全干熄下多炉对一机双超再热干熄焦余热发电系统及方法与流程

1.本发明涉及干熄焦余热发电技术领域，尤其涉及一种全干熄下多炉对一机双超再热干熄焦余热发电系统及方法。


背景技术：

2.干法熄焦是钢铁工业重大的节能环保技术，是替代湿法熄焦的熄焦技术。干熄焦工艺，是相对湿熄焦而言的，其基本原理是利用惰性气体(或废烟气)作为循环气体，在干熄炉中与炽热焦炭换热，将焦炭的温度从1000℃冷却到250℃以下，达到熄焦的目的。吸收了焦炭热量的循环气体将热量传给废热锅炉，以产生中压(或高压)蒸汽，冷却后的惰性气体再由循环风机鼓入干熄炉。干法熄焦技术能够提高焦炭的质量，避免湿法熄焦对环境的污染和回收红焦显热，可起到节能与环保的双重作用。
3.目前我国大型国有钢铁企业焦化正逐渐推广普及全干熄焦技术，有的省份明确提出省内新建焦化项目生产的焦炭必须全部采用干法熄焦，在国家节能减排和环境治理的大背景下，焦化行业中全干熄焦模式将会持续推进。
4.全干熄焦模式即取消湿熄焦塔，采取配置多座干熄焦装置，设置一一对应的干熄焦余热锅炉及2台或2台以上汽轮发电机组。以宝钢湛江为例，配置4座140t/h干熄焦装置，对应设置4座高温高压干熄焦余热锅炉及2台汽轮发电机组，正常工况时各座干熄焦装置均～75％负荷生产，待1座干熄焦装置事故或检修时，剩余每座干熄焦装置均满负荷生产，当1台汽轮发电机组事故或检修时，干熄焦余热锅炉产高温高压蒸汽通过减温减压设备减至中温中压及低压蒸汽并入对应的蒸汽管网。
5.但是，国内大多数焦化企业为独立的焦化企业，随着上升管余热利用、烟道气余热利用、初冷器余热水余热利用设施的陆续普及，企业内部低压蒸汽负荷无过大缺口，无法通过类似宝钢项目设置备用减温减压设备，待汽轮机检修时，蒸汽通过减温减压并入对应蒸汽管网。因此大多数焦化企业全干熄焦模式多采用多台干熄焦余热锅炉配置2台汽轮发电机组，正常生产时，汽轮发电机组约50％负荷工作，待1台汽轮机检修时，另1台满负荷生产，此种配置在正常生产时，2台汽轮机运行负荷在50％左右，效率非常低，约比额定负荷时低8％左右，且一次性投资、占地均较大、运行成本高。同时随着大容积焦炉技术的推广和应用，及火电行业超高温、超高压、高转速、一次再热机组(以下简称：双超再热)的小型化普及，干熄焦行业余热发电参数有向双超再热发展的趋势，双超再热发电净效率相比传统高温高压机组高8％～10％。


