專利名稱：一種炭素廠梯級(jí)余熱回收多熱源發(fā)電供熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于工業(yè)余熱發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種炭素廠梯級(jí)余熱回收多熱源發(fā)電供熱系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
炭素廠作為高耗能、高污染、高排放的工業(yè)部門，在為電解鋁提供陽極產(chǎn)品的同時(shí)，也存在大量各類余熱被白白浪費(fèi)掉的“三高”問題，其中煅燒爐為將石油焦進(jìn)行煅燒除去硫、揮發(fā)分等組分，成為煅后焦這一半成品，是經(jīng)過進(jìn)一步焙燒制成炭素的主要原料之一。在炭素廠的三大主要工藝段中，煅燒爐的高溫排煙通常可采用余熱鍋爐制取蒸汽，但煅后焦的出料段余熱采用冷卻水套及冷卻水系統(tǒng)白白排放掉，與高溫排煙相連的導(dǎo)熱油爐的排煙通常也被排放掉；而成型工藝的余熱量較少；焙燒爐的大量中溫排煙余熱通常也被白白排放掉，如果能將炭素廠諸多各類品位的余熱資源按照能量品位進(jìn)行回收，轉(zhuǎn)化為不同參數(shù)等級(jí)的蒸汽及熱水加以循環(huán)利用，則具有重大節(jié)能減排效益。其中煅后焦在煅燒爐中的溫度達(dá)到1200°C左右，通過出料口處的水套式換熱器結(jié)構(gòu)進(jìn)行冷卻降溫，最終溫度降低到約100 200°C后送出，可大幅降低煅后焦被氧化的可能性，保證煅后焦質(zhì)量符合下游生產(chǎn)工序的要求。其中煅后焦在水套式換熱器內(nèi)由冷卻循環(huán)水冷卻到所需溫度，而冷卻循環(huán)水由冷卻塔等降溫后循環(huán)使用。而焙燒爐的中溫排煙則由于溫度水平較低、內(nèi)含焦油等成份而難以有效回收利用。因此，有必要探尋全新的炭素廠余熱資源梯級(jí)利用進(jìn)行發(fā)電、供熱及供冷的新模式及其實(shí)施方案，以達(dá)到提高節(jié)能環(huán)保效益的目的。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為克服已有技術(shù)的不足之處，提出一種炭素廠梯級(jí)余熱回收多熱源發(fā)電供熱系統(tǒng)，創(chuàng)造性地將煅后焦蘊(yùn)含的大量余熱轉(zhuǎn)化為蒸汽，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電，并進(jìn)行供汽供暖及空調(diào)供冷。本實(shí)用新型的具體描述是:一種炭素廠梯級(jí)余熱回收多熱源發(fā)電供熱系統(tǒng)，其特征在于，所述的炭素廠梯級(jí)余熱回收多熱源發(fā)電供熱系統(tǒng)包括炭素工藝余熱回收制蒸汽子系統(tǒng)31、汽輪機(jī)發(fā)電子系統(tǒng)32和供熱及供冷子系統(tǒng)33三部分，其中炭素工藝余熱回收制蒸汽子系統(tǒng)21包括與煅燒爐I的高溫排煙相連的多級(jí)余熱鍋爐6制蒸汽結(jié)構(gòu)、與煅燒爐I的出料段相連的煅后焦蒸汽發(fā)生器3、與煅燒爐I及導(dǎo)熱油爐5的中溫排煙相連的低壓余熱鍋爐7制蒸汽結(jié)構(gòu)、與焙燒爐4的中溫排煙相連的低壓蒸汽發(fā)生器19，汽輪機(jī)發(fā)電子系統(tǒng)22采用多級(jí)補(bǔ)汽的