100万吨余热回收焦炉废气余热回收方案

100万吨余热回收焦炉废气余热回收方案内容摘要：

体。 冷凝液在重力的作用下，沿热管内壁返回到受热段，并再次受热汽化，如此循环往复，连续不断地将热量由一端传向另一端。 由于是相变传热，因此热管内热阻很小，所以能以较小的温差获得较大的传热功率，且结构简单，具有单向导热的特点，特别是由于热管的特有机理，使冷热流体间的热交换均在管外进行，并可以方便地进行强化传热。 3． 系统工作原理 余热 锅炉 系统包含 热管 蒸发器 （采用镍基钎焊热管） 和 热管省煤 器 （镍基钎焊热管） ，烟气先经过蒸发器，后经过 省煤 器。 (1) 各段 换热设备之间有过渡段连接，过渡段上设有膨胀节（以满足设备的热膨胀）和 人 孔（供设备安装和停炉检修时使用）。 每套装置 平台均留有 通道，以便设备安装和维 修需要。 天津华能能源设备有限公司 100 万吨 /年 焦炉 废气 余热回收项目 可行性 方案书 10 (2)热管蒸发器是由若干根热管元件组合而成。 其基本结构及工作原理如图 2 所示。 热管的受热 段置于热流体风道内，热风横掠热管受热段，热管元件的放热段插在汽 水系统内。 由于热管的存在使得该汽 水系统的受热及循环完全和热源分离而独立存在于热流体的 风道之外，汽 水系统不受热流体的直接冲刷。 热流体的热量由热管传给水套管内的饱和水（饱和水由下降管输入），并使其汽化，所产蒸汽（汽、水混合物）经蒸汽上升管到达汽包，经汽水分 离以后再经主汽阀输出。 这样热管不断将热量输入水套管，通过外部汽 水管道的上升及下 降完成基本的汽 水循环，达到将热烟气降温，并转化为蒸汽的目的。 汽 包上 升 管下 升 管热 管 热管蒸发器工作原理（图 2） (3)热管省煤器也是由若干根特殊的热管元件组合而成，热管的受热段置于烟气风道内，热管受热，将热量传至夹套管中从除氧器进来的除氧水，加热 天津华能能源设备有限公司 100 万吨 /年 焦炉 废气 余热回收项目 可行性 方案书 11 到 150℃ 以上，送至汽包。 系统特点 (1)采用热管作为传热元件，整个汽水系统的受热及循环完全和热流体隔离而独立存在于热流体烟道以外，这就使本系统有别于一般余热锅炉。 (2)设备中热管元件间相互独立，热流体与蒸汽发生区双重隔离互不影响，即使单根或数根热管损坏，也不影响系统正常运行，同时水、汽也不会由于热管破损而进入热流体。 (3)采用镍基钎焊技术，根据 烟气 特点，设计采用镍基钎焊翅片，表面具有致密不锈钢合金层， 防低温下酸露腐蚀。 （ 4） 设计时调节热管两端的传热面积可有效地调节和控制壁温，防止低温酸露点腐蚀。 (5)操作简单、维修方便、工作可靠，整个系统的热量输送过程不需要任何外界动力，故障率低，效率高。 （ 6）整个系统中热管蒸发器和热管省煤器均采用积木式模块化箱体结构 设计，全部受压元件的组焊均在厂内完成，分段出厂，现场吊装，减少现场安装焊口，缩短现场安装量，节约安装费用。 镍基钎焊翅片管技术 在此设备的技术方案中，我们 采用 一种新技术 —— 镍基钎焊翅片管技术 ，以提高热管在低温条件下抗酸露腐蚀的能力。 在换热器的制造行业中基本上使用的都是高频焊翅片管技术，而镍基钎焊翅片管技术 是我公司由美国引进的一项新技术。 它 是在 高频焊基础上再经过一道镍基钎焊工艺进行深加工，是一种新型翅片管焊接工艺，它由酸、碱钝化、 天津华能能源设备有限公司 100 万吨 /年 焦炉 废气 余热回收项目 可行性 方案书 12 绕片、喷粉、高温钎焊、充工质、封口、抽真空、再钝化、检验等十多道工 序组成，利用镍粉在 950℃时熔化使其渗入翅片与基管间隙中，并焊接在一起，形成合金连接，同时镍粉也渗入碳钢表面，在翅片管表面形成一层厚度 左右的致密、光滑的合金保护层，使普通碳钢材料具有不锈钢的性能。 