專利名稱:一種鍋爐輕烴煤基雙燃料供應(yīng)系統(tǒng)以及使用方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種鍋爐燃料供應(yīng)系統(tǒng),具體指一種以煤基燃料為主、輕烴原料為輔的燃料系統(tǒng)。
背景技術(shù):
煤基燃料具有以下特點1)煤基燃料成分和特點煤基燃料是由70%左右的煤,30%左右的輕烴和水以及約的化學(xué)添加劑制成的漿體燃料,能夠泵送、霧化和著火燃燒。熱值相當(dāng)于燃料油的一半。2)煤基燃料的環(huán)保特性選用洗精煤做原料煤,具有“兩高兩低”的特點,即揮發(fā)份高、熱值高;灰分低、硫分低,熱值> 6800Kcal/kg,揮發(fā)份> 30 %,灰分< 6 %,硫份 <0.5%。從燃料的源頭上減少了污染物含量。3)煤基燃料燃盡率高在燃燒過程中灰分形成多孔燒結(jié)物,平均粒徑大于0. 2mm, 大大減少了飛灰的形成,同時由于排煙溫度較燃油低150 200°C,降低隨煙氣排出的NOX 的數(shù)量,有利于環(huán)境保護。4)煤基燃料占地小煤基燃料用儲罐存放,無需煤場、渣場,為清潔生產(chǎn)創(chuàng)造了條件。混空輕烴燃氣是一種新型城鎮(zhèn)燃氣,可替代LPG、天然氣、柴油等,具有低污染、高效、節(jié)能、運行成本低、資源綜合利用的突出優(yōu)點。符合國家能源發(fā)展的宏觀政策及當(dāng)前我國城市燃氣產(chǎn)業(yè)政策,在《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄(2005年本)》第40號令中,“油田伴生資源綜合利用”、“放空天然氣回收利用”被列在了鼓勵類中;在《當(dāng)前國家重點鼓勵發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)目錄(2000年修訂)》中,其中"油氣伴生資源綜合利用"為第八個領(lǐng)域中第5項;隨著經(jīng)濟持續(xù)發(fā)高速發(fā)展,我國資源相對不足,對經(jīng)濟發(fā)展的約束矛盾將日益突出。必須堅持資源開發(fā)與節(jié)約開采,把節(jié)約放在首位。根據(jù)《國務(wù)院批轉(zhuǎn)國家經(jīng)貿(mào)類等部關(guān)于進一步開展資源綜合利用意見》(國發(fā)[1996]36號)規(guī)定,國家發(fā)展改革委、財政部、國家稅務(wù)總局于2004年1月組織修訂了《資源綜合利用目錄》(2003年修訂)。本目錄中錄入了 “在礦產(chǎn)資源開采加工過程中綜合利用共生,伴生資源的產(chǎn)品——原油、開然氣生產(chǎn)過程中回收收提取的輕烴”、綜合利用廢氣生產(chǎn)的產(chǎn)品——從煉油及石油化工尾氣中回收提取的火炬氣、可燃氣、輕烴”。該目錄是新時期企業(yè)享受國家資源綜合利用稅收優(yōu)惠政策的依據(jù),體現(xiàn)了國家鼓勵資源綜合利用發(fā)展的政策導(dǎo)向。推廣使用混空輕烴燃氣是將輕烴資源綜合利用的一種高效途徑之一。輕烴資源綜合利用是指將石油、天然氣開采過程中共生,伴生物綜合開發(fā)與合理利用;對石油煉制過程產(chǎn)生的廢氣中的輕烴回收和合理使用;對溶劑油、乙烯生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的單烯烴裂解碳五尋求到最佳的使用途徑及范圍。節(jié)約資源與提高資源利用率是我國的基本國策,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟、保護生態(tài)環(huán)境、加快建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的低碳社會是我國當(dāng)前的一項緊迫任務(wù)。