抽汽凝汽式汽輪機(jī)8和發(fā)電機(jī)9，其中抽汽凝汽式汽輪機(jī)8的主蒸汽進(jìn)汽口與多級(jí)余熱鍋爐6的高壓蒸汽出口相連，抽汽凝汽式汽輪機(jī)8的第一補(bǔ)汽口與多級(jí)余熱鍋爐6的低壓蒸汽出口相連，抽汽凝汽式汽輪機(jī)8的第二補(bǔ)汽口與煅后焦蒸汽發(fā)生器3和低壓余熱鍋爐7的蒸汽出口相連，抽汽凝汽式汽輪機(jī)8的第三補(bǔ)汽口與低壓蒸汽發(fā)生器19的蒸汽出口相連，抽汽凝汽式汽輪機(jī)8的排汽口與凝汽器10的上部進(jìn)口相連，凝汽器10的凝結(jié)水出口通過凝結(jié)水泵組18與多級(jí)余熱鍋爐6、煅后焦蒸汽發(fā)生器3、低壓余熱鍋爐7和低壓蒸汽發(fā)生器19的進(jìn)水口相連，多級(jí)余熱鍋爐6的抽汽口與吸收式熱泵型制冷機(jī)11的發(fā)生器相連，吸收式熱泵型制冷機(jī)11的吸收器一冷凝器與冷卻塔13和冷卻水泵組12相連，吸收式熱泵型制冷機(jī)11的蒸發(fā)器出口與空調(diào)水分汽缸14的進(jìn)口相連，吸收式熱泵型制冷機(jī)11的蒸發(fā)器進(jìn)口與空調(diào)水集汽缸15的出口相連，空調(diào)水分汽缸14的進(jìn)口還與煅燒爐I的冷卻水套2的出口相連，空調(diào)水集汽缸15的出口還與煅燒爐I的冷卻水套2的進(jìn)口相連。煅后焦蒸汽發(fā)生器3采用夾套式、外繞盤管式、外部貼附熱管式、內(nèi)埋取熱管束式或內(nèi)埋取熱熱管式余熱回收結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的特點(diǎn)及有益效果:本實(shí)用新型采用炭素廠工藝余熱回收技術(shù)方式，回收炭素生產(chǎn)工藝中的大量余熱并制取多種能量品位的蒸汽，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)余熱發(fā)電、供熱供冷，提高炭素廠能源利用效率、減少炭素廠廠用電、實(shí)現(xiàn)減排節(jié)水效益，具有較高的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益和工程實(shí)用價(jià)值。

圖1是本實(shí)用新型所采用的炭素廠梯級(jí)余熱回收多熱源發(fā)電供熱系統(tǒng)的實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖1中各部件編號(hào)與名稱如下:煅燒爐1、冷卻水套2、煅后焦蒸汽發(fā)生器3、焙燒爐4、導(dǎo)熱油爐5、多級(jí)余熱鍋爐6、低壓余熱鍋爐7、抽汽凝汽式汽輪機(jī)8、發(fā)電機(jī)9、凝汽器10、吸收式熱泵型制冷機(jī)11、冷卻水泵組12、冷卻塔13、空調(diào)水分汽缸14、空調(diào)水集汽缸15、空調(diào)水泵組16、余熱水泵組17、凝結(jié)水泵組18、低壓蒸汽發(fā)生器19、炭素工藝余熱回收制蒸汽子系統(tǒng)31、汽輪機(jī)發(fā)電子系統(tǒng)32和供熱及供冷子系統(tǒng)33。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提出的炭素廠梯級(jí)余熱回收多熱源發(fā)電供熱系統(tǒng)，結(jié)合附圖及實(shí)施例詳細(xì)說明。本實(shí)用新型的具體實(shí)施例如下。