專利名稱：一種搗固焦高溫高壓cdq余熱鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種搗固焦高溫高壓CDQ余熱鍋爐，應(yīng)用于干法熄焦搗固焦爐， 利用干法熄焦(⑶Q:Coke Dry Quenching)熄滅紅熱焦炭的惰性氣體的高溫余熱，進入⑶Q 鍋爐放熱，低溫廢氣循環(huán)熄焦。鍋爐產(chǎn)生高溫高壓蒸汽來發(fā)電，節(jié)約能源。
背景技術(shù)：
焦炭主要用于高爐煉鐵和有色金屬的鼓風爐冶煉，目前主流的煉焦方式是頂裝提籃式焦爐，不過最近幾年，采用側(cè)裝搗固焦爐得到了很大的發(fā)展。搗固焦爐相對于頂裝焦爐，最大的優(yōu)點在于，煉焦的配煤可以增加弱粘煤，如瘦煤，甚至貧瘦煤等，可以減少煉焦煤的用量(優(yōu)質(zhì)煉焦煤資源緊張)，可以大幅降低用煤成本，節(jié)約能源的同時大大降低了排放。所謂⑶Q (Coke Dry Quenching)干法熄焦，就是采用惰性氣體氮氣把 9500C 1100°C紅熱的焦炭降低到需要的250°C溫度。干熄焦過程中被加熱的惰性氣體，經(jīng)過余熱鍋爐換熱產(chǎn)生蒸汽來發(fā)電，惰性氣體溫度下降，再循環(huán)回去熄焦，這個就是干熄焦余熱發(fā)電系統(tǒng)。頂裝焦爐的干熄焦⑶Q余熱發(fā)電已經(jīng)開展了多年，其技術(shù)源基本上還是控制在日本、德國手里。搗固焦的發(fā)展是最近幾年，其規(guī)模占總量的約1/4，此種焦爐目前大多數(shù)仍采用濕法熄焦，采用干法熄焦的很少。由于其工藝的不同，搗固焦CDQ余熱利用尚處于嘗試階段， 有些廠家采用熱管換熱器進行余熱回收。相對于頂裝焦爐，搗固焦焦餅很大、密實，極難熄焦，且熄焦時間長達二、三十小時，搗固焦干熄焦CDQ廢氣溫度高，波動大，干熄焦工藝和CDQ余熱鍋爐都具有相當?shù)碾y度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于填補國內(nèi)搗固焦干熄焦(CDQ)高溫高壓余熱發(fā)電的空白，而提供一種搗固焦高溫高壓CDQ余熱鍋爐，它可以根本性的解決搗固焦采用CDQ干熄后惰性氣體循環(huán)利用的廢氣降溫問題，并能連續(xù)、穩(wěn)定、可靠、高效的吸收循環(huán)氣體余熱。本發(fā)明的目的是通過如下的技術(shù)方案來完成的，它主要由熱水加熱段、蒸發(fā)系統(tǒng)、 過熱系統(tǒng)組成，所述的熱水加熱段主要由副省煤器、低溫省煤器、高溫省煤器組成，它們均采用螺旋鰭片管結(jié)構(gòu)；所述的副省煤器設(shè)置在鍋爐的尾部，該副省煤器之后相連有可對副省煤器出水后未除氧水進行除氧的熱力除氧器，該熱力除氧器之后分別相連低溫省煤器、 高溫省煤器，最后經(jīng)連接管相連于所述蒸發(fā)系統(tǒng)的鍋筒。所述的蒸發(fā)系統(tǒng)主要包括鍋筒、集中下降管、分散下降管、膜式水冷壁、吊掛管、 光管蒸發(fā)器、螺旋鰭片蒸發(fā)器、引出管、分離裝置；所述的鍋筒中設(shè)置有可將飽和水引出的自立式集中下降管，所述的自立式集中下降管分別通過各分散下降管與膜式水冷壁、吊掛管、光管蒸發(fā)器、螺旋鰭片蒸發(fā)器相連，以便通過這些熱面加熱從鍋筒引出的飽和水產(chǎn)生蒸汽，形成水汽混合物；所述的膜式水冷壁、吊掛管、光管蒸發(fā)器、螺旋鰭片蒸發(fā)器再通過出口集箱、引出管與鍋筒相連，以便將經(jīng)過上述受熱面后的水汽混合物引入鍋筒，在所述鍋筒內(nèi)還設(shè)置有可將水汽混合物分離成飽和蒸汽和飽和水的分離裝置，該分離裝置一路連通可將飽和蒸汽輸入的過熱系統(tǒng)，另一路連通可將飽和水引出的集中下降管，并形成循環(huán)。