近年來在國家政策的引導(dǎo)和扶持下,輕烴資源綜合利用的規(guī)模不斷擴大,利用領(lǐng)域逐步拓寬,技術(shù)水平日益提高,產(chǎn)業(yè)化進程不斷加快,取得了良好的經(jīng)濟、環(huán)保、社會多重效益,對緩解資源的約束和環(huán)境壓力,提高國家能源安全,促進經(jīng)濟社會的低碳可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮重要的作用?;炜蛰p烴燃氣現(xiàn)已成我國城市燃氣中的一個新成員,住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部已經(jīng)正式頒布了《混空輕烴燃氣》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),意味著從此我國混空輕烴燃氣行業(yè)將步入標(biāo)準(zhǔn)化的可持續(xù)健康發(fā)展的軌道。隨著我國石油開采量、使用量的逐年增加和煉油工業(yè)產(chǎn)品的不斷提升,以及乙烯產(chǎn)能的高速發(fā)展,輕烴的資源量與供應(yīng)的發(fā)展速度急劇增量,而其目前終端使用用途、數(shù)量又有限,資源量上供遠大于求。輕烴原料具有熱值高、易蒸發(fā)、安全、環(huán)保、使用方便、價格適中等優(yōu)點,可作為常規(guī)燃料的理想替代品,解決無燃氣氣源的中小城鎮(zhèn),及遠離城市基礎(chǔ)配套設(shè)施的工業(yè)園區(qū)的供氣氣源,特別適宜作為10萬人左右的中小城鎮(zhèn)的用氣問題。隨著經(jīng)濟增長模式的轉(zhuǎn)變,及大力倡導(dǎo)低碳經(jīng)濟型社會的建設(shè)和中小城填城市化進程的加快,混空輕烴燃氣的發(fā)展速度要超過天然氣、液化石油氣、二甲醚作為中小城鎮(zhèn)/ 工業(yè)園區(qū)的主力氣源。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有的兩種燃料原料的工作原理進行研究,對現(xiàn)有的鍋爐燃料供應(yīng)系統(tǒng)進行了改造,提供了一種鍋爐輕烴煤基雙燃料供應(yīng)系統(tǒng),所述系統(tǒng)具有節(jié)省能源、切換容易的技術(shù)優(yōu)點。此外,本發(fā)明還公開了一種鍋爐輕烴煤基雙燃料供應(yīng)系統(tǒng)的使用方法。根據(jù)本發(fā)明的一個方面,本發(fā)明提供了一種鍋爐輕烴煤基雙燃料供應(yīng)系統(tǒng),包括燃料供應(yīng)站系統(tǒng),包括,混空輕烴燃料供應(yīng)單元和煤基燃料供應(yīng)單元,兩者同時連接一個控制單元,并且,該控制單元連接一個與用氣設(shè)備單元連接在一起的實時負荷監(jiān)測單元,其中,當(dāng)所述用氣設(shè)備單元的在額定負荷的40% 100%時,所述控制單元控制所述煤基燃料供應(yīng)單元開啟;當(dāng)所述用氣設(shè)備單元啟動或小于額定負荷的40%時,所述控制單元控制所述混空輕烴燃料供應(yīng)單元開啟并運行。進一步地,優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是,所述混空輕烴燃料供應(yīng)單元包括,全密閉接卸車單元、 原料油儲存單元、壓力式供油單元、蒸發(fā)氣化混氣釜單元、空氣單元、補熱單元、重碳烴儲存單元以及燃氣混合單元;其中,所述全密閉接卸車單元、原料油儲存單元、壓力式供油單元、 蒸發(fā)氣化混氣釜單元、以及燃氣混合單元順次連接;所述空氣單元分別連接到所述原料油儲存單元、蒸發(fā)氣化混氣釜單元和重碳烴儲存單元;所述燃氣混合單元和重碳烴儲存單元還連接到所述補熱單元;所述補熱單元連接到所述蒸發(fā)氣化混氣釜單元。