焦化厂130万吨焦炉烟气余热回收利用项目(最权威)经济效益分析报告年效益900万元-每小时产饱和蒸汽

焦化厂130万吨/年焦炉烟道废气余热回收项目--焦炉烟气余热回收装置可行性分析报告天津华能能源设备有限公司版权著作人：惠来二〇一一年九月焦化行业焦炉烟气余热回收项目热管余热回收背装置经济效益可行性分析SYSTEM：天津华能能源设备有限公司蓟县渔阳南路119号邮箱：[e-mail]天津华能目录一、焦化工艺概述2页二、焦化余热回收工艺流程图3页三、余热回收设备主要特点5页四、主要技术经济指标8页五、主要工艺设备汇总表9页六、系统投资概算10页七、余热回收效益经济分析11页八、可申报节能减排奖金11页九、结论11页十、媒体实时报道12页十一、用户及现场图片13页焦化行业焦炉烟气余热回收项目热管余热回收背装置经济效益可行性分析SYSTEM：天津华能能源设备有限公司蓟县渔阳南路119号邮箱：[e-mail]天津华能一、焦化工艺概述：煤车间送来的配合煤装入煤塔，装煤车按作业计划从煤塔取煤，经计量后装入炭化室内。煤料在炭化室内经过一个结焦周期的高温干馏制成焦炭并产生荒煤气。炭化室内的焦炭成熟后，用推焦车推出，经拦焦车导入熄焦车内，并由电机车牵引熄焦车到熄焦塔内进行喷水熄焦。熄焦后的焦炭卸至凉焦台上，冷却一定时间后送往筛焦工段，经筛分按级别贮存待运。煤在炭化室干馏过程中产生的荒煤气汇集到炭化室顶部空间，经过上升管、桥管进入集气管。约700℃左右的荒煤气在桥管内被氨水喷洒冷却至90℃左右。荒煤气中的焦油等同时被冷凝下来。煤气和冷凝下来的焦油等同氨水一起经过吸煤气管送入煤气净化车间。焦炉加热用的焦炉煤气，由外部管道架空引入。焦炉煤气经预热后送到焦炉地下室，通过下喷管把煤气送入燃烧室立火道底部与由废气交换开闭器进入的空气汇合燃烧。燃烧后的废气经过立火道顶部跨越孔进入下降气流的立火道，再经蓄热室，又格子砖把废气的部分显热回收后，经过小烟道、废气交换开闭器、分烟道、总烟道、烟囱排入大气。该项目是130万吨焦化炉，为节能环保，达到节能降耗的目的，拟利用热管余热回收装置对冷却烟气进行余热回收。从焦炉来的280℃的循环冷却气经过余热锅炉温度降至170℃以下，同时产出0.8MPa蒸汽与外部蒸汽管网并网，实现对废热烟气的余热利用，废热烟气通过引风机引出进入大气。对于其中经总烟道进入烟囱热烟气的仍有较大的余热回收价值。该方焦化行业焦炉烟气余热回收项目热管余热回收背装置经济效益可行性分析SYSTEM：天津华能能源设备有限公司蓟县渔阳南路119号邮箱：[e-mail]天津华能案就是为回收这一部分烟气的余热而设计。二、焦化余热回收工艺流程图1、烟气流程：在地下主烟道翻板阀前开孔，别分将两个主烟道热烟气从地下主烟道路合并引出，经余热回收系统换热降温后，将热烟气降至约170℃，经锅炉引风机再排入主烟道翻阀后的地下烟道，经烟囱排空。2、余热回收系统的组成：焦化行业焦炉烟气余热回收项目热管余热回收背装置经济效益可行性分析SYSTEM：天津华能能源设备有限公司蓟县渔阳南路119号邮箱：[e-mail]天津华能该系统由软化水处理装置、除氧器、水箱、除氧给水泵、锅炉给水泵、中温热管蒸气发生器、软水预热器、低温热管蒸气发生器、汽包、上升管、下降管、外连管路和控制仪表、锅炉引风机等组成，并且互相独立。3、汽水流程：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热管软水预热器预热到后进入汽包，水通过下降管进入中温热管蒸汽发生器，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，送至蒸汽总管或用户；除氧水另一部分由给水泵输入低温热管蒸发器，经加热后进入低压汽包，在汽包内进行汽水分离，形成0.3MPa的饱和蒸汽，送至除氧器除氧或给用户。4、余热回收的主要原理：（1）蒸汽发生器的原理为：热流体的热量由热管传给放热端水套管内的水(水由下降管输入)，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。