CN215408784U - 焦炉烟气余热发电*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及余热发电技术领域，具体涉及焦炉烟气余热发电***，包括与用于传输余热烟气的烟气母管和若干烟气支管，烟气支管单独连通一处余热锅炉，余热锅炉上设置给水进入管路和再热蒸汽进入管路，初次蒸汽输送管路和再热蒸汽输送管路；初次蒸汽输送管路连通高压汽轮机，高压汽轮机的排气结构连通再热蒸汽进入管路；再热蒸汽输送管路连通低压汽轮机，低压汽轮机的排气进入除氧结构并接回给水进入管路。通过对烟气调整控制，提高烟气利用率和调节能力，整个烟气余热利用更高效稳定；将做功蒸汽多次回收利用，极大的提高了余热锅炉内的烟气余热利用率；高低压汽轮机配合做功提高了做功效率；低压给水节能器进一步利用烟气余热提高了余热利用率。

Description

焦炉烟气余热发电***

技术领域

本实用新型涉及焦炉烟气余热发电技术领域，具体涉及一种焦炉烟气余热发电***。

背景技术

热回收焦炉的烟气余热，以往常采用双压的中温中压发电***对余热进行利用，该***一般采用化学加热力除氧，其中除氧蒸汽来自锅炉，且除氧器前仅设置一级低压抽汽加热器，105℃给水温度，配套双压的中温中压余热锅炉。双压是指锅炉自产两种压力参数的蒸汽：1、3.8MPa，450℃的中温中压蒸汽作为锅炉主蒸汽，用于汽轮机发电；2、锅炉尾部省煤器后单独布置一组低压蒸发器，为防止锅炉尾部受热面低温腐蚀，产生0.5MPa，159℃的低压蒸汽，用于除氧器除氧。

以往的焦炉烟气回收***，往往一根高温烟气管道，对应一台余热锅炉，该余热锅炉事故时，对应的烟气只能放散，无法再回收烟气热量；焦炉来的烟气温度过高，没有温度调节***，前置蒸发器一般为卧式布置(Σ型，烟气自下而上，或自上而下流过)，余热锅炉启动过程或者烟气波动时，易引发前置蒸发器爆管；其回收的烟气热量一部分用于发电，一部分用于除氧，热利用效率低；且产生的蒸汽参数不高，发电效率不高；同时除氧的管道，输送的是从锅炉产的低压蒸汽，管线太长，且锅炉低压***和除氧***都很复杂。由此需要提出更为合理的技术方案，解决现有技术中的不足。

实用新型内容

为了解决上述内容中提到的现有技术缺陷，本实用新型提供了焦炉烟气余热发电***，通过对焦炉烟气流量在多台余热锅炉间的调节分配和对烟气温度进行调节控制，提高了烟气的利用率和锅炉的安全稳定性；通过对焦炉烟气的热量进行循环回收利用，在余热锅炉内产生超高温超高压蒸汽用于发电，蒸汽经过做功后回到余热锅炉内在此进行能量转换而再次做功，如此循环往复，提高了烟气中的热利用率，也提高了发电的效率；同时本实用新型精简了***，简化了给水加热和除氧的热量来源。

为了实现上述目的，本实用新型具体采用的技术方案是：

焦炉烟气余热发电***，包括与焦炉连通并用于传输余热烟气的烟气母管，烟气母管上设置有若干烟气支管，每根烟气支管均单独连通一处余热锅炉，余热锅炉上设置有给水进入管路和再热蒸汽进入管路，还设置有初次蒸汽输送管路和再热蒸汽输送管路；所述的初次蒸汽输送管路连通至高压汽轮机并用于发电，高压汽轮机的排气结构连通再热蒸汽进入管路；所述的再热蒸汽输送管路连通至低压汽轮机并用于发电，低压汽轮机的排气依次通过第二低压抽汽加热器和低压给水节能器后进入除氧结构并接回给水进入管路。

