焦炉烟气余热回收

韩城市合力煤化工有限公司

110万吨/年焦炉烟气余热回收EMC项目

技

术

方

案

河南蓝海节能技术服务有限公司

二○一四年十月

目录

第一章总论 (1)

第一节设计依据 (1)

第二节设计原则 (1)

第三节项目目的及意义 (1)

第四节建设规模及内容 (2)

第五节建设周期 (2)

第六节项目相关焦化工艺概述 (2)

第二章项目节能效益及可行性分析 (4)

第一节成本与收益计算 (4)

第二节节约标煤量 (7)

第三节风险性分析 (7)

第三章设计要求 (9)

第一节设计原则 (9)

第二节设计执行标准及规范 (10)

第三节设计参数指标 (11)

第四节设计范围 (13)

第四章工艺方案 (14)

第一节工艺流程简图 (14)

第二节烟气流程 (14)

第三节水汽系统 (15)

第四节余热锅炉系统 (17)

第五节余热锅炉的性能 (21)

第六节钢架、平台扶梯 (24)

第七节引风机 (25)

第五章余热锅炉电控系统 (26)

第一节设计范围 (26)

第二节电气主要设备及控制方式 (26)

第三节电压保护和电力装置接地 (27)

第四节热工控制 (27)

第五节设备选型 (29)

第六节热工检测 (29)

第六章余热回收系统主要设备汇总 (31)

第一节余热回收系统工程内容(按施工性质分类) (31)

第七章项目合作方案 (33)

第一节项目内容及范围 (33)

第二节合作方式 (33)

第八章结论 (34)

第一章总论

第一节设计依据

韩城市合力煤化工有限公司提供的相关工程设计条件和资料。

第二节设计原则

一、在不影响焦炉正常运行的前提下最大限度地利用余热；

二、采用先进的工艺技术方案，以降低操作成本和改造基建的投入；

三、以生产可靠为前提，采用成熟、可靠的工艺和装备；

四、余热锅炉的过程控制采用集中控制原则，基本实现自动化为目标；

五、贯彻执行国家和地方对环保、劳动、安全、计量、消防等方面的有关规定和标准，做到“三同时”。

第三节项目目的及意义

韩城市合力煤化工有限公司在产110万吨焦炭的焦炉1座，生产中用于焦炉加热的废气通过总烟道汇总会一直向大气排放。同时废烟气温度可达到260-300℃，烟气将通过烟囱的自拔力排放到空中，严重浪费能源和污染厂区环境。

“节能减排”是当今国策，是可持续发展的重中之重。焦化企业是耗能大户，它能耗的高低，也直接关联到“节能减排”国策在企业的贯彻执行的力度高低。因此采取措施，对焦炉产生的废气进行余热回收利用，即能产生部分经济效益，又对有效降低能耗，推动实现可持续发展战略具有十分重要的现实意义。

为落实科学发展观，贯彻节能减排的可持续发展战略。合力煤化工有限公司拟规划对焦炉烟道废气余热进行回收利用，将产生的蒸汽并网供厂区内的生产和生活使用。

第四节建设规模及内容

建设规模蒸汽压力0.8 MPa、设计最大产汽量10吨/小时锅炉一套；烟气输送量170000Nm3/小时风机系统一套。

工程内容包括工程项目的设计、成套设备采购、安装、系统调试、竣工验收、外出培训与服务等全过程。

第五节建设周期

本项目的建设期为自合同签订后第20日起六个月，施工期间若受恶劣天气气候等影响，时间顺延。

第六节项目相关焦化工艺概述

煤车间送来的配合煤装入煤塔，装煤车按作业计划从煤塔取煤，经计量后装入炭化室内。煤料在炭化室内经过一个结焦周期的高温干馏制成焦炭并产生荒煤气。

炭化室内的焦炭成熟后，用推焦车推出，经拦焦车导入熄焦车内，并由电机车牵引熄焦车到熄焦塔内进行喷水熄焦。熄焦后的焦炭卸至凉焦台上，冷却一定时间后送往筛焦工段，经筛分按级别贮存待运。

煤在炭化室干馏过程中产生的荒煤气汇集到炭化室顶部空间，经过上升管、桥管进入集气管。约700℃左右的荒煤气在桥管内被氨水喷洒冷却至90℃左右。荒煤气中的焦油等同时被冷凝下来。煤气和冷凝下来的焦油等同氨水一起经过吸煤气管送入煤气净化车间。

焦炉加热用的焦炉煤气，由外部管道架空引入。焦炉煤气经预热后送到焦炉地下室，通过下喷管把煤气送入燃烧室立火道底部与由废气交换开闭器进入的空气汇合燃烧。燃烧后的废气经过立火道顶部跨越孔进入下降气流的立火道，再经蓄热室，由格子砖把废气的部分显热回收后，经过小烟道、废气交换开闭器、分烟道、总烟道、烟囱排入大气。

对于其中经总烟道进入烟囱的热烟气（温度260-300℃）仍有较大的余热回收价值。

本方案就是为回收这一部分烟气的余热而设计。

第二章项目节能效益及可行性分析

第一节成本与收益计算

年运行成本及收益估算费如下表（按360天算）

第二节节约标煤量

一、电耗折合标煤：2141000×0.1229/1000=263.1吨/年；

水耗折合标煤：93312×0.3571/1000=33.3吨/年；

蒸汽折合标煤：77760×0.108571=8442.5吨/年；

年节约标煤：8146.1吨

蒸汽折合标煤-电耗折合标煤-水耗折合标煤=8146.1吨/年注：能源折算系数

（一）电耗：0.1229千克标准煤/千瓦时:

（二）水耗：0.3571吨标煤/千立方米:

（三）蒸汽：0.108571吨标煤/吨蒸汽

年节约标煤：8146.1吨标煤/年；

附1：实际运行烟气量产生收益数据（计算数据全部保留1位小数）实际运行蒸汽产量计算

M2=L1×Q1 ×（T1−T2）

=170000×1.391×

（Q2−Q3）

290−175

=10.1t/h

2776.59−84.476

M1=M2×μ锅=10.1×0.9=9 t/h

M3=9×24 ×360=77760t

B5=77760×100=7776000元=777.6万元

M1：实际运行蒸汽设计最大产量，t/h

M2: 实际运行蒸汽理论产量，t/h

M3：年蒸汽设计最大产量，t

L1：实际运行烟气流量， Nm3/h

Q1：烟气比热1.391kJ/（m³•℃）

Q2：0.8 MPa饱和蒸汽焓值，2773.59 KJ/kg（需要不同压力蒸汽则查蒸汽焓值表，查出对应的焓值进行更改）

Q3：常温水焓值（20度）， 84.476 KJ/kg

μ锅:锅炉效率，一般取0.9