这样由于热管不断将热量输入水套管内的水，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。（2）省煤器的工作原理为：热流体的热量由翅片热管传给放热端水套管内的水，水吸收热量，使热流体降温，使套管内的水由欠饱和态达到相应压力下的饱和态，再进入汽包内参与自然循环过程。焦化行业焦炉烟气余热回收项目热管余热回收背装置经济效益可行性分析SYSTEM：天津华能能源设备有限公司蓟县渔阳南路119号邮箱：[e-mail]天津华能（3）低温蒸汽发生器的工作原理为：热流体的热量由热管传给水套管内的水(水由下降管输入)，并使其汽化，所产汽、水混合物经蒸汽上升管到达低压汽包，经集中分离以后再经蒸汽主控阀输出。这样由于热管不断将热量输入水套管内的水，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。其低压饱和蒸汽主要应用于系统的热力除氧。三、余热回收设备主要特点：（1）热管工作原理：（如图1）典型的重力热管如图所示，在密闭的管内先抽成真空，在此状态下充入适量工质，工质吸热后以蒸发与沸腾的形式转变为蒸汽，在压差作用下，在升至热管放热段结成液体，其热量传递给放热冷流体。冷凝液在重力的作用下，沿热管内壁返回到受热段，并再次受热汽化，如此循环往复，连续不断的将热量由一端传向另一端。由于是相变传热，因此热管内热阻很小，热管的高导热能力与银、铜、铝等金属相比，单位重量的热管可多传递几个数量级的热量，所以能以较小的温差获得较大的传热率，且结构简单，具有单向导热的特点，特别是由于热管的特有机理使冷热流体间的热交换均在管外进行，这就可以方便地焦化行业焦炉烟气余热回收项目热管余热回收背装置经济效益可行性分析SYSTEM：天津华能能源设备有限公司蓟县渔阳南路119号邮箱：[e-mail]天津华能进行强化传热。此外，由于热管内部一般抽成真空，工质极易沸腾与蒸发，热管启动非常迅速。热管这种传热元件，可以单根使用，也可以组合使用，根据用户现场的条件，配以相应的流通结构组合成各种形式换热，热管换热器具有传热效率高、阻力损失小、结构紧凑、工作可靠和维护费用少等多种优点。（2）热管特点：①极高的传热性能随管内工质的不同，传热系数达107W/m2.℃,是普通碳钢的数万倍。②低温差下高传输热量能力一根直径12.7mm，长1000mm的紫铜棒，两端温差100℃时传输30W的热量；而一根直径、长度的热管传输100W的热量，两端温差只需几度；③换热两流体均走管外，可以翅片化以强化传热；④单管作业性：由热管组成的换热设备单根热管损坏对设备的换热影响不大，即使部分热管损坏也不会影响的政正常运行；⑤热源分汇：在设计可以随意调整热管冷却段和蒸汽段的换热长度，以控制热管的壁温，因此可以使热管换热器避开露点。这样就可避开露点腐蚀、不易积灰；⑥热管与换热器单支点焊接，避免由热帐冷缩造成的应力。（3）根据热管特点，综合热管式余热锅炉的特点：焦化行业焦炉烟气余热回收项目热管余热回收背装置经济效益可行性分析SYSTEM：天津华能能源设备有限公司蓟县渔阳南路119号邮箱：[e-mail]天津华能①传热系数高：废气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彻底解决泄漏问题：热管单管作业，冷热流体完全隔开，有效防止水汽系统的泄漏。在运行时，废气的大量冲刷，即使管子一端被腐蚀传，只能使该热管失效，而管子另一端是完好的，不会造成冷侧的汽水泄漏到热侧，确保了系统的安全运行，彻底解决了设备泄漏问题。这也是该设备有别于一般烟道中余变回收设备的最大特点。③减轻露点腐蚀：热管余热锅炉每一根管子的壁温是一个值，这就使相当一批热管在酸露点以上工作，当壁温比酸露点高1℃以上时，就可以避免露点腐蚀。