技术实现要素：

6.为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种全干熄下多炉对一机双超再热干熄焦余热发电系统及方法，实现多台干熄焦余热锅炉配置一台汽轮发电机组，具有占地少、初始投资小、运行费用低、发电效率高的优点。
7.为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
8.一种全干熄下多炉对一机双超再热干熄焦余热发电系统，设有两台以上的干熄焦锅炉与一台汽轮发电机组，干熄焦锅炉内设有再热器与过热器，一台汽轮发电机组包括一台汽轮发电机组高压缸与一台汽轮发电机组中低压缸；设有一台高压旁路、一台低压旁路、一台排汽装置、一台三级减温减压设备与一台旁路排汽装置；除盐水箱、干熄焦锅炉、汽轮发电机组、高压旁路、低压旁路、排汽装置、三级减温减压设备、旁路排汽装置管路相连。
9.还包括除氧给水泵、除氧器、锅炉给水泵；除盐水箱、除氧给水泵、除氧器、锅炉给水泵与干熄焦锅炉依次管路相连。
10.所述除盐水箱、除氧给水泵、除氧器、锅炉给水泵与干熄焦锅炉均为两台以上，两台以上设备同时运行或其中任意一台设备为备用设备，同类型设备前后设置切断阀门。
11.所述锅炉给水泵至干熄焦锅炉的锅炉给水管路上设有调节阀。
12.还包括空冷凝汽设备，所述空冷凝汽设备一端通过管路与旁路排汽装置相连，另一端通过管路与排汽装置相连。
13.所述空冷凝汽设备采用多组模式，其中一组为备用，每组前后设置切断阀门，同时通过两路管路切换实现一台空冷凝汽设备对应一台排汽装置和一台旁路排汽装置两套装置。
14.所述汽轮发电机组高压缸与干熄焦锅炉再热器入口管路相连，相连的管路上设有调节阀。
15.所述旁路排汽装置与排汽装置通过管路与除盐水箱相连，相连的管路上设有凝结水泵。
16.一种全干熄模式下多炉对一机的双超再热干熄焦余热发电方法，具体包括：
17.1)汽轮发电机组正常工作时：
18.除盐水箱内的凝结水经除氧给水泵加压，送至除氧器，除氧后由锅炉给水泵加压送入干熄焦锅炉，干熄焦锅炉过热器产生的主蒸汽，正常生产时送入汽轮发电机组高压缸做功，汽轮发电机组高压缸排出的低温再热蒸汽送入干熄焦锅炉再热器，升温后产生的高温再热蒸汽送入汽轮发电机组中低压缸做功，汽轮发电机组中低压缸排出的乏汽进入排汽装置经空冷凝汽设备冷却凝结成水，经凝结水泵加压返回除盐水箱；
19.2)当汽轮发电机组检修或事故时：
20.干熄焦锅炉过热器产生的主蒸汽，送入高压旁路，高压旁路排出的低温再热蒸汽送入干熄焦锅炉再热器，升温后产生的高温再热蒸汽送入低压旁路，低压旁路排出的蒸汽进入三级减温减压设备后，排入旁路排汽装置经空冷凝汽设备冷却凝结成水，经凝结水泵加压返回除盐水箱。
21.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
22.1、本发明采用多炉对一机加高压旁路、低压旁路、三级减温减压设备、旁路排汽装置的配置，解决了多台干熄焦余热锅炉对2台汽轮发电机组，正常运行时，发电效率低，运行成本高的问题，汽轮机检修时仍能保证全干熄焦运行。
23.2、本发明干熄焦锅炉、除盐水箱、除氧给水泵、除氧器、锅炉给水泵、凝结水泵等设备设置为2台或多台，其中2台或多台设备可同时运行，也可其中任意1台为备用设备，同类型设备前后设置切断阀门，可实现不停产检修，保证了全干熄焦运行。
24.3、本发明1台空冷凝汽设备采用多组模式，其中1组为备用，每组前后设置切断阀
门，能够实现各小组不停产检修，同时通过2路管路切换实现1台空冷凝汽设备对应排汽装置和旁路排汽装置2套装置，不仅减少了空冷凝汽设备的装机容量，同时保证了全干熄焦运行。
25.4、本发明每台干熄焦锅炉给水管路、低温再热蒸汽管路进口设置调节阀，可根据干熄炉负荷调整对应锅炉给水量和低温再热进汽量。
26.本发明通过多台干熄焦余热锅炉配置1台双超再热汽轮发电机组，正常生产时，汽轮机组满负荷生产，效率保持最优，汽轮机组检修时，通过设置的高压旁路、低压旁路、三级减温减压设备、旁路排汽装置仍能保证全干熄焦的操作模式，节省投资，占地，且运行费用低，解决了多台干熄焦余热锅炉对2台汽轮发电机组，正常运行时，发电效率低，运行成本高的问题。每台干熄焦锅炉给水管路、低温再热蒸汽管路进口设置调节阀，可根据干熄炉负荷调整对应锅炉给水量和低温再热进汽量。
27.本发明实现多台干熄焦余热锅炉配置一台汽轮发电机组，具有占地少、初始投资小、运行费用低、发电效率高的优点。
附图说明