進一步地,優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是,所述煤基燃料供應(yīng)單元和混空輕烴燃料供應(yīng)單元在總平面上分區(qū)布置在一起。進一步地,優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是,所述用氣設(shè)備單元是選自鍋爐、工業(yè)窯爐、建筑陶瓷窯爐、玻璃窯爐任一或其組合。進一步地,優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是,所述空氣系統(tǒng)中設(shè)置有多個儲氣罐和/或空氣調(diào)壓器。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面,本發(fā)明提供了一種鍋爐輕烴煤基雙燃料供應(yīng)系統(tǒng)的使用方法,包括
A、設(shè)定一個負荷閾值;B、實時檢測用氣設(shè)備單元的工作負荷并與負荷閾值相比較;其中,C、當(dāng)所述工作負荷小于負荷閾值時,啟動混空輕烴燃料供應(yīng)單元并向用氣設(shè)備單元輸出混空輕烴燃料;D、當(dāng)所述工作負荷大于等于負荷閾值時,啟動煤基燃料供應(yīng)單元并向用氣設(shè)備單元輸出煤基燃料。其中,該使用方法進一步包括生成混空輕烴燃料過程,包括采用空氣鼓泡制氣工藝,將常溫常壓下為液態(tài)的輕烴原料轉(zhuǎn)化為混空輕烴燃氣。其中,優(yōu)選的方法包括,根據(jù)要輸出的混空輕烴燃氣的氧含量,調(diào)整在鼓泡制氣過程中的輕烴原料溫度、液位高低以及組份。本發(fā)明在采取了上述技術(shù)方案以后,由于采用雙燃料系統(tǒng)設(shè)計,并且,以煤基液體燃料作為主要燃料供鍋爐使用,實現(xiàn)了煤炭的清潔利用;此外,擴大了輕烴原料使用范圍, 降低輕烴原料購置成本;另外,在空氣系統(tǒng)中設(shè)置了一定容量的儲氣罐,進而消除壓力波動,保證了用氣設(shè)備的輸出熱負荷的穩(wěn)定性。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細的描述,以使得本發(fā)明的上述優(yōu)點更加明確。圖1是本發(fā)明鍋爐輕烴煤基雙燃料供應(yīng)系統(tǒng)的框架示意圖;圖2是本發(fā)明鍋爐輕烴煤基雙燃料供應(yīng)系統(tǒng)的框架示意圖;圖3是本發(fā)明中煤基燃料供應(yīng)單元的工藝流程示意圖;圖4是本發(fā)明中混空輕烴燃氣供應(yīng)單元工藝流程示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例來對本發(fā)明進行一個詳細的描述。圖1是本發(fā)明鍋爐輕烴煤基雙燃料供應(yīng)系統(tǒng)的框架示意圖;如圖所示,所述鍋爐輕烴煤基雙燃料供應(yīng)系統(tǒng),包括燃料供應(yīng)站系統(tǒng),其包括,混空輕烴燃料供應(yīng)單元和煤基燃料供應(yīng)單元,兩者同時連接一個控制單元,并且,該控制單元連接一個與用氣設(shè)備單元連接在一起的實時負荷監(jiān)測單元,其中,當(dāng)所述用氣設(shè)備單元的在額定負荷的40% 100%時,所述控制單元控制所述煤基燃料供應(yīng)單元開啟;當(dāng)所述用氣設(shè)備單元啟動或小于額定負荷的40%時,所述控制單元控制所述混空輕烴燃料供應(yīng)單元開啟并運行。并且,所述煤基燃料供應(yīng)單元和混空輕烴燃料供應(yīng)單元在總平面上分區(qū)布置在一起。