余热发电在焦化厂中的应用与节能探讨
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措施 尤 为重 要 。
２ ． ２ ． １ 低温余热发电技术
生产过程中产生 的中低温度的废气 ， 通 过循 环系统 ， 将热量传 近几 年 ， 环 境 污染 所 带来 的危 害开 始 显 现 。全球 变 暖 带 来 了严 递给余热炉， 余热炉产生大量的蒸汽推动蒸汽轮机做功发电。余热 重的危害。农业方面 ， 病虫害越来越严重 ， 治理越来越 困难。气候方 炉只起 到热量交换的作用 ， 过程中不需要任何燃料的补充 ， 因此不 面 ， 气 候 反 复无 常 ， 海 洋风 暴 增 多 ， 多地 都 出 现 了严 重 的雪 灾 和 洪涝 产生温室气体 、 粉尘和其他有害气体。该技术有利 于企业能源利用 灾 害 。海平 面 上升 ， 危 及 到 了沿 海 地 区 的安 全 。如 果 环境 得 不 到 治 率的提高 ， 降低企 业生产成本 ， 有 效控制气体污染 ， 减 少空气中 的 理 ， 地球表面温度继续升高 ， 到２ ０ ５ ０年 ， 地表平均温度将上升 ３ ￣ ４ Ｐ Ｍ ２ ． ５的含 量 。 摄氏度 ， 南北极 的冰山将全面融化 ， 海平面大幅上升， 一些 岛屿和沿 ２ ． ２ ． ２热水闪蒸技术 海国家将被淹灭。 余热发电项 目， 大大减少化石能源的消耗 ， 也就减 在某一压力下 ， 温度未能达 到 １ ０ ０ ￣ Ｃ， 当压力逐渐减小 时 ， 水就 少了温室气体 的排放 ， 缓解了环境 的压力 ， 为环境的治理节约了大 进 入饱 和 状态 开 始汽 化 ， 随着 压力 的一 直下 降 ， 汽 化 程度 不 断 加 深 ， 量 的 时间 。 此过 程 称 为 闪蒸 技术 。 热水 闪蒸 发 电技 术是 对 中低 温 度废 气 发 电技 余 热 发 电设备 的 国产化 ，有利 于提 高我 国的装 备 制 造 能力 ， 提 术的创新 ， 适用于多种余热热源的余热发电系统 。余热锅炉产生一 高 自主创新能力。余热锅 炉等一些重要设备 的国产化， 有利于摆脱 定 压力 的热 水 ， 将 热 水 导入 低压 环 境下 ， 产 生 大量 的 饱 和蒸 汽 。 大 量 国外 的技 术封 锁 ， 有利 中国企 业 走 出去 。 余 热发 电技 术 ， 带 动整 个 行 的饱 和蒸 汽将 推 动蒸 汽 式 轮机 转 动 ， 产 生 电能 。 业 的技 术 创新 达 到 了一个 新 台 阶 。 ２ ． ３工 艺 系统 ４ 结束 语 目前有三种余热发电技术是国 内普遍采用的 ，分别是单压 系 焦化废气 的余热发 电系统 的利用 ，减少 了焦化厂的粉尘排放 。 统、 闪蒸系统 、 双压系统。 单压系统是单级进汽汽轮机和余热锅炉的 工 艺 简单 ， 废 气热 量 的再 利 用 ， 减 少 了沉 降 室散 热 的 压力 ， 减 少 了损 单压不补汽系统 。 闪蒸系统是采用补汽式汽轮机的复合闪蒸单级补 失 。 利 用发 电量 ， 减 少 了化 石 燃料 的使用 量 ， 提 高 了焦 化厂 的 能源 利 汽系统 。余热锅炉生产主蒸汽 同时生产高温热水 ， 高温热水再降压 用率。余热发 电对余热利用开拓了一条新途径 ， 节能降耗已经成为 蒸发出二次蒸汽后 ， 二次蒸汽补入汽轮机。双压系统是采用补汽式 焦化产业提高竞争力的必要途径 。在环境污染越来越重 的今天 ， 一 汽轮机 的双压单级补汽系统。余热锅 炉生产两个不 同压力 的蒸汽 ， 切能源的再利用都是十分必要 的。这需要不断的创新 ， 增加全 民族 个 主蒸 汽 ， 另一 个 为低 压 系 统 。＿ ｌ ＿ 的创新 能 力 。 ３余热发 电系统 的效益 参考 文献 余热发电系统有 热能利用率高 、 发 电量大的特点 ， 而且余热发 ［ １ ］ 李江． 冶金 企 业烧 结 冷 却机 余 热 发 电技 术 开 发 及 应 用［ Ｊ ］ ． 四 川 冶 电设备基本实现 了国产化 ， 每千瓦电量的投资也 比较有前景 。废气 金 ． ２ ０ １ ３ ． 的再循环技术 的应用 ， 有利于提高余 热锅炉 的发电效率 ， 而且该过 程中没有废气 的排放 ， 有利于环境保护 ， 为节能减排提供 了一个广 阔的思路。 余热发电系统具有无污染 、 投资前景好 、 社会效益好等特 点。余热发 电项 目是 国家所提倡 的能源的多重利用原则 。 ３ ． １经济效益和投��
不可再生能源面临枯竭的危险。能源的消耗加剧了环境污染 。 越来 越重的环境污染和温室效应使人们开始关注新能源和节约能源 。 能 源的多重的有效利用得到人们的广泛重视 。 能源的多重利用不仅保 证 了 生产 的需 要 ， 而 且有 利 于在 现有 的 条 件下 缓 解 环境 问题 。 因此 对 于 如 何 建 立高 能量 利 用 系统 和如 何 减 少 Ｃ Ｏ 排 放 提 出 了更 加 急
科技创新与应用 ｌ ２ ０ １ ４ 年 第１ ２ 期
科 技 创 新
余热发 电在焦化厂 中的应用节能探讨
曹晋 宁
（ 山西西 山热 电有限责 任公 司， 山西 太原 ｏ ３ ０ ０ ２ ２ ）
摘 要： ＿ ｖ － ＿ ， ｌ ｋ ４ ￣ 的快速发展 ， 不仅造成 了资源的快速 消耗 和浪 费， 而且给环境带来 了巨大的压力。环境 污染的加重 ， 资源的消耗 ， 使得Ａ － ４ １ １ 开始关注节能减排、 资源的有效利用。焦化厂具有比较稳定的热源， 而且热源的热值也较 高， 焦化厂利用余热发 电， 不仅 能够产生不错的经济效益， 而且还能增加社会效益， 节能减排 ， 减 少环境污染。文章主要从 系统构成、 技术要 点、 工艺系统及发 电 的效率进行 了分析、 探讨 ， 通过分析和探讨 ， 为余热 发电 在 焦化厂 中的应用和节能提供 了参考。
关 键词 ： 余 热发 电 ； 工艺 系统 ； 闪蒸技 术 １引言 每千瓦发 电装机 的投资为 ５ ５ ０ ０ ～ ６ ５ ０ ０元。 若考虑到银行 １ ５ ％的贷款 随着工 业 化 的不 断 加深 ， 不断发展 ， 能 源 的消 耗越 来 越 多 ， 许 多 利息 ， 则总投资为 ９ ５ ０ ０ ～ １ ２ ０ ０ ０万元人民币。 余热发电系统稳定运行
后， 发电的主要成本 由折旧费 、 运行费和其他费用构成。 系统运行后 的发 电成 本 基 本 在 ０ ． ２ ０ ～ ０ ． ２ ８ 元 人 民币之 间 。如 果 按华 北 电 网平 均 电价 Ｏ ． ５ ２元／ 千瓦时 ， 若每吨燃料发电量是 ４ ５ 千瓦时 ， 则每吨燃料 降低 ２ ４元的成本价 。 按余热发电系统的利用率为 ９ ５ ％， 正常平均发 电功率按 １ ３ ０ ０ ０ ｋ ｗ计算 ， 则每年的发电量为 １ ０ ８ １ ８ ． ６ 万ｋ ｗ ｈ 。 这样除 去 发 电 的成 本 ， 平 均 每度 电 的利 润 为 ０ ． ２ ４ ～ ０ ． ３ ２ 元， 年 利润 为 ２ ５ ９ ６ ～ ３ ４ ６ １ 万元。按这样 的运行成本算 。 ２ ～ ３年的时间就可收回全部的成 本， 以后每年的净利润都可以达到千万级别 。 两到三年收回成本 ， 这样 的投资时间短 、 见效快 。 余热发电可以 得 到 国家 的补 贴 和政 策 扶植 ， 风 险性 小 ， 甚 至可 以忽略 。 余 热发 电项 目， 在焦化行业效果还是很好的 ， 生产 的电力 ， 不仅可 以满足 自己的 需要 ， 多余 的电量还可以对外出售 ， 赚取的利润还可 以补贴到燃料 的成本里面。这样 ， 燃料利用率更高， 避免了能源的浪费。废气的利 用， 使 整个 行 业 的生 产 成本 得 到 降低 ， 有 利 于社 会 化 生产 ， 有利 于 扩