28.图1是本发明结构示意及工艺原理图。
29.图中：1-除盐水箱(2台)2-除氧给水泵(2台或多台)3-除氧器(2台或多台)4-锅炉给水泵(2台或多台)5-干熄焦锅炉过热器(2台或多台)6-汽轮发电机组高压缸(1台)7-高压旁路(1台)8-干熄焦锅炉再热器(2台或多台)9-汽轮发电机组中低压缸(1台)10-低压旁路(1台)11-排汽装置(1台)12-三级减温减压设备(1台)13-旁路排汽装置(1台)14-空冷凝汽设备(1台)15-凝结水泵(2台或多台)
具体实施方式
30.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
31.如图1所示，一种全干熄下多炉对一机双超再热干熄焦余热发电系统，包括除盐水箱1(2台)、除氧给水泵2(2台或多台)、除氧器3(2台或多台)、锅炉给水泵4(2台或多台)、干熄焦锅炉过热器5(2台或多台)、汽轮发电机组高压缸6(1台)、高压旁路7(1台)、干熄焦锅炉再热器8(2台或多台)、汽轮发电机组中低压缸9(1台)、低压旁路10(1台)、排汽装置11(1台)、三级减温减压设备12(1台)、旁路排汽装置13(1台)、空冷凝汽设备14(1台)、凝结水泵15(2台或多台)，附图中干熄焦锅炉以2台表示2台或多台，空冷凝汽设备以2组表示多组，其余设备以1台表示1台或多台，具体台数可见前文括号内的内容。
32.除盐水箱1出口与除氧给水泵2入口管路相连，除氧给水泵2出口与除氧器3入口管路相连，除氧器3出口与锅炉给水泵4入口管路相连，锅炉给水泵4出口与干熄焦锅炉管路相连。
33.干熄焦锅炉内设有干熄焦锅炉再热器8与干熄焦锅炉过热器5，一台汽轮发电机组包括一台汽轮发电机组高压缸6与一台汽轮发电机组中低压缸9。
34.干熄焦锅炉过热器5出口通过管路与汽轮发电机组高压缸6入口相连，汽轮发电机组高压缸6出口与干熄焦锅炉再热器8入口相连。干熄焦锅炉再热器8出口与汽轮发电机组中低压缸9入口相连。干熄焦锅炉过热器5出口与高压旁路7入口管路相连，高压旁路7出口
与干熄焦锅炉再热器8入口管路相连。
35.汽轮发电机组中低压缸9出口与排汽装置11入口管路相连，排汽装置11出口与旁路排汽装置13入口管路相连，旁路排汽装置13入口与三级减温减压设备12出口管路相连，三级减温减压设备12入口与低压旁路10出口相连，低压旁路10入口与干熄焦锅炉再热器8出口管路相连。空冷凝汽设备14一端入口与排汽装置11出口管路相连，另一端入口与旁路排汽装置13出口管路相连。排汽装置11出口、排汽装置13出口与除盐水箱1入口管路相连，相连的管路上设有凝结水泵15。
36.锅炉给水泵4至每台干熄焦锅炉的锅炉给水管路设置调节阀，汽轮发电机组高压缸6至每台干熄焦锅炉再热器8进口设置调节阀。
37.一种全干熄模式下多炉对一机的双超再热干熄焦余热发电方法，具体包括：
38.1、汽轮发电机组正常工作时：
39.除盐水箱1内的凝结水，经除氧给水泵2加压，送至除氧器3，除氧后由锅炉给水泵4加压送入干熄焦锅炉，干熄焦锅炉过热器5产生的主蒸汽，正常生产时送入汽轮发电机组高压缸6做功，汽轮发电机组高压缸6排出的低温再热蒸汽送入干熄焦锅炉再热器8，升温后产生的高温再热蒸汽送入汽轮发电机组中低压缸9做功，汽轮发电机组中低压缸9排出的乏汽进入排汽装置11经空冷凝汽设备14冷却凝结成水，经凝结水泵15加压返回除盐水箱1。
40.2、当汽轮发电机组检修或事故时：
41.干熄焦锅炉过热器5产生的主蒸汽，送入高压旁路7，高压旁路7排出的低温再热蒸汽送入干熄焦锅炉再热器8，升温后产生的高温再热蒸汽送入低压旁路10，低压旁路10排出的蒸汽进入三级减温减压设备12后，排入旁路排汽装置13经空冷凝汽设备14冷却凝结成水，经凝结水泵15加压返回除盐水箱1。
42.本发明通过多台干熄焦余热锅炉配置1台双超再热汽轮发电机组，正常生产时，汽轮机组满负荷生产，效率保持最优，汽轮机组检修时，通过设置的高压旁路、低压旁路、三级减温减压设备、旁路排汽装置仍能保证全干熄焦的操作模式，节省投资，占地，且运行费用低，解决了多台干熄焦余热锅炉对2台汽轮发电机组，正常运行时，发电效率低，运行成本高的问题。每台干熄焦锅炉给水管路、低温再热蒸汽管路进口设置调节阀，可根据干熄炉负荷调整对应锅炉给水量和低温再热进汽量。
43.本发明实现多台干熄焦余热锅炉配置一台汽轮发电机组，具有占地少、初始投资小、运行费用低、发电效率高的优点。
44.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。