上述公开的焦炉烟气温度调节及烟气分配***，将多台余热锅炉的烟气***通过烟气母管并联，用烟气关断门控制，一台余热锅炉事故时，原进入该余热锅炉的烟气可通过烟气母管分到其它几台余热锅炉，避免放散，提高了烟气余热的利用率；且在余热锅炉烟气出口设置再循环风机，将低温烟气抽回锅炉入口烟道前，与高温烟气混合，通过烟气再循环来调整烟气温度和流量，可用于正常运行时调整烟气温度和烟气量波动，使余热锅炉运行平稳；且在余热锅炉前烟道上，设置垂直式前置蒸发器，解决常规卧式蒸发器易在烟气高温区爆管的问题。

通过烟气温度调节及烟气分配***，实现了余热锅炉事故互为备用的功能，提高了烟气余热的利用率，同时提高了锅炉的稳定性；通过初次蒸汽输送管路内的超高温超高压蒸汽进入高压汽轮机内做功发电，将大部分的热能回收并利用，剩余的携带一定热能的蒸汽通过再热蒸汽输送管路重新进入余热锅炉内进行升温加热并转化为超高温蒸汽，并进入到低压汽轮机内再次利用余热能做功。经过低压汽轮机做功的蒸汽经回热***凝结成水，并被加热、除氧后，再次进入到余热锅炉内进行处理并形成超高温超高压蒸汽继续做功，因此本***形成了一套完整的循环余热回收利用***，能够大大提高热回收利用率。

进一步的，本实用新型为了提高余热锅炉的热量吸收，对进入余热锅炉的烟气结构进行优化并举出如下一种可行的选择：所述的余热锅炉的前端设置有前置蒸发器。采用如此方案时，前置蒸发器作用是降低进入锅炉过热器的烟温和稳定烟温波动。

进一步的，为了减少热量的损耗，提高热量利用率，本实用新型对余热锅炉的烟气利用结构进行优化并举出如下一种可行的选择：所述的余热锅炉后设置烟气再循环结构，烟气再循环结构包括从余热锅炉排气端连通至余热锅炉进气端的再循环管道和设置于再循环管道上的再循环风机。采用如此方案时，经由烟气再循环***将低温烟气抽回送至余热锅炉的前端，可调节烟气的温度。

进一步的，为了提高发电的效率，减少能量的损耗，本实用新型使汽轮机往相同的发电机轴做功，具体的，所述的高压汽轮机和低压汽轮机同轴连接并用于相同发电机的驱动发电。采用如此方案时，初次蒸汽输送管路和再热蒸汽输送管路的蒸汽做功均集中于一个发电机轴上，使发电机轴在蒸汽做功的情况下的发电效率更高。

进一步的，低压汽轮机的出气结构排出的蒸汽经过做功并未完全冷却，本实用新型进行回收再利用，具体的，此处举出其中一种可行的选择：所述的低压汽轮机的出气结构至少包括三组低压抽汽加热管路，其中至少包括一路直接连通至除氧结构，一路通过第二低压抽汽加热器和低压给水节能器连通至除氧结构，一路通过第一低压抽汽加热器连通至除氧结构。第一低压抽汽加热器和第二低压抽汽加热器所在的管路均进行排汽凝结水的加热；进入除氧结构后的加热水进行除氧，以形成合格的余热锅炉给水。

再进一步，第一低压抽汽加热器所在的管路和第二低压抽汽加热器所在的管路择一开启。正常运行时，开启第二低压抽汽加热器所在的管路，当无需提供更多余热锅炉给水的情况或低压给水节能器无法正常工作时开启第一低压抽汽加热器所在的管路。

进一步的，为了提高热利用率，对离开余热锅炉的低温烟气进行优化处理，具体的，此处进行优化并举出其中一种可行的选择：所述的余热锅炉后设置排烟管道连通低压给水节能器。采用如此方案时，离开余热锅炉的低温烟气可进入低压给水节能器中进行水加热，进行热量再次回收利用。