切 的 要求 。
在焦化厂， 炼焦和煤气净化过程 中产生大量热量。这些余热有 着广阔的再利用价值 。预热再发电涉及到低温发 电技术。经过近几 年 的 研究 和 开发 ， 人 们 已 经掌 握 了低 温 发 电技 术 。随着 低 温 发 电技 术 的掌握 ， 余热发电市场逐渐变的广阔起来。尤其的焦化厂等能源 消耗 比较多的企业 ， 越来越重视余热发电技术。 ２焦化厂余热发电 焦化厂余热发 电， 是指借助气体的循环 给焦炭降温冷却 ， 燃烧 的焦炭将循环的气体加热 ，循环中的气体在与余 热炉进行 热量交 换， 产生大量 的蒸汽， 再利用蒸汽轮机发电。 气体在循环过程 中通过 吸热 、 放热 ， 以间接的方式实现热量 的交换 ， 蒸汽轮机将热量转化成 电力 。 ２ ． １焦 化余 热 发 电系统 余热发 电系统主要包括 ： 余热锅炉系统 、 气体循环系统、 运输系 统、 回收利用系统 、 空气压缩系统 、 发 电系统以及 配套 的给排水 、 消 防 系统 ， 另 外 照 明系 统 、 通 信 系统 。
大再 生产 。
２ ． ２主要技术
３ ． ２社会效益 余热发电项 目建成 以后 ， 不仅可以节约能源 ， 减少碳 、 石油等不 可再 生 的化 石燃 料 的 利用 。而且 还 能减 少 废 气 的排 放 ， 减 少 大气 中 硫化物、 氮化物的含量 ， 尤其是碳氧化合物 的排放 。 如果按上述全年 发 电量 达 到 １ ０ ８ １ ８ ． ６万千 瓦时 ， 每一度电消耗 ０ ． ４ ０ ｋ ｇ的碳 ， 这 样 计 算下来平均每年节约 ２ ７ ． Ｏ ５ 万吨标准煤 ， 减少了 ５ ７万吨的二氧化碳 排放 ， 并 减少 了大 气 中粉尘 的含量 。 在 雾 霾越 来越 严 重 的今 天 ， 这项
２ ． ２ ． １ 低温余热发电技术
生产过程中产生 的中低温度的废气 ， 通 过循 环系统 ， 将热量传 近几 年 ， 环 境 污染 所 带来 的危 害开 始 显 现 。全球 变 暖 带 来 了严 递给余热炉， 余热炉产生大量的蒸汽推动蒸汽轮机做功发电。余热 重的危害。农业方面 ， 病虫害越来越严重 ， 治理越来越 困难。气候方 炉只起 到热量交换的作用 ， 过程中不需要任何燃料的补充 ， 因此不 面 ， 气 候 反 复无 常 ， 海 洋风 暴 增 多 ， 多地 都 出 现 了严 重 的雪 灾 和 洪涝 产生温室气体 、 粉尘和其他有害气体。该技术有利 于企业能源利用 灾 害 。海平 面 上升 ， 危 及 到 了沿 海 地 区 的安 全 。如 果 环境 得 不 到 治 率的提高 ， 降低企 业生产成本 ， 有 效控制气体污染 ， 减 少空气中 的 理 ， 地球表面温度继续升高 ， 到２ ０ ５ ０年 ， 地表平均温度将上升 ３ ￣ ４ Ｐ Ｍ ２ ． ５的含 量 。 摄氏度 ， 南北极 的冰山将全面融化 ， 海平面大幅上升， 一些 岛屿和沿 ２ ． ２ ． ２热水闪蒸技术 海国家将被淹灭。 余热发电项 目， 大大减少化石能源的消耗 ， 也就减 在某一压力下 ， 温度未能达 到 １ ０ ０ ￣ Ｃ， 当压力逐渐减小 时 ， 水就 少了温室气体 的排放 ， 缓解了环境 的压力 ， 为环境的治理节约了大 进 入饱 和 状态 开 始汽 化 ， 随着 压力 的一 直下 降 ， 汽 化 程度 不 断 加 深 ， 量 的 时间 。 此过 程 称 为 闪蒸 技术 。 热水 闪蒸 发 电技 术是 对 中低 温 度废 气 发 电技 余 热 发 电设备 的 国产化 ，有利 于提 高我 国的装 备 制 造 能力 ， 提 术的创新 ， 适用于多种余热热源的余热发电系统 。