一種炭素廠梯級(jí)余熱回收多熱源發(fā)電供熱系統(tǒng)包括炭素工藝余熱回收制蒸汽子系統(tǒng)31、汽輪機(jī)發(fā)電子系統(tǒng)32和供熱及供冷子系統(tǒng)33三部分，其中炭素工藝余熱回收制蒸汽子系統(tǒng)21包括與煅燒爐I的高溫排煙相連的多級(jí)余熱鍋爐6制蒸汽結(jié)構(gòu)、與煅燒爐I的出料段相連的煅后焦蒸汽發(fā)生器3、與煅燒爐I及導(dǎo)熱油爐5的中溫排煙相連的低壓余熱鍋爐7制蒸汽結(jié)構(gòu)、與焙燒爐4的中溫排煙相連的低壓蒸汽發(fā)生器19，汽輪機(jī)發(fā)電子系統(tǒng)22采用多級(jí)補(bǔ)汽的抽汽凝汽式汽輪機(jī)8和發(fā)電機(jī)9，其中抽汽凝汽式汽輪機(jī)8的主蒸汽進(jìn)汽口與多級(jí)余熱鍋爐6的高壓蒸汽出口相連，抽汽凝汽式汽輪機(jī)8的第一補(bǔ)汽口與多級(jí)余熱鍋爐6的低壓蒸汽出口相連，抽汽凝汽式汽輪機(jī)8的第二補(bǔ)汽口與煅后焦蒸汽發(fā)生器3和低壓余熱鍋爐7的蒸汽出口相連，抽汽凝汽式汽輪機(jī)8的第三補(bǔ)汽口與低壓蒸汽發(fā)生器19的蒸汽出口相連，抽汽凝汽式汽輪機(jī)8的排汽口與凝汽器10的上部進(jìn)口相連，凝汽器10的凝結(jié)水出口通過凝結(jié)水泵組18與多級(jí)余熱鍋爐6、煅后焦蒸汽發(fā)生器3、低壓余熱鍋爐7和低壓蒸汽發(fā)生器19的進(jìn)水口相連，多級(jí)余熱鍋爐6的抽汽口與吸收式熱泵型制冷機(jī)11的發(fā)生器相連，吸收式熱泵型制冷機(jī)11的吸收器一冷凝器與冷卻塔13和冷卻水泵組12相連，吸收式熱泵型制冷機(jī)11的蒸發(fā)器出口與空調(diào)水分汽缸14的進(jìn)口相連，吸收式熱泵型制冷機(jī)11的蒸發(fā)器進(jìn)口與空調(diào)水集汽缸15的出口相連，空調(diào)水分汽缸14的進(jìn)口還與煅燒爐I的冷卻水套2的出口相連，空調(diào)水集汽缸15的出口還與煅燒爐I的冷卻水套2的進(jìn)口相連。煅后焦蒸汽發(fā)生器3采用外部貼附熱管式余熱回收結(jié)構(gòu)。需要說明的是，本實(shí)用新型提出了采用多種換熱結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對包括煅燒爐煅后焦、導(dǎo)熱油爐排煙、焙燒爐排煙在內(nèi)的各類余熱資源的回收制取蒸汽的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，而按照此一設(shè)計(jì)方案可有不同的具體實(shí)施措施及其簡單變形的實(shí)施方式均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種炭素廠梯級(jí)余熱回收多熱源發(fā)電供熱系統(tǒng)，其特征在于，所述的炭素廠梯級(jí)余熱回收多熱源發(fā)電供熱系統(tǒng)包括炭素工藝余熱回收制蒸汽子系統(tǒng)(31)、汽輪機(jī)發(fā)電子系統(tǒng)(32)和供熱及供冷子系統(tǒng)(33)三部分，其中炭素工藝余熱回收制蒸汽子系統(tǒng)(21)包括與煅燒爐(I)的高溫排煙相連的多級(jí)余熱鍋爐(6)制蒸汽結(jié)構(gòu)、與煅燒爐(I)的出料段相連的煅后焦蒸汽發(fā)生器(3)、與煅燒爐(I)及導(dǎo)熱油爐(5)的中溫排煙相連的低壓余熱鍋爐(7)制蒸汽結(jié)構(gòu)