專利名稱：基于煅燒爐煅后焦余熱回收的炭素廠余熱發(fā)電供熱系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于工業(yè)余熱發(fā)電技術領域，特別涉及一種基于煅燒爐煅后焦余熱回收的炭素廠余熱發(fā)電供熱系統(tǒng)。
背景技術：
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品的同時，也存在大量各類余熱被白白浪費掉的“三高”問題，其中煅燒爐為將石油焦進行煅燒除去硫、揮發(fā)分等組分，成為煅后焦這一半成品，是經過進一步焙燒制成炭素的主要原料之一。煅后焦在煅燒爐中的溫度達到1200°C左右，通過出料口處的水套式換熱器結構進行冷卻降溫，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，保證煅后焦質量符合下游生產工序的要求。其中煅后焦在水套式換熱器內由冷卻循環(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。傳統(tǒng)的用于冷卻煅后焦的水套式換熱器的結構如圖1所示，該水套式換熱器可分為高溫段和低溫段兩部分，其中低溫段水套式換熱器7由低溫段內側水冷壁5與低溫段外殼壁8相互連接圍成，該低溫段水套式換熱器7的下部與冷卻循環(huán)水回水B相連，冷卻循環(huán)水回水B經由低溫段冷卻水進水管Ilb進入換熱器，通過低溫段內側水冷壁9被夾套式結構圍成的內腔中的高溫煅后焦2加熱。低溫段水套式換熱器7的上部則通過連通管6與高溫段水套式換熱器3a的下部循環(huán)水進口相連，必要時還可在高溫段水套式換熱器3a的下部設置高溫段冷卻水進水管Ila以提高高溫段循環(huán)水流量，上述冷卻水則通過高溫段內側水冷壁5被夾套式結構圍成的內腔中的高溫煅后焦2加熱，進而從上部冷卻水出口送出，冷卻水出水D則送往下游冷卻塔進行冷卻，冷卻水回水B及C則返回低溫段水套式換熱器7和高溫段水套式換熱器3a繼續(xù)冷卻煅后焦。但是，傳統(tǒng)的水套式冷卻方式實際存在的問題是，大量低品位余熱被從冷卻塔白白排掉了而未加以回收利用，雖然在某些炭素廠內采用該余熱承擔廠區(qū)內供暖、供生活熱水等回收部分余熱，但是考慮到廠區(qū)內采暖面積及熱負荷有限、生活熱水所需加熱量更小，因此絕大多數熱能仍被白白排放掉，而且耗費大量水資源及循環(huán)電力等。因此，傳統(tǒng)的單純冷卻方式已不符合節(jié)能節(jié)資、循環(huán)利用的社會可持續(xù)發(fā)展要求。因此，有必要探尋全新的煅后焦出料段冷卻方式和余熱回收發(fā)電的設計方案及其結構，以達到充分利用余熱資源、提高節(jié)能環(huán)保效益的目的。

實用新型內容本實用新型的目的是為克服已有技術的不足之處，提出一種基于煅燒爐煅后焦余熱回收的炭素廠余熱發(fā)電供熱系統(tǒng)，創(chuàng)造性地將煅后焦蘊含的大量余熱轉化為蒸汽，進而驅動汽輪機發(fā)電。本實用新型的具體描述是:基于煅燒爐煅后焦余熱回收的炭素廠余熱發(fā)電供熱系統(tǒng)，其特征在于，所述的余熱發(fā)電供熱系統(tǒng)包括煅燒爐煅后焦余熱回收制蒸汽子系統(tǒng)39和余熱汽輪機發(fā)電子系統(tǒng)30兩部分，其中煅燒爐煅后焦余熱回收制蒸汽子系統(tǒng)39采用高溫煅后焦余熱回收裝置11回收高溫煅后焦2的余熱并送入到制蒸汽的鍋筒21，鍋筒21的蒸汽出口與余熱汽輪機發(fā)電子系統(tǒng)30的余熱汽輪機31的主蒸汽進口相連，鍋筒21的給水進口與余熱汽輪機發(fā)電子系統(tǒng)30的凝汽器33的凝結水出口通過凝結水泵34及其后的凝結水回水管35相連。