所述的膜式水冷壁中的前墻水冷壁相連有保護蒸發(fā)器和凝渣管；所述的保護蒸發(fā)器設(shè)置在過熱系統(tǒng)的高溫過熱器之前；所述的凝渣管設(shè)置在鍋爐進口并與膜式水冷壁一起組成能適當降低煙氣溫度的冷卻室。所述的鍋筒采用自立式幾種下降管支撐結(jié)構(gòu)，循環(huán)采用自然循環(huán)，鍋筒內(nèi)設(shè)置的分離裝置由擋板、臥式旋風分離器和干燥箱組成。所述的過熱系統(tǒng)主要包括飽和蒸汽引入管、低溫過熱器、減溫器、高溫過熱器； 所述分離裝置通過飽和蒸汽引入管與可將飽和蒸汽加熱成過熱蒸汽的低溫過熱器相連，在所述低溫過熱器與高溫過熱器之間設(shè)置有為控制主蒸汽溫度的噴水減溫器，使低溫過熱器之后的蒸汽經(jīng)減溫器后進入高溫過熱器再加熱；所述的高溫過熱器與汽輪發(fā)電機組相連， 并用得到的高溫高壓蒸汽去推動發(fā)電。所述的高溫過熱器采用順列、順流布置，所述的高溫過熱器前設(shè)置有保護蒸發(fā)器。本發(fā)明的一些結(jié)構(gòu)特點有1、該搗固焦高溫高壓⑶Q余熱鍋爐能安全、可靠、高效的利用搗固焦干熄焦CDQ循環(huán)氣體余熱；2、設(shè)備能適應(yīng)較大范圍的煙氣溫度波動；3、采取煙氣進口防磨層、受熱面防磨裝置、吊掛管Ni-Cr耐磨合金噴涂等較好的避免了鍋爐的磨損；4、受熱面設(shè)置防震裝置以避免鍋爐的振動問題；5、膜式壁、煙道全密封、煙道金屬膨脹節(jié)、膨脹中心等的設(shè)置可保證鍋爐的自由膨脹和干熄焦鍋爐不允許漏風的問題；6、采用吊掛管結(jié)構(gòu)，并讓吊掛管獨立循環(huán)，解決了蒸發(fā)器和過熱器支撐問題(以前通常采用耐熱鋼托架支撐，易燒毀)、循環(huán)問題；7、尾部采用副省煤器，高效利用余熱。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明做詳細的介紹本發(fā)明主要由熱水加熱段、蒸發(fā)系統(tǒng)、過熱系統(tǒng)組成。圖1所示，所述的熱水加熱段主要由副省煤器1、低溫省煤器2、高溫省煤器3 組成，它們均采用螺旋鰭片管結(jié)構(gòu)；所述的副省煤器1設(shè)置在鍋爐的尾部，該副省煤器1之后相連有可對副省煤器1出水后未除氧水進行除氧的熱力除氧器，該熱力除氧器之后分別相連低溫省煤器2、高溫省煤器3，最后經(jīng)連接管相連于所述蒸發(fā)系統(tǒng)的鍋筒4。所述副省煤器1進水為60°C的未除氧水，出水去熱力除氧器除氧；經(jīng)熱力除氧的 130°C水作為鍋爐給水，分別經(jīng)過低溫省煤器2、高溫省煤器3，然后通過連接管進入鍋筒4。