圖2是本發(fā)明鍋爐輕烴煤基雙燃料供應(yīng)系統(tǒng)的框架示意圖。如圖所示,所述混空輕烴燃料供應(yīng)單元通過一個混空輕烴燃氣輸氣管網(wǎng)與用氣設(shè)備單元連接在一起;所述煤基燃料供應(yīng)單元通過輸送煤基燃料管道與用氣設(shè)備單元連接在一起。并且,所述用氣設(shè)備單元是選自鍋爐、工業(yè)窯爐、建筑陶瓷窯爐、玻璃窯爐任一或其組合。其中,本發(fā)明的鍋爐輕烴煤基雙燃料供應(yīng)系統(tǒng)的使用方法,包括
A、設(shè)定一個負荷閾值;B、實時檢測用氣設(shè)備單元的工作負荷并與負荷閾值相比較;其中,C、當(dāng)所述工作負荷小于負荷閾值時,啟動混空輕烴燃料供應(yīng)單元并向用氣設(shè)備單元輸出混空輕烴燃料;D、當(dāng)所述工作負荷大于等于負荷閾值時,啟動煤基燃料供應(yīng)單元并向用氣設(shè)備單元輸出煤基燃料。根據(jù)本發(fā)明的實施例,當(dāng)所述用氣設(shè)備單元的在額定負荷的40% 100%時,所述控制單元控制所述煤基燃料供應(yīng)單元開啟;當(dāng)所述用氣設(shè)備單元啟動或小于額定負荷的 40 %時,所述控制單元控制所述混空輕烴燃料供應(yīng)單元開啟并運行。圖3是本發(fā)明中煤基燃料供應(yīng)單元的工藝流程示意圖;圖4是本發(fā)明中混空輕烴燃氣供應(yīng)單元工藝流程示意圖。進一步地參照上述附圖對本發(fā)明進行詳細的描述;如圖所示,在一個優(yōu)選的實施例之中,所述混空輕烴燃料供應(yīng)單元包括,全密閉接卸車單元、 原料油儲存單元、壓力式供油單元、蒸發(fā)氣化混氣釜單元、空氣單元、補熱單元、重碳烴儲存單元以及燃氣混合單元;其中,所述全密閉接卸車單元、原料油儲存單元、壓力式供油單元、 蒸發(fā)氣化混氣釜單元、以及燃氣混合單元順次連接;所述空氣單元分別連接到所述原料油儲存單元、蒸發(fā)氣化混氣釜單元和重碳烴儲存單元;所述燃氣混合單元和重碳烴儲存單元還連接到所述補熱單元;所述補熱單元連接到所述蒸發(fā)氣化混氣釜單元。如圖所示,上述空氣系統(tǒng)(空氣壓縮機、空氣儲罐、空氣調(diào)壓器、管路、電磁閥、切斷閥等)、重碳烴儲供系統(tǒng)(重碳烴儲罐、管路、電磁閥、切斷閥等)、補熱系統(tǒng)(高位日用油箱、油/氣常壓熱水鍋爐、高位水箱、循環(huán)水泵、管路、閥門等)、輕烴氣化系統(tǒng)(輕烴鼓泡氣化器、液位計、鉬電阻、電磁閥、切斷閥、管路等)、混空輕烴燃氣除霧捕沫系統(tǒng)(緩沖平衡罐、管路、閥門、氧含量分析儀等。其中,混空輕烴燃氣制氣工藝為空氣鼓泡法,主要設(shè)備為輕烴鼓泡氣化器。在輕烴鼓泡氣化器內(nèi)設(shè)置有空氣泡發(fā)生裝置、氣化潛熱補充裝置、液位監(jiān)測裝置、溫度監(jiān)測裝置、 壓力監(jiān)測裝置。輕烴氣化器內(nèi)輕烴原料液位可隨輕烴原料性質(zhì)設(shè)定,空氣泡發(fā)生裝置設(shè)置在氣化器底部,通過它可以在氣化器輕烴原料內(nèi)形成許多直徑約3mm的空氣泡,這些小空氣泡具有很大的傳質(zhì)面積。在制氣中當(dāng)小空氣泡脫離空氣泡發(fā)生裝置在氣化器底部充滿整個氣化器斷面,并且在重力、浮力、阻力作用下將會從液體底部向液面上浮,直至躍出液面破裂。在小空氣泡上浮過程中,由于在小空氣泡膜內(nèi)外存在著輕烴原料的壓力差、濃度差,空氣泡膜外的輕烴通過泡膜向泡膜內(nèi)蒸發(fā),并逐漸向空氣泡中心處擴散,進行傳質(zhì)。當(dāng)空氣泡躍出液面破裂時,便形成了工藝要求的混空輕烴燃氣?;炜蛰p烴燃氣后經(jīng)除霧捕沫,通過輸氣管網(wǎng)供至用氣鍋爐使用。并且,空氣供給系統(tǒng)通過空氣壓縮機、空氣儲罐,經(jīng)空氣調(diào)壓器將空氣壓力調(diào)整至工藝要求規(guī)定值后供至氣化器的空氣泡發(fā)生裝置。由于輕烴原料轉(zhuǎn)換為混空輕烴燃氣時,需及時補充氣化潛熱。補熱系統(tǒng)通過油/ 氣常壓熱水鍋爐、循環(huán)泵將輕烴氣化器內(nèi)的輕烴原料的溫度穩(wěn)定在工藝要求的范圍。并且,輕烴氣化器內(nèi)的液位控制由“酸蛋泵”完成,即利用原料儲罐與輕烴氣化器的壓力差實施供液,通過電磁閥、液位計實施。
