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1、 中煤九鑫焦化有限公司 200万吨焦化烟道余热利用系统 可行性方案书 二〇一一年十月 一、 方案概述 焦化企业是生产钢铁的不可缺少企业，在现代化建设中起着重要作用，同时这些企业也是耗能大户，能耗占产品成本比例较大。因此企业的节能降耗显得尤其重要。焦炭是高炉炼钢的主要原材料。在焦化过程中焦炉煤气燃烧后产生的烟气很多企业将它直截放到空中，不仅浪费能源，还污染了环境。余热锅炉将其280℃烟气进行余热回收产生0.8MPa的蒸汽，可用于取暖、制冷、并网发电等各种用途。 二、焦炉烟道气余热回收系统的设计 根据贵灵石县中煤九鑫焦化有
2、限公司200万吨焦炭烟气余热回收项目的要求，我公司的技术方案如下：该系统由以下装置组成，蒸气发生器、软水预热器、汽包、上升管、下降管、外连管路和控制仪表等组成。 1、系统主要功能 工业软化水经过软水泵进入热力除氧器除氧，除氧水一部分由给水泵输入软水预热器预热到后进入汽包，水通过下降管进入蒸汽发生器，水吸收热量变成饱和水，饱和水再经上升管进入汽包，在汽包里进行水汽分离，形成0.8MPa的饱和蒸汽，一小部份蒸汽送至除氧器除氧，其余蒸汽送至总管或用户。 2、主要设备的性能 1）蒸汽发生器的性能参数(表1) 蒸汽发生器的原理为：热流体的热量由加热管传给管内的水(水由下降管输入
3、)，并使其汽化，所产汽、水混合物经蒸汽上升管到达汽包，经集中分离以后再经蒸汽主控阀输出。这样由于加热管不断将热量输入管内的水，并通过外部汽——水管道的上升及下降完成基本的汽——水循环，达到将热流体降温，并转化为蒸汽的目的。 按每条线50万吨产量 表1蒸汽发生器的性能参数设计工况 热侧废气 冷侧水 流量 80000Nm3/h 4500kg/h 进口温度/℃ 280 165 出口温度/℃ 200 170 设计压力MPａ 常压 1.0 工作压力MPａ 常压 0.8 换热面积M2 1360 200 2）软水预热器的性能参数(表2) 原理为：热流体的热
4、量由翅片热管传给管内的水，水吸收热量，使热流体降温，达到预期的效果。 表2软水预热器的性能参数 设计工况表 热侧废气 冷侧水 流量 80000Nm3/h 5000kg/h 进口温度/℃ 200 104 出口温度/℃ 185 165 设计压力MPａ 常压 1.0 工作压力MPａ 常压 0.8 换热面积M2 210 30 三、设备结构的设计规格表（见表） 灵石县中煤九鑫焦化有限公司200万吨焦炭烟气余热回收热设备流程如下： 1、关闭主烟道翻板阀，280℃的烟气沿经旁路烟道依次进入蒸发器降到200℃，然后进入软水预热器预热软
5、水，降至185℃，进入循环风机循环至烟囱。 2、旁路烟道上均安装翻板阀，锅炉检修时可以关闭，主烟道翻板阀打开，不影响焦炭的正常生产。 蒸发器技术参数 一、技术参数表 技术参数 名称 指标 烟气侧 软水侧 工作压力MPa 常压 0.8 介质名称 烟气 脱盐水 流量Nm3/h 80000 4.5t/h 入口温度℃ 280 165 出口温度℃ 200 170 换热面积m2 1360 200 二、主要数据表 序号 名称 单位 数据 1 设计脱盐水进口温度 ℃
6、 165 2 设计脱盐水出口温度 ℃ 170 3 受热面积 m2 1360 4 出口烟气流速 m/s 10 5 管排列方式 叉排 6 翅片外径 mm φ72 7 翅片内径 mm φ42 8 换热管横向节矩 mm 110 9 换热管纵向节距 mm 100 10 换热管材质 20# 软水预热器技术参数 一、技术参数表 技术参数 名称 指标 烟气侧 软水侧 工作压力MPa 常压 1.0 介质名称 烟气 脱盐水 流量Nm3/h 80000 5t/h 入口温度℃
7、 200 104 出口温度℃ 185 165 换热面积m2 210 30 二、主要数据表 序号 名称 单位 数据 1 设计脱盐水进口温度 ℃ 104 2 设计脱盐水出口温度 ℃ 165 3 受热面积 m2 210 4 出口烟气流速 m/s 9 5 管排列方式 叉排 6 翅片外径 mm φ72 7 翅片内径 mm φ42 8 换热管横向节矩 mm 110 9 换热管纵向节距 mm 90 10 换热管材质 20# 四、热管设备的主要特点 (1)传热系数高。废气