圖1所示，所述的蒸發(fā)系統(tǒng)主要包括鍋筒4、集中下降管5、分散下降管6、膜式水冷壁7、吊掛管8、光管蒸發(fā)器10、螺旋鰭片蒸發(fā)器11、引出管12、分離裝置13 ；所述的鍋筒 4中設(shè)置有可將飽和水引出的自立式集中下降管5，所述的自立式集中下降管5分別通過各分散下降管6與膜式水冷壁7、吊掛管8、光管蒸發(fā)器10、螺旋鰭片蒸發(fā)器11相連，以便通過這些熱面加熱從鍋筒4引出的飽和水產(chǎn)生蒸汽，形成水汽混合物；所述的膜式水冷壁7、吊掛管8、光管蒸發(fā)器10、螺旋鰭片蒸發(fā)器11再通過出口集箱、引出管12與鍋筒4相連，以便將經(jīng)過上述受熱面后的水汽混合物引入鍋筒4，在所述鍋筒4內(nèi)還設(shè)置有可將水汽混合物分離成飽和蒸汽和飽和水的分離裝置13，該分離裝置13—路連通可將飽和蒸汽輸入的過熱系統(tǒng)，另一路連通可將飽和水引出的集中下降管5，并形成循環(huán)。本發(fā)明所述鍋筒4中的飽和水通過兩根自立式集中下降管5，再分別通過各分散下降管6進入膜式水冷壁7、吊掛管8、光管蒸發(fā)器10、螺旋鰭片蒸發(fā)器11這些熱面加熱產(chǎn)生蒸汽，形成水汽混合物，而保護蒸發(fā)器9、凝渣管18則是從膜式水冷壁7中的前墻水冷壁相連；這些受熱面的水汽混合物，經(jīng)過出口集箱、引出管12被引入鍋筒4，在分離裝置 13的兩級分離成飽和蒸汽和飽和水，飽和蒸汽進入過熱系統(tǒng)，飽和水則回到集中下降管5 處，形成循環(huán)。本發(fā)明所述的膜式水冷壁7中的前墻水冷壁相連有保護蒸發(fā)器9和凝渣管 18 ；所述的保護蒸發(fā)器9設(shè)置在過熱系統(tǒng)的高溫過熱器17之前；所述的凝渣管18設(shè)置在鍋爐進口并與膜式水冷壁一起組成能適當降低煙氣溫度的冷卻室。本發(fā)明所述的鍋筒4采用自立式幾種下降管支撐結(jié)構(gòu)，循環(huán)采用自然循環(huán)，鍋筒4內(nèi)設(shè)置的分離裝置13由擋板、臥式旋風分離器和干燥箱組成。所述的過熱系統(tǒng)主要包括飽和蒸汽引入管14、低溫過熱器15、減溫器16、高溫過熱器17 ；所述分離裝置13通過飽和蒸汽引入管14與可將飽和蒸汽加熱成過熱蒸汽的低溫過熱器15相連，在所述低溫過熱器15與高溫過熱器17之間設(shè)置有為控制主蒸汽溫度的噴水減溫器16，使低溫過熱器15之后的蒸汽經(jīng)減溫器16后進入高溫過熱器17再加熱；所述的高溫過熱器17與汽輪發(fā)電機組相連，并用得到的高溫高壓蒸汽去推動發(fā)電。本發(fā)明所述的高溫過熱器17采用順列、順流布置，所述的高溫過熱器17前設(shè)置有保護蒸發(fā)器9。經(jīng)分離裝置13分離出來的飽和蒸汽，經(jīng)飽和蒸汽引入管14，進入低溫過熱器15加熱成過熱蒸汽，為控制主蒸汽溫度，在兩級過熱器中間設(shè)置了噴水減溫器 16，低溫過熱器的蒸汽經(jīng)減溫器16進入高溫過熱器17再加熱，得到要求的高溫高壓參數(shù) 9. 8MPa-M0°C蒸汽，去推動汽輪發(fā)電機組發(fā)電。高溫高壓鍋爐排煙溫度很難降低，省煤器出口溫度186°C，為進一步利用余熱，也為了保證循環(huán)溫度的要求，鍋爐尾部增設(shè)副省煤器，使排煙溫度降低到150°C以下。汽輪機冷凝回水45°C進入除氧器除氧，出水130°C，要消耗大量的蒸汽。為避開露點溫度，副省煤器的進水溫度為60°C。副省煤器的設(shè)置使鍋爐余熱回收率增加4. 2%，大大減少除氧蒸汽的消耗。所述的蒸發(fā)系統(tǒng)的鍋筒內(nèi)飽和水通過集中下降管，分別輸送到膜式水冷壁、吊掛管、 各蒸發(fā)器等蒸發(fā)受熱面加熱產(chǎn)生水汽混合物，再通過引出管回到鍋筒，形成循環(huán)，此水汽混合物通過擋板、臥式旋風分離器、干燥箱等分離出干飽和蒸汽。