进一步的，本实用新型中所采用的除氧结构可以是多种方案，其并不唯一限定，此处进行优化并举出如下一种可行的选择：所述的除氧结构包括除氧器，除氧器的进入端与低压汽轮机的排气结构连通，除氧器的排放端与给水进入管路连通。

进一步的，为了提高热回收利用效率，减少热损耗，本实用新型对低压汽轮机的换热结构进行优化，举出如下一种可行的选择：所述的余热锅炉处设置有节能换热结构，所述的再热蒸汽输送管路通过节能换热结构将热量传递至低压汽轮机内部。采用如此方案时，能够减少蒸汽内的热损耗，可提高蒸汽在在汽轮机内的做功效率。

再进一步，对节能换热器进行优化，举出如下一种可行的选择：所述的节能换热结构包括省煤器。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果是：

本实用新型通过烟气温度调节及烟气分配***，实现了余热锅炉事故互为备用的功能，提高了烟气余热的利用率，同时提高了锅炉的稳定性；通过将做功蒸汽多次导入到余热锅炉内回收利用烟气余热，使烟气余热被充分吸收并用于汽轮机做功，极大的提高了余热锅炉内的烟气余热利用率；且通过高压汽轮机和低压汽轮机的配合做功，提高了做功的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅表示出了本实用新型的部分实施例，因此不应看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。

图1为余热发电***的整体示意图。

上述附图中，各标记的含义为：1、给水进入管路；2、再热蒸汽进入管路；3、初次蒸汽输送管路；4、再热蒸汽输送管路；5、余热锅炉；6、高压汽轮机；7、低压汽轮机；8、除氧结构；9、第一低压抽汽加热器；10、低压抽汽加热管路；11、低压给水节能器；12、烟气再循环结构；13、烟气母管；14、关断阀；15、前置蒸发器；16、第二低压抽汽加热器；17、烟气支管。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步阐释。

在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本实用新型的示例实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本实用新型，并且不应当理解为本实用新型限制在本文阐述的实施例中。

实施例

针对现有的焦炉烟气余热回收利用存在热利用率不高，发电率低下的问题，本实施例进行优化以解决现有技术中的问题。

具体的，如图1所示，本实施例公开了焦炉烟气余热发电***，包括与焦炉连通并用于传输余热烟气的烟气母管13，烟气母管13上设置有若干烟气支管17，每根烟气支管17均单独连通一处余热锅炉5，余热锅炉5上设置有给水进入管路1和再热蒸汽进入管路2，还设置有初次蒸汽输送管路3和再热蒸汽输送管路4；所述的初次蒸汽输送管路3连通至高压汽轮机6并用于发电，高压汽轮机6的排气结构连通再热蒸汽进入管路2；所述的再热蒸汽输送管路4连通至低压汽轮机7并用于发电，低压汽轮机7的排气依次通过第二低压抽汽加热器16和低压给水节能器11后进入除氧结构8并接回给水进入管路1。

上述公开的焦炉烟气温度调节及烟气分配***，将多台余热锅炉5的烟气***通过烟气母管13并联，用烟气关断阀14控制，一台余热锅炉5事故时，原进入该余热锅炉5的烟气可通过烟气母管13分到其它几台余热锅炉5，避免放散，提高了烟气余热的利用率；且在余热锅炉5烟气出口设置再循环风机，将低温烟气抽回锅炉入口烟道前，与高温烟气混合，通过烟气再循环来调整烟气温度和流量，可用于正常运行时调整烟气温度和烟气量波动，使余热锅炉5运行平稳；且在余热锅炉5前烟道上，设置垂直式前置蒸发器15，解决常规卧式蒸发器易在烟气高温区爆管的问题。

