[发明专利]一种燃气-蒸汽联合循环与工艺加热炉的热集成工艺

说明书

一种燃气‑蒸汽联合循环与工艺加热炉的热集成工艺。包括如下步骤：在热电站燃机尾气进余热锅炉的合适位置，新增换热器，燃机尾气部分或全部进换热器；加热炉进料先送换热器升温后再进加热炉；将出自换热器的燃机尾气分出一股，与现有经加热炉烟气预热后的助燃空气混合后再送火嘴，剩余燃机尾气则继续走原流程进余热锅炉发生蒸汽；出自空气预热器的加热炉烟气直接引至余锅蒸发器前，或引至余锅过热器前，与燃机尾气混合发生蒸汽，最后一并从余锅烟囱排空，对应原加热炉烟囱被关停。本发明通过跨单元系统热集成，实现燃机尾气和工艺加热炉烟气余热以及燃机尾气高温化学能的升级和平衡利用，并简化了加热炉的排烟流程，适用于新厂建设和老厂改造。

技术领域

本发明属于过程工业如化学工业领域，具体涉及一种燃气-蒸汽联合循环与工艺加热炉的热集成工艺。

背景技术

随着能源消费结构改善，大型过程工业企业(如石化企业)自备热电站越来越多的采用燃气-蒸汽联合循环，实现热电联产。但受制于用户，余热锅炉普遍产3.5MPa或1.0MPa蒸汽(饱和温度分别为243℃和184℃)，使得高温(约600℃)、富氧(摩尔含氧量约13％)燃机尾气的热力学第二定律能效偏低，如采用非补燃型余热锅炉时，尾气的富氧化学能还没有利用。另外，与热电站邻近的工艺装置，由于自身高温热源不足，工艺加热炉进料温度普遍较低，为了将进料加热到规定温度，工艺加热炉不得不消耗更多的燃料。因此，能否在燃气-蒸汽联合循环和工艺加热炉之间实施热集成，以高效和平衡的利用燃机尾气的高温热能和富氧化学能呢？这正是本发明的动因。

发明内容

为了解决大型过程工业企业自备燃气-蒸汽联合循环热电站中高温富氧燃气轮机尾气因发生中压或低压蒸汽致使其第二定律能效偏低，和邻近工艺装置加热炉因进料温度不高致使其燃料消耗多的缺点，本发明的目的在于提供一种燃气-蒸汽联合循环与工艺加热炉的深度热集成工艺，以高效和平衡利用燃机尾气的高温热能和富氧化学能。

本发明通过以下技术方案实现：

一种燃气-蒸汽联合循环与工艺加热炉的热集成工艺，包括如下步骤：

(1)在热电站燃机尾气进余热锅炉处，新增燃气轮机尾气～工艺加热炉进料换热器，燃机尾气部分或全部进入燃气轮机尾气～工艺加热炉进料换热器，以加热、升温工艺加热炉进料；

(2)敷设新管线，将工艺加热炉进料送入步骤(1)所述燃气轮机尾气～工艺加热炉进料换热器，在与燃机尾气换热升温后，再去工艺加热炉入口；

(3)敷设新管线，将从步骤(1)新增燃气轮机尾气～工艺加热炉进料换热器出来的富氧燃机尾气分出一股，与现有经工艺加热炉烟气预热后的助燃空气混合，送工艺加热炉火嘴，以充分利用其高温热能和富氧化学能；

(4)敷设新管线，将从空气预热器出来的工艺加热炉烟气直接引至余热锅炉蒸发器入口，与燃机尾气混合发生蒸汽；或直接与从步骤(1)新增换热器出来的燃机尾气混合，进余热锅炉过热段；

(5)发生蒸汽后的工艺加热炉烟气将与余热锅炉烟气一起从余热锅炉烟囱排空，对应原工艺加热炉烟囱被关停。

进一步地，为克服燃机尾气在步骤(1)新增换热器及相应管件中的流动阻力，提高燃机膨胀透平尾气背压至1.8～20.0kPa。

进一步地，为克服工艺加热炉进料往返热电站的流动阻力，可敷设进料增压泵。

一种燃气-蒸汽联合循环与工艺加热炉的热集成工艺，所述工艺包括集成系统中的燃气-蒸汽联合循环部分和集成系统中的工艺加热炉部分；