自然循環(huán)系統(tǒng)，當水冷壁、蒸發(fā)器等在鍋爐內(nèi)受熱，部分水就生產(chǎn)蒸汽，形成密度較小的汽水混合物，而下降管在爐外不受熱，管內(nèi)水分密度大，這樣在兩者密度差的作用下就產(chǎn)生了推動力，汽水混合物在水冷壁、蒸發(fā)器、吊掛管，以及上升引出管內(nèi)向上流動，進入鍋筒，而下降管中由鍋筒來的水則向下流動，經(jīng)下集箱等補充到水冷壁等，這樣不斷的循環(huán)流動，就形成了循環(huán)。高壓鍋爐，由于水汽密度差小，自然循環(huán)難度較大，國內(nèi)采用日本、德國技術(shù)的頂裝焦爐CDQ余熱鍋爐也大多數(shù)是強制循環(huán)，或復合循環(huán)(自然循環(huán)+強制循環(huán))， 少部分采用自然循環(huán)，但其循環(huán)計算對國內(nèi)是封鎖的。
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高壓自然循環(huán)的難度是計算和結(jié)構(gòu)布置，循環(huán)計算我們采用的是德國KED軟件計算，結(jié)構(gòu)布置上遵循大下降管、大引出管、蒸發(fā)器受熱面短行程、各受熱面采用分別進出水并列循環(huán)回路、大循環(huán)倍率的原則。本發(fā)明為避免煙氣溫度的大幅度波動對過熱器的影響，高溫過熱器采用順列、順流布置，且采用在鍋爐進口設(shè)置凝渣管、由膜式壁包墻組成的冷卻室來適當降低煙氣溫度、 高溫過熱器前設(shè)置保護蒸發(fā)器等措施，來穩(wěn)定高溫過熱器傳熱均勻、避免高溫腐蝕、避免高溫過熱器管子壁溫超標爆管。
權(quán)利要求
1.一種搗固焦高溫高壓CDQ余熱鍋爐，它主要由熱水加熱段、蒸發(fā)系統(tǒng)、過熱系統(tǒng)組成，其特征在于所述的熱水加熱段主要由副省煤器(1)、低溫省煤器(2)、高溫省煤器(3)組成，它們均采用螺旋鰭片管結(jié)構(gòu)；所述的副省煤器(1)設(shè)置在鍋爐的尾部，該副省煤器(1) 之后相連有可對副省煤器(1)出水后未除氧水進行除氧的熱力除氧器，該熱力除氧器之后分別相連低溫省煤器(2)、高溫省煤器(3)，最后經(jīng)連接管相連于所述蒸發(fā)系統(tǒng)的鍋筒(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的搗固焦高溫高壓CDQ余熱鍋爐，其特征在于所述的蒸發(fā)系統(tǒng)主要包括鍋筒(4)、集中下降管(5)、分散下降管(6)、膜式水冷壁(7)、吊掛管(8)、光管蒸發(fā)器(10)、螺旋鰭片蒸發(fā)器(11)、引出管(12)、分離裝置(13)；所述的鍋筒(4)中設(shè)置有可將飽和水引出的自立式集中下降管(5)，所述的自立式集中下降管(5)分別通過各分散下降管(6)與膜式水冷壁(7)、吊掛管(8)、光管蒸發(fā)器(10)、螺旋鰭片蒸發(fā)器(11)相連，以便通過這些熱面加熱從鍋筒(4)引出的飽和水產(chǎn)生蒸汽，形成水汽混合物；所述的膜式水冷壁(7)、吊掛管(8)、光管蒸發(fā)器(10)、螺旋鰭片蒸發(fā)器(11)再通過引出管(12)與鍋筒(4) 