通过调节热管冷热段受热表面的比例来调整管壁温度，避开最大腐蚀区。④减轻积灰及灰堵问题：热管余热锅炉避开了露点，管壁不结露，就大大减少了灰的附着力，而且热管余热锅炉从设计上更科学合理，使其本身就具有一定的自吹灰能力。⑤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800Pa左右。⑥单根或多根热管的损坏不影响设备整体使用。（4）采用热管余热锅炉安全可靠：焦化行业焦炉烟气余热回收项目热管余热回收背装置经济效益可行性分析SYSTEM：天津华能能源设备有限公司蓟县渔阳南路119号邮箱：[e-mail]天津华能由于热管余热锅炉解决管子的磨损、腐蚀，设备的积灰、灰堵，延长了设备使用寿命，所以选用此设备安全可靠。四、主要技术经济指标：1、烟气参数：烟道气流量：200000Nm3/h烟道气温度：280～300℃烟道气压力：-350Pa烟道气成份如下：焦炉废烟气成分组成（%）CO2H2OO2N26.41%20.06%3.68%69.85%2、余热回收系统参数：回收蒸汽压力：0.8Mpa，温度：175℃回收蒸汽量：14T/小时烟气回收后温度：≤175℃年工作时间：330天焦炉压力不影响焦炉的正常操作，不影响烟囱烟气的正常排放。3、改造方案前后能源消耗比较消耗:引风机电能：10KV400Kw水泵：380V20kW（水泵电机一开一备，且间断使用）；焦化行业焦炉烟气余热回收项目热管余热回收背装置经济效益可行性分析SYSTEM：天津华能能源设备有限公司蓟县渔阳南路119号邮箱：[e-mail]天津华能软化水：0.6～0.8MPa16t/h；产出：蒸汽0.8MPa14t/h；五、主要工艺设备汇总表序号项目名称设备名称型号及性能参数单位数量备注热管蒸发器台1热管省煤器台1蒸汽聚集器台1钢架平台爬梯套1以最终用户图为准1余热回收装置热力（常温）除氧器套12补水泵DG12-25台23软化水箱18m3套1烟气管道Ф3500套1烟道阀门只3以最终用户图为准4管道阀门膨胀节只2以最终用户图为准5引风机含400Kw电机及变频套16控制系统套17设备防雨棚套1焦化行业焦炉烟气余热回收项目热管余热回收背装置经济效益可行性分析SYSTEM：天津华能能源设备有限公司蓟县渔阳南路119号邮箱：[e-mail]天津华能六、系统投资概算（见余热工程概算表）130万吨焦化项目焦炉烟道气余热工程概算表序号项目名称公式来源数值（万元）备注说明1热力设备费350余热回收器本体2锅炉一次仪表阀门15锅炉本体阀门仪表3锅炉钢架平台爬梯454烟气管道/阀门/膨胀节等405软水处理系统/管路/阀门356引风机/水泵/变频55一工程设备费7电仪设备费35二热力建安费65三电仪建安费10四土建基础设计与施工60设备及见机基础五设计费8六生产职工培训费3七总承包管理费5八联合试车费7九预备费20十费用合计753注：1.所有基础仅包括设计，不含地下部分施工及地脚螺栓2.投资不含电讯摄像机、电话焦化行业焦炉烟气余热回收项目热管余热回收背装置经济效益可行性分析SYSTEM：天津华能能源设备有限公司蓟县渔阳南路119号邮箱：[e-mail]天津华能七、余热回收效益经济分析1改造后能源消耗：软水：16t/h，按每吨5元计。电耗：500kw，按每度0.6元计。(整个系统)人工费：5人×4万＝20万元/年（按5个操作工计算）设备维修费：5万元/年2改造后能源产出：蒸汽：0.8MPa，11t/h，按每吨130元计。3改造后效益：(-16×5)－(550×0.6)＋（14×130)＝＋1410元/小时全年系统工作时间：330×24=7920小时改造方案实施后全年经济效益：7920×1470＝1116.7万元改选方案纯利润：1116.7－5－20＝1091.17万元/年4投资回收期：按本工程总投资753万计算，即8个月内可收回全部投资。公式来源：753万元÷1116.7万元/年×12＝8八、可申报节能减排奖金：（1）年节约标煤：14×24×330（天）×0.16=17