余热锅炉产生一 高 自主创新能力。余热锅 炉等一些重要设备 的国产化， 有利于摆脱 定 压力 的热 水 ， 将 热 水 导入 低压 环 境下 ， 产 生 大量 的 饱 和蒸 汽 。 大 量 国外 的技 术封 锁 ， 有利 中国企 业 走 出去 。 余 热发 电技 术 ， 带 动整 个 行 的饱 和蒸 汽将 推 动蒸 汽 式 轮机 转 动 ， 产 生 电能 。 业 的技 术 创新 达 到 了一个 新 台 阶 。 ２ ． ３工 艺 系统 ４ 结束 语 目前有三种余热发电技术是国 内普遍采用的 ，分别是单压 系 焦化废气 的余热发 电系统 的利用 ，减少 了焦化厂的粉尘排放 。 统、 闪蒸系统 、 双压系统。 单压系统是单级进汽汽轮机和余热锅炉的 工 艺 简单 ， 废 气热 量 的再 利 用 ， 减 少 了沉 降 室散 热 的 压力 ， 减 少 了损 单压不补汽系统 。 闪蒸系统是采用补汽式汽轮机的复合闪蒸单级补 失 。 利 用发 电量 ， 减 少 了化 石 燃料 的使用 量 ， 提 高 了焦 化厂 的 能源 利 汽系统 。余热锅炉生产主蒸汽 同时生产高温热水 ， 高温热水再降压 用率。余热发 电对余热利用开拓了一条新途径 ， 节能降耗已经成为 蒸发出二次蒸汽后 ， 二次蒸汽补入汽轮机。双压系统是采用补汽式 焦化产业提高竞争力的必要途径 。在环境污染越来越重 的今天 ， 一 汽轮机 的双压单级补汽系统。余热锅 炉生产两个不 同压力 的蒸汽 ， 切能源的再利用都是十分必要 的。这需要不断的创新 ， 增加全 民族 个 主蒸 汽 ， 另一 个 为低 压 系 统 。＿ ｌ ＿ 的创新 能 力 。 ３余热发 电系统 的效益 参考 文献 余热发电系统有 热能利用率高 、 发 电量大的特点 ， 而且余热发 ［ １ ］ 李江． 冶金 企 业烧 结 冷 却机 余 热 发 电技 术 开 发 及 应 用［ Ｊ ］ ． 四 川 冶 电设备基本实现 了国产化 ， 每千瓦电量的投资也 比较有前景 。废气 金 ． ２ ０ １ ３ ． 的再循环技术 的应用 ， 有利于提高余 热锅炉 的发电效率 ， 而且该过 程中没有废气 的排放 ， 有利于环境保护 ， 为节能减排提供 了一个广 阔的思路。 余热发电系统具有无污染 、 投资前景好 、 社会效益好等特 点。余热发 电项 目是 国家所提倡 的能源的多重利用原则 。 ３ ． １经济效益和投��
不可再生能源面临枯竭的危险。能源的消耗加剧了环境污染 。 越来 越重的环境污染和温室效应使人们开始关注新能源和节约能源 。 能 源的多重的有效利用得到人们的广泛重视 。 能源的多重利用不仅保 证 了 生产 的需 要 ， 而 且有 利 于在 现有 的 条 件下 缓 解 环境 问题 。 因此 对 于 如 何 建 立高 能量 利 用 系统 和如 何 减 少 Ｃ Ｏ 排 放 提 出 了更 加 急
科技创新与应用 ｌ ２ ０ １ ４ 年 第１ ２ 期
科 技 创 新
余热发 电在焦化厂 中的应用节能探讨
曹晋 宁
（ 山西西 山热 电有限责 任公 司， 山西 太原 ｏ ３ ０ ０ ２ ２ ）
摘 要： ＿ ｖ － ＿ ， ｌ ｋ ４ ￣ 的快速发展 ， 不仅造成 了资源的快速 消耗 和浪 费， 而且给环境带来 了巨大的压力。环境 污染的加重 ， 资源的消耗 ， 使得Ａ － ４ １ １ 开始关注节能减排、 资源的有效利用。焦化厂具有比较稳定的热源， 而且热源的热值也较 高， 焦化厂利用余热发 电， 不仅 能够产生不错的经济效益， 而且还能增加社会效益， 节能减排 ， 减 少环境污染。文章主要从 系统构成、 技术要 点、 工艺系统及发 电 的效率进行 了分析、 探讨 ， 通过分析和探讨 ， 为余热 发电 在 焦化厂 中的应用和节能提供 了参考。