相連，以便將經(jīng)過上述受熱面后的水汽混合物引入鍋筒(4)，在所述鍋筒(4)內(nèi)還設(shè)置有可將水汽混合物分離成飽和蒸汽和飽和水的分離裝置(13)，該分離裝置(13)—路連通可將飽和蒸汽輸入的過熱系統(tǒng)，另一路連通可將飽和水引出的集中下降管(5)，并形成循環(huán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的搗固焦高溫高壓CDQ余熱鍋爐，其特征在于所述的膜式水冷壁(7)中的前墻水冷壁相連有保護蒸發(fā)器(9)和凝渣管；所述的保護蒸發(fā)器9設(shè)置在過熱系統(tǒng)的高溫過熱器17之前；所述的凝渣管設(shè)置在鍋爐進口并與膜式水冷壁一起組成能適當降低煙氣溫度的冷卻室。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的搗固焦高溫高壓CDQ余熱鍋爐，其特征在于所述的鍋筒(4) 采用自立式幾種下降管支撐結(jié)構(gòu)，循環(huán)采用自然循環(huán)，鍋筒(4)內(nèi)設(shè)置的分離裝置(13)由擋板、臥式旋風分離器和干燥箱組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的搗固焦高溫高壓CDQ余熱鍋爐，其特征在于所述的過熱系統(tǒng)主要包括飽和蒸汽引入管(14)、低溫過熱器(15)、減溫器(16)、高溫過熱器(17)；所述分離裝置(13)通過飽和蒸汽引入管(14)與可將飽和蒸汽加熱成過熱蒸汽的低溫過熱器(15) 相連，在所述低溫過熱器(15)與高溫過熱器(17)之間設(shè)置有為控制主蒸汽溫度的噴水減溫器(16)，使低溫過熱器(15)之后的蒸汽經(jīng)減溫器(16)后進入高溫過熱器(17)再加熱； 所述的高溫過熱器(17)與汽輪發(fā)電機組相連，并用得到的高溫高壓蒸汽去推動發(fā)電。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的搗固焦高溫高壓CDQ余熱鍋爐，其特征在于所述的高溫過熱器(17)采用順列、順流布置，所述的高溫過熱器(17)前設(shè)置有保護蒸發(fā)器(9)。
全文摘要
一種搗固焦高溫高壓CDQ余熱鍋爐，它是一種利用搗固焦爐干法熄焦時用的循環(huán)惰性氣體的高溫余熱來產(chǎn)生高溫高壓蒸汽的鍋爐；它主要由熱水加熱段、蒸發(fā)系統(tǒng)、過熱系統(tǒng)組成，所述的熱水加熱段主要由副省煤器、低溫省煤器、高溫省煤器組成，它們均采用螺旋鰭片管結(jié)構(gòu)；所述的副省煤器設(shè)置在鍋爐的尾部，該副省煤器之后相連有可對副省煤器出水后未除氧水進行除氧的熱力除氧器，該熱力除氧器之后分別相連低溫省煤器、高溫省煤器，最后經(jīng)連接管相連于所述蒸發(fā)系統(tǒng)的鍋筒；本發(fā)明采用自然循環(huán)系統(tǒng)，不設(shè)置強制循環(huán)泵，減少了個可能的故障點，也節(jié)約了電耗；過熱系統(tǒng)包括低溫過熱器、減溫器、高溫過熱器，高溫過熱器為順流布置，穩(wěn)定高溫過熱器傳熱均勻、避免過熱器管子超溫爆管。
文檔編號F22B31/08GK102374515SQ20111026935
公開日2012年3月14日 申請日期2011年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月13日
發(fā)明者吳勇俊, 王峻, 瞿云富, 陳慶實, 高杰 申請人:杭州杭鍋工業(yè)鍋爐有限公司