焦化煙道氣余熱回收項目建議書

焦爐 煙道氣 余熱回收 項目建議書 2011 年 4 月 天津 XX 有限公司 I 目 錄 1 焦化工藝概述 . - 1 - 2 項目建設的必要性和條件 . - 2 - 2.1 建設的必要性分析 . - 2 - 2.2 建設條件分析： . - 2 - 3 生產工藝與主要設備 . - 3 - 3.1 余熱回收工藝流程圖 . - 3 - 3.2 技術經濟指標 . - 5 - 3.2.1 原始工藝參數： . - 5 - 3.2.2 余熱回收系統參數： . - 5 - 4 系統投資和效益分析 . - 6 - 4.1 投資概算表 . - 6 - 4.2 主要工藝設備匯總表 . - 7 - 4.3 效益分析 . - 7 - 5 可申報節(jié)能減排獎金 . - 8 - 6 結論： . - 8 - - 1 - 1 焦化工藝概述 備 煤車間送來的配合煤裝入煤塔，裝煤車按作業(yè)計劃從煤塔取煤，經計量后裝入炭化室內。煤料在炭化室內經過一個結焦周期的高溫干餾制成焦炭并產生荒煤氣。 炭化室內的焦炭成熟后，用推焦車推出，經攔焦車導入熄焦車內，并由電機車牽引熄焦車到熄焦塔內進行噴水熄焦。熄焦后的焦炭卸至涼焦臺上，冷卻一定時間后送往篩焦工段，經篩分按級別貯存待運。 煤在炭化室干餾過程中產生的荒煤氣匯集到炭化室頂部空間，經過上升管、橋管進入集氣管。約 750 左右的荒煤氣在橋管內 被氨水噴灑冷卻至 80 左右?；拿簹庵械慕褂偷韧瑫r被冷凝下來。煤氣和冷凝下來的焦油等同氨水一起經過吸煤氣管送入煤氣凈化車間。 焦爐加熱用的焦爐煤氣，由外部管道架空引入。焦爐煤氣經預熱后送到焦爐地下室，通過下噴管把煤氣送入燃燒室立火道底部與由廢氣交換開閉器進入的空氣匯合燃燒。燃燒后的廢氣經過立火道頂部跨越孔進入下降氣流的立火道，再經蓄熱室， 由 格子 磚 把廢氣的部分顯熱回收后，經過小煙道、廢氣交換開閉器、分煙道、總煙道、煙囪排入大氣。 對于其中經 總煙道 進入 煙囪 的熱 煙氣 仍有較大的余熱回收價值 。該方案就是為回收這一部分煙 氣的余熱而設計。 - 2 - 2 項目建設的必要性和條件 2.1 建設的必要性分析 焦化廠是能源轉換的工廠， 在 能源轉換過程中節(jié)能潛力 巨大。生產 1 噸焦炭消耗 1.33 1.35t 洗精煤。而焦爐煙氣余熱占整個焦爐能耗的 8%，對于年產以百萬噸計量的焦炭企業(yè)來說，稍加措施就能節(jié)省數額巨大的能量。同時達到 節(jié)能減排 、降低成本 的 目的 ，得到更多富裕煤氣。 焦爐煙氣經蓄熱室預熱空氣后，溫度從 1000 降到 300 左右后經總煙道排走。 焦爐煤氣燃燒后的煙氣比熱大約為 1.421Kj/Nm3.，當煙氣從 300降為 150時，可以利用的余熱為 213KJ/Nm3 煙氣 ，生產的蒸汽可以滿足部分焦爐用氣，減少焦爐煤氣消耗。 2.2 建設條件分析 ： 僅需對煙道做部分修改，整體工程量不大，改造或新建焦爐都可以使用。 - 3 - 3 生產工藝與主要設備 3.1 余熱回收工藝流程圖 圖 1 焦爐煙氣余熱回收工藝流程圖 1、煙氣流程 ：在地下主煙道翻板閥前開孔，將主煙道 熱煙氣從地下主煙道路引出，經余熱回收系統換熱降溫后，將熱煙氣降至約 150左右 ，經鍋爐引風機再排入主煙道翻板閥后的地下煙道，經煙囪排空。 2、余熱回收系統的組成 ：該系統由軟化水處理裝置、除氧器、水箱、除氧給水泵、鍋爐給水泵、中溫熱管蒸氣發(fā)生器、軟水預熱器、低溫熱管蒸氣發(fā)生器、汽包、上升管、下降管、外連管路和控制儀表、鍋爐引風機等組成，并且互相獨立。 3、汽水流程： 工業(yè)軟化水經過軟水泵進入熱力除氧器除氧， 除氧水一部分 由給水泵輸入熱管軟水預熱器預熱到后進入汽包，水通過下降管進入中溫熱管蒸汽發(fā)生器，水吸收熱量變成飽和水，飽和水再經上 - 4 - 升管進入汽包，在汽包里進行水汽分離，形成 0.8MPa 的飽和蒸汽，送至蒸汽總管或用戶； 除氧水另一部分 由給水泵輸入低溫熱管蒸發(fā)器，經加熱后進入低壓汽包，在汽包內進行汽水分離，形成 0.3MPa的飽和蒸汽，送至除氧器除氧或給用戶。 4、余熱回收的主要原理： 1） 蒸汽發(fā)生器的原理為：熱流體的熱量由熱管傳給放熱端水套管內的水 (水由下降管輸入 )，并使其汽化，所產汽、水混合物經蒸汽上升管到達汽包，經集中分離以后再經蒸汽主控閥輸出。