、與焙燒爐(4)的中溫排煙相連的低壓蒸汽發(fā)生器(19)，汽輪機(jī)發(fā)電子系統(tǒng)(22)米用多級(jí)補(bǔ)汽的抽汽凝汽式汽輪機(jī)(8)和發(fā)電機(jī)(9),其中抽汽凝汽式汽輪機(jī)(8)的主蒸汽進(jìn)汽口與多級(jí)余熱鍋爐(6)的高壓蒸汽出口相連，抽汽凝汽式汽輪機(jī)(8)的第一補(bǔ)汽口與多級(jí)余熱鍋爐(6)的低壓蒸汽出口相連，抽汽凝汽式汽輪機(jī)(8)的第二補(bǔ)汽口與煅后焦蒸汽發(fā)生器(3)和低壓余熱鍋爐(7)的蒸汽出口相連，抽汽凝汽式汽輪機(jī)(8)的第三補(bǔ)汽口與低壓蒸汽發(fā)生器(19)的蒸汽出口相連，抽汽凝汽式汽輪機(jī)(8)的排汽口與凝汽器(10)的上部進(jìn)口相連，凝汽器(10)的凝結(jié)水出口通過凝結(jié)水泵組(18)與多級(jí)余熱鍋爐(6)、煅后焦蒸汽發(fā)生器(3)、低壓余熱鍋爐(7)和低壓蒸汽發(fā)生器(19)的進(jìn)水口相連，多級(jí)余熱鍋爐(6 )的抽汽口與吸收式熱泵型制冷機(jī)(11)的發(fā)生器相連，吸收式熱泵型制冷機(jī)(11)的吸收器一冷凝器與冷卻塔(13)和冷卻水泵組(12)相連，吸收式熱泵型制冷機(jī)(11)的蒸發(fā)器出口與空調(diào)水分汽缸(14)的進(jìn)口相連，吸收式熱泵型制冷機(jī)(11)的蒸發(fā)器進(jìn)口與空調(diào)水集汽缸(15)的出口相連，空調(diào)水分汽缸(14)的進(jìn)口還與煅燒爐(I)的冷卻水套(2)的出口相連，空調(diào)水集汽缸(15)的出口還與煅燒爐(I)的冷卻水套(2)的進(jìn)口相連。
2.如權(quán)利要求1所述的炭素廠梯級(jí)余熱回收多熱源發(fā)電供熱系統(tǒng)，其特征在于，所述的煅后焦蒸汽發(fā)生器(3)采用夾套式、外繞盤管式、外部貼附熱管式、內(nèi)埋取熱管束式或內(nèi)埋取熱熱管式余熱回收結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種炭素廠梯級(jí)余熱回收多熱源發(fā)電供熱系統(tǒng)，屬于工業(yè)余熱發(fā)電和供熱技術(shù)領(lǐng)域。該余熱發(fā)電供熱系統(tǒng)包括炭素工藝余熱回收制蒸汽子系統(tǒng)、汽輪機(jī)發(fā)電子系統(tǒng)和供熱及供冷子系統(tǒng)三部分，其中炭素工藝余熱回收制蒸汽子系統(tǒng)采用梯級(jí)利用方式回收煅燒爐排煙、煅后焦、導(dǎo)熱油爐排煙、焙燒爐排煙等余熱資源產(chǎn)生多品位蒸汽，汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)采用多級(jí)補(bǔ)汽、抽汽凝汽式，供熱及供冷子系統(tǒng)采用低品位驅(qū)動(dòng)能源采暖、制冷。本實(shí)用新型采用全新設(shè)計(jì)的炭素廠工藝余熱回收利用技術(shù)方案，第一次實(shí)現(xiàn)了將炭素廠原有被白白排放掉的各類物料余熱加以全面回收利用，提高炭素廠能源利用效率、降低廠用電、實(shí)現(xiàn)減排節(jié)水效益。
文檔編號(hào)F01D15/10GK202991155SQ20122074885
公開日2013年6月12日 申請日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者張茂勇 申請人:張茂勇