采用镍基钎焊翅片管技术： （ 1）、翅片管表面形成致密、光滑的不锈钢合金保护层，表面光滑、硬度高（ HRC≥ 56）； （ 2）、 在高温、高流速和腐蚀性介质的冲刷下工作，耐低温酸露点腐蚀； （ 3）、 管片焊着率 100%，接触热阻接近零，传热效率高； （ 4）、 可减缓积灰，耐冲刷能力增强； （ 5）、其使用寿命较普通 翅片热管提高了 2～ 3 倍，使设备的经济回报率大大提高。 余热回收系统技术参数 根据我们 对焦炉烟气 余热 锅炉 工程设计经验 以及厂家提供的设计条件 ： 年产 100万吨焦 炭焦 炉 配置一台 余热锅炉 （ 12t/h），产 压力 ，温度 175℃ 的饱和 蒸汽 ；具体方案如下 : 经过现场参数 （由贵司确定） 的确定 ,最终决定 年产 100万吨 焦炭的 焦化炉相关参数如下 : 系统烟气量 : 202000 Nm3/h。 此烟气流量为余热锅炉系统设计参数 .风机选型和烟气管道尺寸大小则按照烟气流量 220200 Nm3/h计 算 . 天津华能能源设备有限公司 100 万吨 /年 焦炉 废气 余热回收项目 可行性 方案书 13 废气 入锅炉 温度 ： 280℃ 废气出锅炉温度 ： 160℃ 蒸汽压力： 蒸汽温度： 170℃ 蒸汽产量： 12t/h 系统烟气行程的确定 ： 在焦炉原有的两条地下烟道上，烟道闸板阀前面位置，各开出一个ф3000mm的 烟道孔 ，将制作好的ф 3000mm的烟气管道吊装放置在开口处，用耐火浇注料浇注，保证密封。 同时另一端和连接余热锅炉进口的ф 3500mm的主烟气管道进行焊接，同理，另一条地下烟道也做同样处理。 另外，在两条ф 3000mm的分烟道上 个 各 安装一台电动 调节 阀，可以调节两焦化炉内的压力以及进入两分烟道内的烟气流量。 在进余热锅炉的 烟气主管道 上设置一台烟道闸板阀。 余热锅炉没问题时打开此阀，关闭旁通阀；检修时，关闭此阀，让烟气由旁路走出。 ： 焦炉废气通过余热锅炉降温后经 引风机 送入位于主烟道翻板阀后的烟气主管内 （新建项目如烟囱有预留孔可直接排放）。 建设内容和范围 （ 1）供 方将提供整套的、先进的、成熟的、完整的和安全可靠的，且设备的技 天津华能能源设备有限公司 100 万吨 /年 焦炉 废气 余热回收项目 可行性 方案书 14 术经济性能符合本技术规范书要求的 余热蒸汽系统及其配套附属设备。 （ 2）承包范围：整个低温余热回收系统范围内所有系统的设计、设备采购及系统的安装、调试；余热回收系统包括 1 套余热锅炉系统、循环水系统以及上述各系统的电气及控制系统。 （ 3） 从工业水进入软化水处理装置后开始到蒸汽出汽包为止，以及整套锅炉系统内的排污系统和烟气管路系统。 （ 4）上述内容以外的项目（如项目报批、电力接入系统），不在承包方承包范围内。 指标 序号 指 标 名 称 单 位 数 量 备 注 一 生产规模 100 万吨 /年 焦化炉 1 二 余热 锅炉建设 规模 蒸汽 蒸发量 t/h 12 三 余热 锅炉 工艺 纯低温余热 利用 四 主要生产设备 1 蒸发器 台 2 2 蒸汽聚集器 台 1 3 省煤器 台 2 4 烟气引风机 台 1 五 蒸汽系统 指标 1 蒸发量 t/h 12 天津华能能源设备有限公司 100 万吨 /年 焦炉 废气 余热回收项目 可行性 方案书 15 序号 指 标 名 称 单 位 数 量 备 注 2 计算 年最大蒸发量 t/a 万 3 年运行时间 h 8640 按 360天计算 4 年 最大 回收热量 107 Kcal/a 7260 余热锅炉其它系统 锅炉。