這樣由于熱管不斷將熱量輸入水套管內的水，并通過外部汽 水管道的上升及下降完成基本的汽 水循環(huán)，達到將熱流體降溫，并轉化為蒸汽的目的。 2）省煤器的工作原理為：熱流體的熱量由翅片熱管傳給放熱 端水套管內的水，水吸收熱量，使熱流體降溫，使套管內的水由欠飽和態(tài)達到相應壓力下的飽和態(tài)，再進入汽包內參與自然循環(huán)過程。 3） 低溫蒸汽發(fā)生器的工作原理為：熱流體的熱量由熱管傳給水套管內的水 (水由下降管輸入 )，并使其汽化，所產汽、水混合物經蒸汽上升管到達低壓汽包，經集中分離以后再經蒸汽主控閥輸出。這樣由于熱管不斷將熱量輸入水套管內的水，并通過外部汽 水管道的上升及下降完成基本的汽 水循環(huán)，達到將熱流體降溫，并轉化為蒸汽的目的。其低壓飽和蒸汽主要應用于系統的熱力除氧。 5、余熱回收設備主要特點： (1)傳熱 系數高。廢氣和水及水蒸氣的換熱均在熱管的外表面進行，而且廢氣熱管外側為翅片，這樣換熱面積增大，傳熱得到強化，因而 - 5 - 使換熱系數得到了很大的提高； (2)防積灰、堵灰、抗腐蝕能力強。通過調節(jié)熱管冷熱段受熱表面的比例，可以調節(jié)管壁溫度，使之高于煙氣露點溫度或最大腐蝕區(qū)。 (3)冷熱流體完全隔開，有效防止水汽系統的泄漏。在運行時，由于廢氣的大量沖刷，即使管子受到一定的損壞，也不會造成冷側的汽水泄漏到熱側，確保了系統的安全運行，這也是該設備有別于一般煙道中余變回收設備的最大特點。 (4)阻力損失小，可以適用于老機組的改 造。一般情況下，增加了余熱回收設備，熱廢氣的阻力增加在 800Pa 左右。 (5)單根或多根熱管的損壞不影響設備整體使用。 3.2 技術經濟指標 本方案按 110 萬噸 /年的焦化企業(yè) 進行概算 。 3.2.1 原始工藝參數： 煙氣量： 150930Nm3/h（ 暫定 ）。 煙氣溫度： 300 （暫定） 全年工作 小時 數 ： 8000h。 3.2.2 余熱回收系統參數： 熱管換熱器出口煙氣溫度 150 熱管換熱器進出口壓損 0.8kPa - 6 - 除氧器工作壓力 0.02MPa 汽包工作壓力 0.8MPa 蒸汽流量 12t/h 系統裝機電量 155kW？ ？ 4 系統投資 和效益分析 4.1 投資概算表 表 1 余熱回收工程概算表 余熱回收工程概算表 序號 項目 公式來源 數值（萬元） 1 熱力設備費 320 2 電儀設備費 60 3 熱力建安費 60 4 電儀建安費 15 5 鍋爐鋼架費用 40 5 鋼煙道 60 6 保溫 1400 平米 30 7 基建費用 60 8 設計費 20 9 總承包管理費 20 10 聯合試車費 5 11 預備費 30 費用合計 720 - 7 - 4.2 主要工藝設備匯總表 序號 設備名稱 型號及技術規(guī)格性能 單位 數量 備注 1 鍋爐本體 25 萬 NM3/h，進口煙氣最高溫度 250-300度，出口煙氣最高溫度 160 套 1 2 排汽消聲器 P=0.6MPa，排汽量： 20t/h，消聲值： 40dB(A) 套 1 3 除氧器給水泵 IS65-50-160 臺 2 5.5X2KW 4 鍋爐給水泵 DG25-30X5 臺 2 22X2KW 5 除氧器 CY-20 套 1 6 引風機 Y4-73 NO.25D 臺 1 400KW 7 參考：引風機 Y4-73-11 NO 25D 臺 1 230KW 4.3 效益分析 改造后能源消耗： 軟水： 14t/h，按每噸 6.5 元計。 電耗： 400kw，按每度 0.7 元計。 改造后能源產出： 改造后能耗效益： -10 6.5-400 0.7+10 160=1815 元 /小時 人工費： 120000 元 /年 設備維修費： 1.5 萬元 /年 全年系統工作時間： 360x24=8640 小時 修改方案后全年經濟效益： - 8 - 8640x1815/10000-12-1.5=1554.66 萬元 5 可申報節(jié)能減排獎金 1）、年節(jié)約標煤： 10000X24X360/1000X0.16=13824 噸 /年； 2）、按國家標準，節(jié)約一噸標煤獎勵 300 元計： 13824 300/10000=414.72 萬元。 6 結論： 按本工程總投資 720 萬計，即 3 個月內基本可收回全部投資。 投資回收期：（ 720-414.72） /1554.66 12=2.35 月 主要業(yè)績 河北達豐焦化