8、和水及水蒸气的换热均在热管的外表面进行，而且废气热管外侧为翅片，这样换热面积增大，传热得到强化，因而使换热系数得到了很大的提高； (2)防积灰、堵灰、抗腐蚀能力强。通过调节热管冷热段受热表面的比例，可以调节管壁温度，使之高于烟气露点温度或最大腐蚀区。 (3)冷热流体完全隔开，有效防止水汽系统的泄漏。在运行时，由于废气的大量冲刷，即使管子受到一定的损坏，也不会造成冷侧的气水泄漏到热侧，确保了系统的安全运行，这也是该设备有别于一般烟道中设备的最大特点； (4)阻力损失小，可以适用于老机组的改造。一般情况下，增加了余热回收设备，热废气的阻力增加在500Pa左右。 (5)设备为多个小设备组成
9、安装及检修方便。 (6)加热管制作也可采用镍基钎焊翅片管技术，它是我公司1998年引进的美国技术，是一种新型翅片管焊接工艺，由绕片——喷粉——高温烧结等十余道工序组成。其利用镍粉的熔化将翅片与基管焊接在一起，形成冶金连接。管片焊着率100%，接触热阻接近零。在翅片管表面烧结一层0.05mm左右致密、光滑的合金保护层，使普通碳钢材料具有不锈钢时性能，其表面硬度高，能在高温、高流速和腐蚀性介质的冲刷下工作，耐低温酸露点腐蚀，较同类产品寿命可提高3～5倍，表面光滑可减缓积灰。采用该技术的热管换热设备，其使用寿命较普通翅片热管提高了2～3倍。 六、工程概算 1、系统投资 100万吨焦炭烟气余
10、热回收工程概算表1（天津华能） 单位:万元 序号 内 容 规格型号 产地品牌 单位 数量 单价 总价 备注 一 蒸发器本体 单项总价: 174.8万元 1 蒸发器 天津华能 套 1 138 138 115T 2 省煤器 天津华能 套 1 24 24 20T 3 集汽器组件 天津华能 套 1 7.8 7.8 6.5T 4 分气缸 天津华能 套 1 2 2 5 定期排污扩容器 DP-3.53 天津华能 套 1 3 3 二 吊装运输 单项总价:
11、 4万元 三 调试、培训费 单项总价: 5万元 合计 工程总造价 总价: 183.8万元 100万吨焦炭烟气余热回收工程概算表2(双方均可加工)单位:万元 序号 内 容 规格型号 产地品牌 单位 数量 单价 总价 备注 一 辅助设施 单项总价: 56.5万元 1 上升、下降管 套 1 9 9 8T 2 软化水箱 20m3 套 1 4 4 3 热力除氧器头 ASJX-15 15T/h
12、 套 1 3.5 3.5 4 除氧水箱 25m3 套 1 9 9 5 连接水管路 套 1 3 3 6 集汽器支架、平台 套 1 16 16 20T 7 炉顶雨棚 套 1 2 2 2T 8 安装电器材料、桥架 套 1 5 5 9 保温材料 套 1 5 5 二 自动化控制系统 单项总价: 20万元 三 安装费 单项总价: 35万元 四 报验费 单项总价: 2万元 合计 工程总造价
13、 总价: 113.5万元 100万吨焦炭烟气余热回收工程概算表3(外购件)单位:万元 序号 内 容 规格型号 产地品牌 单位 数量 单价 总价 备注 一 外购 单项总价: 40万元 1 软水装置 RSQ-8 15T/h 套 1 10 10 天津 3 磷酸盐加药装置 JSL－2/4-15/25 N=2.58KW,U=380V 套 1 2.5 2.5 7 取样冷却器 YXQLX－273/0.45 套 2 3.5 7
14、 9 放空消声器 XSQ-FK DN25 套 1 2.5 2.5 10 连续排污膨胀器 LP-3.53 套 1 3 3 11 锅炉给水泵 Q=15m3/h H=150m 台 2 2.5 5 12 软水泵 Q=20m3/h H=38m 台 2 0.5 1 2 阀门及配对法兰 套 1 9 9 合计 工程总造价 总价: 40万元 七、 主要技术经济指标 1、余热回收系统参数：
15、 烟气进口温度 ℃ 300 280 270 蒸汽压力 MPa 0.8 0.8 0.8 蒸汽温度 ℃ 170 170 170 蒸汽产量 t/h 11 9.8 9 2、本项目方案经济分析 经济效益： 产蒸汽量：5.5吨/小时（烟气按290度计算） 年产蒸汽量：5.5×24×330＝43560吨蒸汽/年 按110元/吨蒸汽计算 经济效益：43560×110＝479.16万元/年 消耗： ① 软水：按每吨3.6元计；45000吨/年 ② 电耗：250kw，按每度0.5元计 消耗费用：45000×3.6＋250×0.5×24×330＝115.2万元/年 ③设备维修费：在寿命期内维护费30万元/年 年净收益: 479.16－115.2－30＝333.96万元/年 联系人：李 乐 联系电话：13642065458 天津华能北方热力设备有限公司 2011-10 9
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