利用罐式般烧炉烟气进行余热发电的可行性研究
李秀莉
（湖南永清环保研究设计院，湖南长沙410005）
嫩烧设备，能够瑕烧不同辉发份含量的生石油然，具有锻烧料质量稳定，炭质烧损率低，概后焦 摘要：我国石油焦概烧以耀式凝烧炉和回转窑为主.罐式规烧炉是我国最早采用的一种的堆积密度高，操作简单、维护工作量小、连续生产的周期长等优点，因此广泛应用于大、中小炭素厂和铝用炭素行业中.罐式炉嫩烧过程产生大量烟气，风温很高，通常高达950℃以上，供导热油炉的部分用然后烟气也有600℃.烟气热给高，可利用其来生产蒸汽进行发电，既能有效 提高企业自供电率，实现企业节能减排降耗增效，可取得良好的社会效益、经济效益和环境效益.本文介绍了罐式凝烧炉烟气余然利用发电的可行性.
关键词：雌式报烧炉烟气：余热发电：节能降耗：经济效益：社会效益
中图分类号：TK227.1文献标识码：B文章编号：1009-3230（2010）01-0036-04
FeasibilityStudyofUsingWasteHeattoGenerateElectric Power which Comesfrom theGas ofPot-type Calciner
LI Xiu li
(Hunan Yongqing Environment protection Study institute Changsha 410005 Human)
Abstract: The min buming mthods of petroleum coke in our country are pot type calciner and mtarykiln. Pet = type calciner is the earliet buming equipment used in oer country which csn bum mw petroleum coke with different volatile content. Its ndvantages include stable quality of buming material lowbuming wste f ca hig coke piing desity rbming ptn miae an lgand big sies and sluminum carbon industry. Much gas is produced during the bming of pot type period of continuous production so the pot type calciner is used widely in the carbon faetoey of middlecalciner the ges tempersture is usually over 950°C and it could be 600°C eren afer using by hestceducting oil boiler. The high enthalpy of gas can be used to peduce steam to generate eleetric pomer which oold incrse the lctricity supply for the pany itef to ealise gy sering and sereducing better social eoonomic and environmental benefits could be gained. This paper introduces theFeasibility of using Waste heat to generate electric power which es from the gas of pot = type calciner.
Key words: Pot type calciner gas; Using Waste Heat to generate electric power; Energy - saving and waste reducing: Economic benefits; Social benefits
（配8条生产线，每条线为24个般烧罐，每罐产量 为120kg/h）为例，通常用于阳极碳素生产的石油焦成分如表1：
1罐式炉烟气余热计算
1.1罐式炉燃烧烟气量
以一个年产20万吨的罐式炉石油焦生产厂
表1 石油集元案含量%生费84.143.47±1.980.790.550.338.7410.3
于分析说明）. （推：石油集成分在一定花湿波动，本霜以上表数值为例以便
经计算每条罐式炉生产线产生烟气量约为10179Nn² /h.
气成分有一定差异，结合实际生产状况，按上述原 烟气成分：由于原料成分不同，各生产线的烟料计算烟气成分表2：
我2
烟气成分表%
14.13 00 0.15 50 9.16 HO 2.58 7.39
1.2烟气酸点计算
过程的不同，烟气中二氧化硫转化成三氧化硫的 因工业炉使用的原料和燃料不同，以及工艺转化率也不同的.对于化工过程来说，转化率一般为3.2%-8.7%，对于重有色冶金来说，转化率一般为6%~10%，为了考虑余热锅炉的安全， 采用10%的转化率作计算.
t= 116.5515 16.06329 × 1gV
一烟气的酸露点温度，C：
V一烟气中SO，体积百万分率.
硫含量较高的石油焦余热销炉排烟相应提高.
1.3余热利用方案
锅炉进行烟气余热的回收.由于人炉烟温高，锅 由于罐式般烧炉的废气温度高，故可设余热炉换热效率较好，可选择单压余热锅炉即可.预热导热油炉的热烟气和不预热导热油炉的热烟气由于温度不同，可考虑选用不同的余热锅炉，生产 两种品质的过热蒸汽.