所述的高溫煅后焦余熱回收裝置11采用夾套式余熱回收裝置、外繞盤管式余熱回收裝置、外部貼附熱管式余熱回收裝置、內埋取熱管束式余熱回收裝置或內埋取熱熱管式余熱回收裝置。所述的制蒸汽的鍋筒21采用換熱式結構，其中換熱結構采用內部換熱管束結構或外部貼附管束式結構。所述的制蒸汽的鍋筒21采用汽包式結構，其中鍋筒21的蒸汽進口與高溫煅后焦余熱回收裝置11的蒸汽出口相連，鍋筒21的給水進口閥門36切斷，余熱汽輪機發(fā)電子系統(tǒng)30的凝汽器33的凝結水出口通過凝結水泵34及其后的凝結水回水管35與高溫煅后焦余熱回收裝置11的進水口相連。本實用新型的特點及有益效果:本實用新型采用高溫煅后焦余熱回收裝置，回收煅后焦中的大量余熱并制取較高能量品位的蒸汽，進而實現余熱發(fā)電，提高炭素廠能源利用效率、減少炭素廠廠用電、實現減排節(jié)水效益，具有較高的經濟社會效益和工程實用價值。

圖1是傳統(tǒng)的用于冷卻煅后焦的水套式換熱器結構示意圖；圖2是本實用新型所采用的基于煅燒爐煅后焦余熱回收的炭素廠余熱發(fā)電供熱系統(tǒng)的實施例1結構示意圖；圖3是本實用新型所采用的基于煅燒爐煅后焦余熱回收的炭素廠余熱發(fā)電供熱系統(tǒng)的實施例2結構示意圖；圖1、2、3中各部件編號與名稱如下:煅燒爐1、高溫煅后焦2、煅后焦出料段水套式換熱器3a、外殼壁4、內側水冷壁5、連通管6、低溫段水套式換熱器7、低溫段外殼壁8、低溫段內側水冷壁9、煅后焦冷卻出料口
10、高溫煅后焦余熱回收裝置11、高溫段冷卻水出水管11a、低溫段冷卻循環(huán)水回水管lib、高溫段冷卻水出水管12a、供氣管14、保溫層16、鍋筒21、換熱管22、熱管管束23、余熱汽輪機發(fā)電子系統(tǒng)30、余熱汽輪機31、發(fā)電機32、凝汽器33、凝結水泵34、凝結水循環(huán)管35、煅燒爐煅后焦余熱回收制蒸汽子系統(tǒng)39、冷卻后的煅后焦A、冷卻循環(huán)水回水B、高溫段冷卻循環(huán)水回水C、冷卻水出水D、低溫段冷卻水出水E。
具體實施方式
本實用新型提出的基于煅燒爐煅后焦余熱回收的炭素廠余熱發(fā)電供熱系統(tǒng)，結合附圖及實施例詳細說明。本實用新型的具體實施例如下。實施例1:[0021]基于煅燒爐煅后焦余熱回收的炭素廠余熱發(fā)電供熱系統(tǒng)，包括煅燒爐煅后焦余熱回收制蒸汽子系統(tǒng)39和余熱汽輪機發(fā)電子系統(tǒng)30兩部分，其中煅燒爐煅后焦余熱回收制蒸汽子系統(tǒng)39采用高溫煅后焦余熱回收裝置11回收高溫煅后焦2的余熱并送入到制蒸汽的鍋筒21，鍋筒21的蒸汽出口與余熱汽輪機發(fā)電子系統(tǒng)30的余熱汽輪機31的主蒸汽進口相連，鍋筒21的給水進口與余熱汽輪機發(fā)電子系統(tǒng)30的凝汽器33的凝結水出口通過凝結水泵34及其后的凝結水回水管35相連。高溫煅后焦余熱回收裝置11采用外部貼附熱管式余熱回收裝置。制蒸汽的鍋筒21采用換熱式結構，其中換熱結構采用內部換熱管束結構。實施例2:基于煅燒爐煅后焦余熱回收的炭素廠余熱發(fā)電供熱系統(tǒng)，包括煅燒爐煅后焦余熱回收制蒸汽子系統(tǒng)39和余熱汽輪機發(fā)電子系統(tǒng)30兩部分，其中煅燒爐煅后焦余熱回收制蒸汽子系統(tǒng)39采用高溫煅后焦余熱回收裝置11回收高溫煅后焦2的余熱并送入到制蒸汽的鍋筒21，鍋筒21的蒸汽出口與余熱汽輪機發(fā)電子系統(tǒng)30的余熱汽輪機31的主蒸汽進口相連，鍋筒21的給水進口與余熱汽輪機發(fā)電子系統(tǒng)30的凝汽器33的凝結水出口通過凝結水泵34及其后的凝結水回水管35相連。