通过烟气温度调节及烟气分配***，实现了余热锅炉5事故互为备用的功能，提高了烟气余热的利用率，同时提高了锅炉的稳定性；通过初次蒸汽输送管路3内的超高温超高压蒸汽进入高压汽轮机6内做功发电，将大部分的热能回收并利用，剩余的携带一定热能的蒸汽通过再热蒸汽输送管路4重新进入余热锅炉5内进行升温加热并转化为超高温蒸汽，并进入到低压汽轮机7内再次利用余热能做功。经过低压汽轮机7做功的蒸汽经回热***凝结成水，并被加热、除氧后，再次进入到余热锅炉5内进行处理并形成超高温超高压蒸汽继续做功，因此本***形成了一套完整的循环余热回收利用***，能够大大提高热回收利用率。

本实施例为了提高余热锅炉5的热量吸收，对进入余热锅炉5的烟气结构进行优化并采用如下一种可行的选择：所述的余热锅炉5的前端设置有前置蒸发器15。采用如此方案时，前置蒸发器15作用是降低进入锅炉过热器的烟温和稳定烟温波动。焦炉来的烟气温度过高，在没有温度调节***的情况下，前置蒸发器一般为卧式布置(Σ型，烟气自下而上，或自上而下流过)，余热锅炉启动过程或者烟气波动时，易引发前置蒸发器爆管。

优选的，本实施例在余热锅炉前烟道上，设置垂直式前置蒸发器，解决常规卧式蒸发器易在烟气高温区爆管的问题。

为了减少热量的损耗，提高热量利用率，本实施例对余热锅炉5的烟气利用结构进行优化并采用如下一种可行的选择：所述的余热锅炉5后设置烟气再循环结构12，烟气再循环结构12包括从余热锅炉5排气端连通至余热锅炉5进气端的再循环管道和设置于再循环管道上的再循环风机。采用如此方案时，经由烟气再循环***将低温烟气抽回送至余热锅炉5的前端，可调节烟气的温度。

为了提高发电的效率，减少能量的损耗，本实施例使汽轮机往相同的发电机轴做功，具体的，所述的高压汽轮机6和低压汽轮机7同轴连接并用于相同发电机的驱动发电。采用如此方案时，初次蒸汽输送管路3和再热蒸汽输送管路4的蒸汽做功均集中于一个发电机轴上，使发电机轴在蒸汽做功的情况下的发电效率更高。

低压汽轮机7的出气结构排出的蒸汽经过做功并未完全冷却，本实施例进行回收再利用，具体的，本实施例采用其中一种可行的选择：所述的低压汽轮机7的出气结构至少包括三组低压抽汽加热管路10，其中至少包括一路直接连通至除氧结构8，一路通过第二低压抽汽加热器16和低压给水节能器11连通至除氧结构8，一路通过第一低压抽汽加热器9连通至除氧结构8。第一低压抽汽加热器9和第二低压抽汽加热器16所在的管路均进行排汽凝结水的加热；进入除氧结构8后的加热水进行除氧，以形成合格的余热锅炉5给水。

优选的，针对不同的工况，第一低压抽汽加热器9所在的管路和第二低压抽汽加热器16所在的管路择一开启。正常运行时，开启第二低压抽汽加热器16所在的管路，当无需提供更多余热锅炉5给水的情况或低压给水节能器11无法正常工作时开启第一低压抽汽加热器9所在的管路。

为了提高热利用率，对离开余热锅炉5的低温烟气进行优化处理，具体的，此处进行优化并采用其中一种可行的选择：所述的余热锅炉5后设置排烟管道连通低压给水节能器11。采用如此方案时，离开余热锅炉5的低温烟气可进入低压给水节能器11中进行水加热，进行热量再次回收利用。

本实施例中所采用的除氧结构8可以是多种方案，其并不唯一限定，本实施例进行优化并采用如下一种可行的选择：所述的除氧结构8包括除氧器，除氧器的进入端与低压汽轮机7的排气结构连通，除氧器的排放端与给水进入管路1连通。

为了提高热回收利用效率，减少热损耗，本实施例对低压汽轮机7的换热结构进行优化，采用如下一种可行的选择：所述的余热锅炉5处设置有节能换热结构，所述的再热蒸汽输送管路4通过节能换热结构将热量传递至低压汽轮机7内部。采用如此方案时，能够减少蒸汽内的热损耗，可提高蒸汽在在汽轮机内的做功效率。