不向导热油炉供热4条生产线的烟气用于生产中压蒸汽（锅炉给水由低压余热锅炉供给），另 4台炉烟气由于先供导热油炉用热，出导热油炉烟气温度降低至600℃，可利用余热减少，且要考虑对本身和中压余热锅炉的供水和除氧用热，故可用此烟气生产低压蒸汽，在发电时将此部分蒸 汽引人汽轮机的补汽端作功发电.本例余热锅炉按排烟170℃计算.
2余热锅炉配置及发电量
可做以下三种配置： 根据现场地形情况和实际生产情况的不同，
方案一：每条生产线配一台锅炉，共配4台中压余热锅炉和4台低压余热钢炉.此配置方案调 节灵活，但一次性投资大，余热电站占地最大.
方案二：每2条生产线的烟气配1台余热锅炉，共配2台中压余热锅炉和2台低压余热锅炉.
方案三：不预热导热油炉的4条罐式炉生产线的热烟气全部引人中压锅炉，预热导热油炉的4条生产线烟气全部引人低压锅炉，共配1台中 压余热锅炉和1台低压余热锅炉.此方案一次性投资较省，但不利于系统调节，如果吸烧生产线的同时率不高时不宜采用.
Q=10179Nm²/h）为例计算. 以下锅炉蒸发量的计算仅按方案一（烟气量
2.1烟气的给计算
根据烟气中各组分的比例，计算得：
（1）950℃烟气（中压余热锅护人口烟气）的焙Im=ix xN%io x 0% in o xH0%
（2）600℃烟气（低压余热锅护人口烟气）的增1m=ix xN%i0 x0%in0xH0%
ig × C0%= 878.607kJ/Nm?
（3）170℃烟气（出口烟气）的焙
2.2中压余热锅炉蒸发量计算
（1）人锅炉烟气量V=10179Nm/h
（2）人锅炉烟气温度r=950℃（平均）
（3）出锅炉烟气温度r-170C（根据酸露点温度和余热最大利用化原则选定）
（4）烟气人锅炉热量Q =V×m=14914882kJ/h
（5）锅炉漏风系数a=0.05（取用）
（6）烟气带走的热量Q=（1△a）×V×1=2518829kJ/h
（7）锅炉散热系数q=2%（取用）
（8）锅炉散热损失Q=9s×Q =298297kJ/h
（9）中压锅炉吸热量Q=Q -Q-Q= kJ/h
（10）蒸汽的焙i_=3333.7kJ/kg（3.82MPs，450°℃)
（11)给水的焙i=438.52kJ/kg（104°℃）
（12）中压锅炉产汽量：D=Q/（i-）=4178kg/h
2.3低压余热锅炉蒸发量计算
（1）人锅炉烟气量V=10179Nm/h
（2）人锅炉烟气温度：'=600℃（平均）
（1）中压余热锅炉进水量：g=D/（1-△a.）= 4263 kg/h
温度和余热最大利用化原则选定） （3）出锅炉烟气温度r=170°℃（根据酸露点
（2）低压余热锅护进水量：gn=Dg/（1-△a）= 1730 kg/h
（4）烟气人银护热量Q，=V×1=8943340kJ/h
（5）锅炉漏风系数a=0.05（取用）
（3）104℃C和95℃水的差△=i-.=41.4kJ/kg
2515860kJ/h （6）烟气带走的热量Q=1.05xV×1m=
（7）锅炉散热系数q=2%（取用）
（8）锅炉散热损失Q，=4s×Q =178867k/h
蒸汽输送损失均按在1公里内考虑，压力损失0.1MPa，温度损失10℃，汽水损失按3%，发电效率按94%计算.