其中,輕烴原料由生產(chǎn)地或由儲備庫通過槽車運至燃料供應(yīng)站單元,利用站內(nèi)的密閉卸車單元(快裝接頭、膠管、拉斷閥、切斷閥等)將槽車內(nèi)的輕烴原料接卸至原料儲罐, 槽車內(nèi)尾部低壓部分由空氣壓縮機將儲罐頂氣化氣體加壓泵入槽車,將殘余輕烴原料壓入儲罐儲存。此外,如圖3所示,所述煤基燃料供應(yīng)單元由燃料儲罐、卸漿母管、卸漿泵、供漿泵及閥門、管道組成。其中,煤基燃料由生產(chǎn)地通過槽車運至供應(yīng)站內(nèi)接卸棧臺(高出地坪Im),通過高度差利用重力卸在母管內(nèi),再經(jīng)過卸漿泵打至儲罐內(nèi)儲存。儲罐內(nèi)的煤基燃料通過供漿泵、 環(huán)形輸漿管道供至鍋爐的爐前供漿系統(tǒng),供鍋爐使用。本發(fā)明在采取了上述技術(shù)方案以后,由于采用雙燃料系統(tǒng)設(shè)計,并且,以煤基液體燃料作為主要燃料供鍋爐使用,實現(xiàn)了煤炭的清潔利用;此外,擴大了輕烴原料使用范圍, 降低輕烴原料購置成本;另外,在空氣系統(tǒng)中設(shè)置了一定容量的儲氣罐,進而消除壓力波動,保證了用氣設(shè)備的輸出熱負荷的穩(wěn)定性。需要注意的是,上述具體實施例僅僅是示例性的,在本發(fā)明的上述教導(dǎo)下,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在上述實施例的基礎(chǔ)上進行各種改進和變形,而這些改進或者變形落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白,上面的具體描述只是為了解釋本發(fā)明的目的,并非用于限制本發(fā)明。本發(fā)明的保護范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
1.一種鍋爐輕烴煤基雙燃料供應(yīng)系統(tǒng),其特征在于,包括燃料供應(yīng)站系統(tǒng),所述燃料供應(yīng)站系統(tǒng)包括,混空輕烴燃料供應(yīng)單元和煤基燃料供應(yīng)單元,兩者同時連接一個控制單元, 并且,該控制單元連接一個與用氣設(shè)備單元連接在一起的實時負荷監(jiān)測單元,其中,當(dāng)所述用氣設(shè)備單元的在額定負荷的40% 100%時,所述控制單元控制所述煤基燃料供應(yīng)單元開啟;當(dāng)所述用氣設(shè)備單元啟動或小于額定負荷的40%時,所述控制單元控制所述混空輕烴燃料供應(yīng)單元開啟并運行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍋爐輕烴煤基雙燃料供應(yīng)系統(tǒng),其特征在于,所述混空輕烴燃料供應(yīng)單元包括,全密閉接卸車單元、原料油儲存單元、壓力式供油單元、蒸發(fā)氣化混氣釜單元、空氣單元、補熱單元、重碳烴儲存單元以及燃氣混合單元;其中,所述全密閉接卸車單元、原料油儲存單元、壓力式供油單元、蒸發(fā)氣化混氣釜單元、以及燃氣混合單元順次連接;所述空氣單元分別連接到所述原料油儲存單元、蒸發(fā)氣化混氣釜單元和重碳烴儲存單元;所述燃氣混合單元和重碳烴儲存單元還連