焦化炉余热回收 辅助循环锅炉

焦化烟道气余热利用系统

装 置 可 行 方 案 书

天津新华能源设备科技有限公司

2013年07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260℃-320℃烟气进行余热回收产生0.4mpa-0.8mpa的蒸汽，可用于化产、取暖、制冷、并网、发电等各种用途。

某集团焦化厂现有1条水息焦生产线，总产能为120万吨/年；以焦炉煤气为炭化燃料，两座焦炉共用同一座烟囱，排烟温度平均为290℃。设计在高温烟道气进入烟囱之前配置一套二合一热管式蒸汽发生器，产0.8mpa的饱和蒸汽供生产使用，节约能源减少污染。热管蒸汽发生器工作原理为烟气从地下烟道抽出依次进入热管蒸发器、第一热管省煤器和第二热管省煤器，经引风机送至烟囱排空；热管蒸发器、热管省煤器分别与炉水换热，生产饱和蒸汽。

二、热管蒸发装置热工计算

1、基本参数：

1.烟气流量：180000nm3/h 2.烟气入口温度：290℃

3.软水入口温度：25℃

4.蒸汽出口温度：175℃（0.8mpa）

2、热工计算：

烟气出蒸发器温度170℃，蒸发段补水温度170℃

1.蒸发段吸收热量q

q =180000×（1.12×290－1.11×170）×1.295×0.96=kj/h

2．蒸发量:g1

g1=（(5×（=14820kg/h

3.软水量g2

g2=1.03×14820=15265kg/h

三、热管蒸发装置的设计

热管蒸发装置主要由热管蒸发器、热管软水预热器、汽包、上升管、下降管、外连管路和控制仪表等组成。

1、系统工作原理

工业软化水经过热管软水预热器初级预热经锅炉补水泵打进热管软水预热器进行预热（20→160℃），被加热的软化水进入汽包；汽包与热管蒸发器之间由上升管与下降管相连，形成一个自然循环水系统；补进汽包的软化水经下降管进入热管蒸发器，吸收热量形成汽水混合物，汽水混合物再经上升管进入汽包，在汽包内进行水汽分离，形成0.6-0.8mpa的饱和蒸汽，经蒸汽出口外送供生产使用。

四、热管蒸发装置平面布置图

五、热管蒸发装置工艺流程

六、热管蒸发装置的性能特点

根据焦化企业120万吨/年焦化装置的生产能力为例，共一条生产线，设计配置一套热管蒸汽发生器，副产0.8mpa的蒸汽共生产使用。

1、热管作为独立传热元件可以翅片化，低温传热效率高。

2、热管具有单管作业性，单只热管失效不会造成气水泄露被迫停车。

3、热管在整体设备结构中为单只点固定，热管的受热膨胀自由，避免膨胀应力破坏。

4、在同样的换热工况下，热管的管壁温度较传统的列管换热管壁温高30%，经合理的设计热管管壁热流密度，可以避免低温酸性腐蚀破坏，同时避免粘灰。

5、热管翅片化制作采用镍基钎焊翅片管工艺（即镍铬合金渗透技术），管片焊着率，接触热阻为零。其表面硬度高抗冲刷，耐低温酸露点腐蚀，较同类产品寿命可提高2～3倍。

6、热管蒸发器结构简单，安装维护方便、可以实现定期检修。

7、热管制作采用镍基钎焊翅片管技术，是一种新型翅片管焊接工艺，由绕片、喷粉、高温烧结渗透等十余道工序组成。其利用镍铬合金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，接触热阻为零。在翅片管表面烧结渗透一层0.1mm左右致密、光滑的合金保护层，使普通碳钢材料具有不锈钢的性能，其表面硬度高，能在高温、高流速介质的冲刷下工作，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。