关 键词 ： 余 热发 电 ； 工艺 系统 ； 闪蒸技 术 １引言 每千瓦发 电装机 的投资为 ５ ５ ０ ０ ～ ６ ５ ０ ０元。 若考虑到银行 １ ５ ％的贷款 随着工 业 化 的不 断 加深 ， 不断发展 ， 能 源 的消 耗越 来 越 多 ， 许 多 利息 ， 则总投资为 ９ ５ ０ ０ ～ １ ２ ０ ０ ０万元人民币。 余热发电系统稳定运行
后， 发电的主要成本 由折旧费 、 运行费和其他费用构成。 系统运行后 的发 电成 本 基 本 在 ０ ． ２ ０ ～ ０ ． ２ ８ 元 人 民币之 间 。如 果 按华 北 电 网平 均 电价 Ｏ ． ５ ２元／ 千瓦时 ， 若每吨燃料发电量是 ４ ５ 千瓦时 ， 则每吨燃料 降低 ２ ４元的成本价 。 按余热发电系统的利用率为 ９ ５ ％， 正常平均发 电功率按 １ ３ ０ ０ ０ ｋ ｗ计算 ， 则每年的发电量为 １ ０ ８ １ ８ ． ６ 万ｋ ｗ ｈ 。 这样除 去 发 电 的成 本 ， 平 均 每度 电 的利 润 为 ０ ． ２ ４ ～ ０ ． ３ ２ 元， 年 利润 为 ２ ５ ９ ６ ～ ３ ４ ６ １ 万元。按这样 的运行成本算 。 ２ ～ ３年的时间就可收回全部的成 本， 以后每年的净利润都可以达到千万级别 。 两到三年收回成本 ， 这样 的投资时间短 、 见效快 。 余热发电可以 得 到 国家 的补 贴 和政 策 扶植 ， 风 险性 小 ， 甚 至可 以忽略 。 余 热发 电项 目， 在焦化行业效果还是很好的 ， 生产 的电力 ， 不仅可 以满足 自己的 需要 ， 多余 的电量还可以对外出售 ， 赚取的利润还可 以补贴到燃料 的成本里面。这样 ， 燃料利用率更高， 避免了能源的浪费。废气的利 用， 使 整个 行 业 的生 产 成本 得 到 降低 ， 有 利 于社 会 化 生产 ， 有利 于 扩
切 的 要求 。
在焦化厂， 炼焦和煤气净化过程 中产生大量热量。这些余热有 着广阔的再利用价值 。预热再发电涉及到低温发 电技术。经过近几 年 的 研究 和 开发 ， 人 们 已 经掌 握 了低 温 发 电技 术 。随着 低 温 发 电技 术 的掌握 ， 余热发电市场逐渐变的广阔起来。尤其的焦化厂等能源 消耗 比较多的企业 ， 越来越重视余热发电技术。 ２焦化厂余热发电 焦化厂余热发 电， 是指借助气体的循环 给焦炭降温冷却 ， 燃烧 的焦炭将循环的气体加热 ，循环中的气体在与余 热炉进行 热量交 换， 产生大量 的蒸汽， 再利用蒸汽轮机发电。 气体在循环过程 中通过 吸热 、 放热 ， 以间接的方式实现热量 的交换 ， 蒸汽轮机将热量转化成 电力 。 ２ ． １焦 化余 热 发 电系统 余热发 电系统主要包括 ： 余热锅炉系统 、 气体循环系统、 运输系 统、 回收利用系统 、 空气压缩系统 、 发 电系统以及 配套 的给排水 、 消 防 系统 ， 另 外 照 明系 统 、 通 信 系统 。
大再 生产 。
２ ． ２主要技术
３ ． ２社会效益 余热发电项 目建成 以后 ， 不仅可以节约能源 ， 减少碳 、 石油等不 可再 生 的化 石燃 料 的 利用 。而且 还 能减 少 废 气 的排 放 ， 减 少 大气 中 硫化物、 氮化物的含量 ， 尤其是碳氧化合物 的排放 。 如果按上述全年 发 电量 达 到 １ ０ ８ １ ８ ． ６万千 瓦时 ， 每一度电消耗 ０ ． ４ ０ ｋ ｇ的碳 ， 这 样 计 算下来平均每年节约 ２ ７ ． Ｏ ５ 万吨标准煤 ， 减少了 ５ ７万吨的二氧化碳 排放 ， 并 减少 了大 气 中粉尘 的含量 。 在 雾 霾越 来越 严 重 的今 天 ， 这项