高溫煅后焦余熱回收裝置11采用內埋取熱管束式余熱回收裝置。制蒸汽的鍋筒21采用汽包式結構，其中鍋筒21的蒸汽進口與高溫煅后焦余熱回收裝置11的蒸汽出口相連，鍋筒21的給水進口閥門36切斷，余熱汽輪機發(fā)電子系統(tǒng)30的凝汽器33的凝結水出口通過凝結水泵34及其后的凝結水回水管35與高溫煅后焦余熱回收裝置11的進水口相連。需要說明的是，本實用新型提出了采用外部貼附式熱管換熱結構實現煅后焦余熱回收制取蒸汽的結構設計，而按照此一設計方案可有不同的具體實施措施，例如采取各種熱管管束的管型、管徑、壁厚與管長組合等，以及其它類似的簡單變形的實施方式均落入本實用新型的保護范圍。
權利要求1.基于煅燒爐煅后焦余熱回收的炭素廠余熱發(fā)電供熱系統(tǒng)，其特征在于，所述的余熱發(fā)電供熱系統(tǒng)包括煅燒爐煅后焦余熱回收制蒸汽子系統(tǒng)(39)和余熱汽輪機發(fā)電子系統(tǒng)(30)兩部分，其中煅燒爐煅后焦余熱回收制蒸汽子系統(tǒng)(39)采用高溫煅后焦余熱回收裝置(11)回收高溫煅后焦(2)的余熱并送入到制蒸汽的鍋筒(21)，鍋筒(21)的蒸汽出口與余熱汽輪機發(fā)電子系統(tǒng)(30)的余熱汽輪機(31)的主蒸汽進口相連，鍋筒(21)的給水進口與余熱汽輪機發(fā)電子系統(tǒng)(30)的凝汽器(33)的凝結水出口通過凝結水泵(34)及其后的凝結水回水管(35)相連。
2.如權利要求1所述的基于煅燒爐煅后焦余熱回收的炭素廠余熱發(fā)電供熱系統(tǒng)，其特征在于，所述的高溫煅后焦余熱回收裝置(11)采用夾套式余熱回收裝置、外繞盤管式余熱回收裝置、外部貼附熱管式余熱回收裝置、內埋取熱管束式余熱回收裝置或內埋取熱熱管式余熱回收裝置。
3.如權利要求1所述的基于煅燒爐煅后焦余熱回收的炭素廠余熱發(fā)電供熱系統(tǒng)，其特征在于，所述的制蒸汽的鍋筒(21)采用換熱式結構，其中換熱結構采用內部換熱管束結構或外部貼附管束式結構。
4.如權利要求1所述的基于煅燒爐煅后焦余熱回收的炭素廠余熱發(fā)電供熱系統(tǒng)，其特征在于，所述的制蒸汽的鍋筒(21)采用汽包式結構，其中鍋筒(21)的蒸汽進口與高溫煅后焦余熱回收裝置(11)的蒸汽出口相連，鍋筒(21)的給水進口閥門(36)切斷，余熱汽輪機發(fā)電子系統(tǒng)(30)的凝汽器(33)的凝結水出口通過凝結水泵(34)及其后的凝結水回水管(35)與高溫煅后焦余熱回收裝置(11)的進水口相連。
專利摘要本實用新型涉及一種基于煅燒爐煅后焦余熱回收的炭素廠余熱發(fā)電供熱系統(tǒng)，屬于工業(yè)余熱發(fā)電技術領域。該余熱發(fā)電裝置包括煅燒爐煅后焦余熱回收制蒸汽子系統(tǒng)和汽輪機發(fā)電子系統(tǒng)兩部分，其中煅燒爐煅后焦余熱回收制蒸汽子系統(tǒng)采用的煅后焦余熱回收制蒸汽方式包括夾套式、外繞盤管式、外部貼附熱管式、內埋取熱管束式、內埋取熱熱管式等結構方式，通過回收高溫煅后焦余熱制取蒸汽并送入汽輪發(fā)電機組進行發(fā)電。本實用新型采用全新設計的余熱回收制蒸汽裝置實現余熱發(fā)電，將原有被白白排放掉的物料余熱加以回收利用，提高炭素廠能源利用效率、降低廠用電、實現減排節(jié)水效益。
文檔編號F22B1/04GK202993142SQ20122074918
公開日2013年6月12日 申請日期2012年12月31日 優(yōu)先權日2012年12月31日
發(fā)明者張茂勇 申請人:張茂勇