复合蒸汽的一部分通过低压阀29为供热管网30提供热源，另一部分进入二次高温过热器9中以便加热成高压氨——水复合蒸汽。高温氮气5经过鳍片管束蒸发器12和省煤器14时将装在鳍片管束蒸发器12和省煤器14中的工作介质即由氨、水和磷酸三钠组成的氨水复合介质加热，使工作介质中的氨水由液态变成气态，该气态氨水进入一次过热器10中以便加热成低压氨——水复合蒸汽。进入供热管网30中的低压氨——水复合蒸汽冷却后形成的凝结氨水通过供热回路的凝结氨水管37进入氨——水蒸汽处理装置中进行处理。进入双压余热锅炉8中的高温氮气经过上述热交换降温后经保温管31、电动三通阀32、冷氮气管33进入旋风式除尘器34中，经旋风式除尘器34除尘后，再经风机35将冷氮气4送入干熄焦炉1中循环使用。

Claims (3)

1、一种利用干熄焦氮气余热氨——水复合蒸汽热电联产的***，它包括一台蒸汽轮机，一台与蒸汽轮机连接的三相同步发电机，一个装在高温氮气管中的重力式除尘器，一个设在冷氮气管中的旋风式除尘器，一台位于旋风式除尘器前面的为干熄焦炉输送冷氮气的风机，一个设置在蒸汽轮机低温氨——水蒸汽出口和双压余热锅炉氨水进口之间的氨——水蒸汽处理装置，其特征是：它还包括干熄焦炉，干熄焦炉上端的高温氮气出气口通过高温氮气管与重力式除尘器的进气口联接，干熄焦炉下端的冷氮气进气口通过冷氮气管与风机联接；以及能产生高压氨——水蒸汽和低压氨——水蒸汽的双压余热锅炉，双压余热锅炉设在高温氮气管和保温管之间，其高压氨——水蒸汽出汽口与蒸汽轮机的进汽端联接，其氨水进口与氨——水蒸汽处理装置的给氨水泵的出口联接。

2、根据权利要求1所述的一种利用干熄焦氮气余热氨——水复合蒸汽热电联产的***，其特征是：所述双压余热锅炉由二次高温过热器、一次过热器、鳍片管束蒸发器和省煤器构成，省煤器装在双压余热锅炉温度最低端，鳍片管束蒸发器设置在省煤器后面并与其相连接，一次过热器设置在鳍片管束蒸发器的后面并与其相连接，二次高温过热器装在双压余热锅炉温度最高端并与一次过热器相连接；在鳍片管束蒸发器和省煤器中装有相同的多功能复合工作介质。

3、根据权利要求1或2所述的一种利用干熄焦氮气余热氨——水复合蒸汽热电联产的***，其特征是：所述多功能复合工作介质由氨、水和磷酸三钠组成，先将氨和水以氨∶水＝25～28∶100的重量比配制成氨水，接着再以磷酸三钠∶氨水＝10∶100的重量比配制成PH10～11的多功能复合工作介质。