优选的，对节能换热器进行优化，采用如下一种可行的选择：所述的节能换热结构包括省煤器。

采用本实施例公开的余热发电***进行发电时，余热锅炉内部温度为570℃～571℃，气压值为13.7～14MPa；在进行工作时，初次蒸汽输送管路的温度为571℃左右，气压为13.8MPa左右；而再热蒸汽输送管路内的温度为571℃左右，气压为2.8MPa左右。给水进入管路中温度为145℃左右，再热蒸汽进入管路中温度为250℃左右，气压为3.2MPa左右。两台以上余热锅炉的烟气采用母管并联。

以上即为本实施例列举的实施方式，但本实施例不局限于上述可选的实施方式，本领域技术人员可根据上述方式相互任意组合得到其他多种实施方式，任何人在本实施例的启示下都可得出其他各种形式的实施方式。上述具体实施方式不应理解成对本实施例的保护范围的限制，本实施例的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims (10)

1.焦炉烟气余热发电***，其特征在于：包括与焦炉连通并用于传输余热烟气的烟气母管(13)，烟气母管(13)上设置有若干烟气支管(17)，每根烟气支管(17)均单独连通一处余热锅炉(5)，余热锅炉(5)上设置有给水进入管路(1)和再热蒸汽进入管路(2)，还设置有初次蒸汽输送管路(3)和再热蒸汽输送管路(4)；所述的初次蒸汽输送管路(3)连通至高压汽轮机(6)并用于发电，高压汽轮机(6)的排气结构连通再热蒸汽进入管路(2)；所述的再热蒸汽输送管路(4)连通至低压汽轮机(7)并用于发电，低压汽轮机(7)的排气依次通过第二低压抽汽加热器(16)和低压给水节能器(11)后进入除氧结构(8)并接回给水进入管路(1)。

2.根据权利要求1所述的焦炉烟气余热发电***，其特征在于：所述的余热锅炉(5)的前端设置有前置蒸发器(15)。

3.根据权利要求1所述的焦炉烟气余热发电***，其特征在于：所述的余热锅炉(5)后设置烟气再循环结构(12)，烟气再循环结构(12)包括从余热锅炉(5)排气端连通至余热锅炉(5)进气端的再循环管道和设置于再循环管道上的再循环风机。

4.根据权利要求1所述的焦炉烟气余热发电***，其特征在于：所述的高压汽轮机(6)和低压汽轮机(7)同轴连接并用于相同发电机的驱动发电。

5.根据权利要求1所述的焦炉烟气余热发电***，其特征在于：所述的低压汽轮机(7)的出气结构至少包括三组低压抽汽加热管路(10)，其中至少包括一路直接连通至除氧结构(8)，一路通过第二低压抽汽加热器(16)和低压给水节能器(11)连通至除氧结构(8)，一路通过第一低压抽汽加热器(9)连通至除氧结构(8)。

6.根据权利要求5所述的焦炉烟气余热发电***，其特征在于：第一低压抽汽加热器(9)所在的管路和第二低压抽汽加热器(16)所在的管路择一开启。

7.根据权利要求1所述的焦炉烟气余热发电***，其特征在于：所述的余热锅炉(5)后设置排烟管道连通低压给水节能器(11)。

8.根据权利要求1或6所述的焦炉烟气余热发电***，其特征在于：所述的除氧结构(8)包括除氧器，除氧器的进入端与低压汽轮机(7)的排气结构连通，除氧器的排放端与给水进入管路(1)连通。

9.根据权利要求1所述的焦炉烟气余热发电***，其特征在于：所述的余热锅炉(5)处设置有节能换热结构，所述的再热蒸汽输送管路(4)通过节能换热结构从余热锅炉(5)内获取热量。

10.根据权利要求9所述的焦炉烟气余热发电***，其特征在于：所述的节能换热结构包括省煤器。

Images