接到所述補熱單元;所述補熱單元連接到所述蒸發(fā)氣化混氣釜單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍋爐輕烴煤基雙燃料供應(yīng)系統(tǒng),其特征在于,所述煤基燃料供應(yīng)單元由燃料儲罐、卸漿母管、卸漿泵、供漿泵及閥門、管道組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鍋爐輕烴煤基雙燃料供應(yīng)系統(tǒng),其特征在于,所述煤基燃料供應(yīng)單元和混空輕烴燃料供應(yīng)單元在總平面上分區(qū)布置在一起。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鍋爐輕烴煤基雙燃料供應(yīng)系統(tǒng),其特征在于,所述用氣設(shè)備單元是選自鍋爐、工業(yè)窯爐、建筑陶瓷窯爐、玻璃窯爐任一或其組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鍋爐輕烴煤基雙燃料供應(yīng)系統(tǒng),其特征在于,所述空氣系統(tǒng)中設(shè)置有多個儲氣罐和/或空氣調(diào)壓器。
7.一種鍋爐輕烴煤基雙燃料供應(yīng)系統(tǒng)的使用方法,包括A、設(shè)定一個負荷閾值;B、實時檢測用氣設(shè)備單元的工作負荷并與負荷閾值相比較;C、當(dāng)所述工作負荷小于負荷閾值時,啟動混空輕烴燃料供應(yīng)單元并向用氣設(shè)備單元輸出混空輕烴燃料;D、當(dāng)所述工作負荷大于等于負荷閾值時,啟動煤基燃料供應(yīng)單元并向用氣設(shè)備單元輸出煤基燃料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鍋爐輕烴煤基雙燃料供應(yīng)系統(tǒng)的使用方法,其特征在于,進一步包括生成混空輕烴燃料過程,采用空氣鼓泡制氣,將常溫常壓下為液態(tài)的輕烴原料轉(zhuǎn)化為混空輕烴燃氣。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鍋爐輕烴煤基雙燃料供應(yīng)系統(tǒng)的使用方法,其特征在于,根據(jù)要輸出的混空輕烴燃氣的氧含量,調(diào)整在鼓泡制氣過程中的輕烴原料溫度、液位高低以及組份。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鍋爐輕烴煤基雙燃料供應(yīng)系統(tǒng),包括燃料供應(yīng)站系統(tǒng),包括,混空輕烴燃料供應(yīng)單元和煤基燃料供應(yīng)單元,兩者同時連接一個控制單元,并且,該控制單元連接一個與用氣設(shè)備單元連接在一起的實時負荷監(jiān)測單元,其中,當(dāng)所述用氣設(shè)備單元的在額定負荷的40%~100%時,所述控制單元控制所述煤基燃料供應(yīng)單元開啟;當(dāng)所述用氣設(shè)備單元啟動或小于額定負荷的40%時,所述控制單元控制所述混空輕烴燃料供應(yīng)單元開啟并運行。由于采用雙燃料系統(tǒng)設(shè)計,以煤基液體燃料作為主要燃料供鍋爐使用,實現(xiàn)了煤炭的清潔利用;此外,擴大了輕烴原料使用范圍,保證了用氣設(shè)備的輸出熱負荷的穩(wěn)定性。本發(fā)明還公開了上述系統(tǒng)的使用方法。
文檔編號F23K5/00GK102297444SQ201110190440
公開日2011年12月28日 申請日期2011年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月8日
發(fā)明者劉開湘 申請人:湖南萬通達燃氣技術(shù)有限公司