七、装置设计引用标准

1、钢材标准

管 材 gb/t《中高压锅炉用无缝钢管》

gb/t《低中压锅炉用无缝钢管》

板材、型钢 gb/t700-2006《碳素结构钢》

2、制造及安装检验标准

gb151-1999《压力容器安全技术监察规程》

gb/t《气焊、焊条电弧焊、气体保护焊和高能束焊的推荐坡口》

jb/t《压力容器涂敷及运输包装》

jb/t《锅炉用原材料入厂验收规则》

jb/t1613 《锅炉受压元件焊接技术条件》

sh 《石油化工管式炉钢结构工程及部件安装工程技术条件》

sh 《石油化工设备和管道涂料防腐蚀技术规范》

《锅炉砖板衬里工艺条件要求》

《锅炉、压力容器安装条件》要求。

gb50205 钢结构工程施工质量验收规范

sbz4-92 石油化工工业炉烟风道设计导责

sh 石油化工企业设备管道钢结构表面色和标志规定

八、分工与责任

一）买方工作范畴

1、负责提供及校核基础设计参数。

2、负责组织相关人员对设备进行验收，卖方应提供方便于验收条件。

3、负责提供培训场地和受训人员。

4、负责对设备运行状况和性能进行标定，并出具标定报告。

5、负责设备在设计参数指标内安全运行。

二）卖方工作范畴

1、负责整套装置的设计、制造、运输、现场安装和系统调试开车，并达到正常运行。

2、负责整套余热回收装置和配套辅助设备的平面布置设计。

3、免费为买方操作人员进行岗前操作培训。

4、提供界区内所有辅助设备的技术要求、型规格号和数量。

5、按双方确认后的施工图进行设备制造，并对产品质量负责。

九、制造、安装及验收

1、整套装置按照《压力容器安全技术监察规程》及相关引用标准进行设计、

制作、验收。

2、所有无损检测应由持有相应种类和等级资格证书的人员担任。

3、钢结构和衬里等各部分检查、检验和试验的项目、内容和合格标准应符合各部分制造技术条件的规定。

4、零部件检查、检验和试验的项目、内容和合格标准应符合各零部件采购技术条件的规定。

5、在制造开始之前，买方和卖方之间应进行检查协调，以确定检查项目和时间。

6、买方或买方代表在事先发出通知后，有权在材料采购、制造和组装的任何阶段对所有零部件和组件进行检查，以保证材料和制造工艺等符合相应标准、规范、规程和图纸的要求。

7、检验项目和标准按设计制造要求及标准规范进行检验，已完成的检验须提供相应的检验报告。

8、设备竣工，卖方提前1周通知买方派人员到卖方制造厂进行设备出厂前检查验收，但以设备到达买方现场的检查验收为Zui终验收。

9、设备安装运行稳定1个月内买、卖双方应共同对设备性能在设计工况下进行标定，实际操作性能不能满足设计指标，卖方应免费对设备进行维修。

10、在设备运行过程中，如买方就余热锅炉有何疑问或设备运行不正常，卖方在12个小时内给予书面答复；现场需要，卖方24小时内赶到买方现场协助解决。

十、货物质量及性能保证

1、产品的设计、制造严格执行上述国标及行业标准，原材料采购执行国标。

2、装置工作性能保证达到设计条件要求，卖方对此负全部权责任，使用问题除外。

3、设备质保期为设备正常运行12个月或交货后18个月，两者以先到为准。

十一、供货范围及供货状态

十二、项目效益经济分析

一）副产蒸汽生成收入

1、年产蒸汽量g

g＝15×24×330＝118800吨/年

2、蒸汽单价：200元/吨

3、副产蒸汽生成收入s

s＝200×11880／10000＝2376万元/年

二）装置消耗

1、软水消耗

1）水费单价：12元/吨

2）水费消耗：12×15×24×330／10000＝142.5万元/年

2、电力消耗

1）系统装机能力：350kw

2）单位电价：0.6元/度

3）电力消耗：0.6×350×24×330／10000＝166.3万元/年

3、设备维护费：10.0万元/年

三）当年经济效益s

s＝2376－（820＋142.5＋166.3＋10.0）＝1237万元/年

（注：设备投资当年可收回；）

四） 次年经济效益si

si＝2376－（142.5＋166.3＋10.0）＝2057.2万元/年

注：以上计算中未考虑设备折旧；

五）设备质保寿命：≥8年

六）项目实施国家政策扶持资金

该项目属于目前国家政策扶持的节能减排项目，依据国家相关政策条例每回收热量折合1吨标煤国家可补助250～300元/吨，依据与此该项目的实施国家扶持资金计算如下：

1、装置可回收热量q

q＝kj/h

1、 标煤发热值：q＝29302kj/kg

2、 回收热量折合标煤量g

g＝／（1000）＝8228吨/年

3、 单位标煤补助资金计270元；

4、 项目实施国家政策扶持资金s

s＝270×8228／10000＝222.1万元

十三、余热锅炉典型业绩：

1、景德镇焦化开门子陶化50万吨/年2套

2、山东临沂盛阳煤化工有限公司100万吨/年1套

3、冀中能源峰峰集团有限公司100万吨/年1套

4、赤峰九联煤化有限责任公司150万吨/年1套

5、陕西黄陵煤化工有限责任公司120万吨/年1套

6、山东万山集团有限公司120万吨/年1套

7、山东荣信煤化有限责任公司60万吨/年1套

8、金牛天铁煤焦化有限公司150万吨/年1套

9、云南曲靖大为焦化制供气有限公司80万吨/年1套

10、山西太原化工股份有限公司90万吨/年1套

11、山西省潞宝集团焦化有限公司120万吨/年1套

12、山西新绛高义焦化有限公司60万吨/年1套

十四、焦炉烟道气余热回收图例

唐山达丰焦化有限公司

景德镇焦化集团

本产品的加工定制是是，循环方式是辅助循环锅炉，安装方式是组装锅炉，品牌是新华能源，燃烧方式是层燃炉，出口压力是中压，锅炉用途是工业锅炉，结构形式是立式，燃料是余热锅炉，类型是热管蒸汽发生器