（9）低压锅炉吸热量Q=Q -Q-Q=6248613kJ/h
进人汽轮机的蒸汽参数如下：
（10）蒸汽的给=3195.6kJ/kg（1.3MPa，370℃)
（1）主蒸汽的量D’=Dx（1-3%）=4052.66kg/h
（11）凝结水加热器进水的焙ig=144.26kJ/kg（35℃)
（2）主蒸汽的焙i=3312.3kJ/kg（3.72MPs，440°℃)
kg(95℃) （12）凝结水加热器出水的焙.=397.12kJ/
（3）补汽的量D=Dnx（1-3%）-Dx=1499kg/h
（13）锅炉排污：a=0.02（取用）
（4）补汽的ig=3176kJ/kg（1.2MPs 360°℃）
（14）加热中压锅炉给水至95℃需用热量：
（5）汽机排汽焙ig=2422kJ/kg
Q=（i²-i）xD/（1-△a）=1078009kJ/h
（i-i）]×0.94/3600=1237kW （6）发电量=[D'±x（i-in）D²#x
（15）低压余热锅炉产汽量：D=（Q-Q）/（i²-ig）=1695kg/h
3余热发电系统配置
2.4发电量计算
3.1余热发电主机配置方案
2.4.1低压蒸汽供除氧器用量计算
3.1.1锅炉
单台余热锅炉设计步数表
表3
项目 单位 中压余热码护 低压余热钢护台数 方案一 4 方案二 2 方案三 1 方案一 4 方家二 2 方案三 1人口烟气量 Nal/h 10179 20358 40716 10179 20358 40716过热盖汽流量 人口期气湿度 950 950 950 600 600 600用于除氧器加热菌汽量 sb 4.178 8.356 16.712 0.145 1.695 3.39 0.29 6.78 0.58过热盖汽压力 MPs 3.82 1.3过热菌汽湿度 给水压力 MPs 450 4.6 2.0给水湿度 104 104发结水加热器进水湿度 = 35凝结水加热器出水湿度 排焊湿度 170 " 95 170
万方数据
3.1.2汽轮发电机组
表4
项目 单位 方案一 方案二 各注台数 2 按现板实际情况配置实际发电动率 新定功率 W kW 3000 2404 5000 4048主高汽流量 8.1 16.2主黄汽压力 主美汽温度 MP 3.72 40补汽汽量 3.0 T 6.0补汽压力 补汽温度 MP 1.2 360排汽压力 MPx(a) 0.008 铭牌工况说明 冷邮水湿 俩炉按方案一、方案二配置时可选用钢护接方案一、二、三配置时均可选用 20
发电机
表5
项目 单位 方案一 方案二 各注台数 2 1 根据汽轮机台数配置额定动率 额定电压 MW 3 10.5 s额定功率国数 0050 0.80 群后新定转速 额定细率 rmis He 3000 50助道方式 自并缴可控硅静态微机励殖系统
余热发电辅助设备构成
辅炉系统说备
表6
项目 单位 台 方案一 44 方案二 方案三 备注除凯器 引风机 台 4 22 2 11表7 给水泵 台 88 44 22 单台按铜炉最大给水重110%选取项目 单位 汽轮机台数 其他设备补水泵 台 1/2 2 1 设备选型原则结水泵 4 1 2 单台栓汽机最大凝结水量110%选取横环水泵 冷印塔 台 台 4 2 按冷却水量及占地面积设计可考速每台汽机配1台或多台冷却塔 两台按最大循环水量110%选取
4 结语
气外不需新增其他燃料，实施罐式吸烧炉相气余热发电，既回收了二次能源，减少了热污染，对厂区及期周边大气环境具有改善作用，同时也相当 于减少了发同等电量燃煤产生的烟气，属于能量再利用的节能环保型项目，符合国家大力发展循环经济和环保的要求.在罐式烧炉生产线上利 用余热进行发电值得大力推广，它将给企业带来极大经济效益，对环境带来良好环境效益，同时可以带来良好的社会效益.
由上述计算可知，罐式燥烧炉排放的高温烟完全可将余热利用起来，用余热锅炉产生蒸汽用 气，即使部分用于加热导热油炉后仍有较高热焙，于发电.一个年产20万吨的罐式燥烧炉生产线时计，年发电量可达4000万kWh，仅此一项可给 小时发电量可达5000kW，按年利用小时数8000小企业带来上千万纯利润，节能效果相当可观.
罐式微烧炉余热发电，除本被废弃的高温烟
