【正文】 就迫在眉睫。在煤氣冷卻工藝過程中，既浪費(fèi)了熱量又污染了環(huán)境，而且循環(huán)水和低溫水的降溫過程增加了設(shè)備的運(yùn)行成本。項(xiàng)目實(shí)施后，采用吸收式熱泵方式與采用傳統(tǒng)煤氣鍋爐供暖和電鍋爐供應(yīng)生活熱水方式比，在達(dá)到同等供熱規(guī)模、同等供熱效果（即室內(nèi)溫度提高至18度）的情況下，；，CO ，SO282噸，H2S ，以及大量其他有害物質(zhì)。有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，℃將會(huì)出現(xiàn)結(jié)焦問題，造成上升管的通流面積不斷縮小而影響正常的生產(chǎn)。在確保煉焦制氣的安全生產(chǎn)條件下，以自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)（新型高強(qiáng)度傳熱技術(shù)）為主導(dǎo)，輔助常規(guī)對流換熱方式，合理設(shè)計(jì)上升管內(nèi)耐火層與傳熱器件之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系，同時(shí)兼顧橋管段的二次強(qiáng)化換熱，最大限度地利用荒煤氣余熱。煤氣的初步冷卻分兩步進(jìn)行：第一步是在集齊管和橋管中用大量循環(huán)氨水噴灑，是煤氣冷卻到80℃左右；第二步再在煤氣初冷器中冷卻。根據(jù)甲方提供的資料可以知道只要保證氨水的溫度不低于70攝氏度既能保證氨水的流動(dòng)性，所以我們在回收氨水中的熱量的同時(shí)要保證氨水的溫度不能低于70℃。煤氣進(jìn)入數(shù)臺(tái)并聯(lián)立管式間接冷卻器（初冷器）,用水間接冷卻，煤氣走管間，冷卻水走管內(nèi)。從熄焦?fàn)t回來的冷卻水的水溫為90℃左右，經(jīng)過沉降之后水溫為80℃。該部分蒸汽非采暖季用于工藝需求，冬天則用于蒸汽源熱泵機(jī)組的熱源。2 由于介質(zhì)工作情況不同，有耐高溫、耐腐蝕、吹灰除渣等要求，采用的材質(zhì)比一般鍋爐復(fù)雜。新晶焦化廠擁有大量的余熱資源。息焦水回收的熱量和初冷器上段和中段回收的熱量用于將吸收換熱機(jī)組35℃加熱，進(jìn)行熱量提升至熱泵機(jī)組進(jìn)口溫度要求。2. 項(xiàng)目余熱資源利用條件評價(jià)從技術(shù)上看，項(xiàng)目從余熱利用的熱量來源、利用手段到熱量利用的最終用途等各種條件都具備。每9根上升管換熱器合用一個(gè)集水器，共有16個(gè)集水器，再將其中8個(gè)集水器合并成一個(gè)集水器。循環(huán)水泵、板式換熱器、補(bǔ)水裝置、軟水裝置都設(shè)置在熱電廠原10T鍋爐房內(nèi)。4. 備用熱源設(shè)備布置方案低溫供暖備用熱源設(shè)備布置方案：原低溫供暖用戶冬季供暖熱源為熱電廠熱水型熱泵機(jī)組，當(dāng)焦?fàn)t減產(chǎn)、荒煤氣量減少或其它因素影響熱泵供熱時(shí)，采用原35T煤氣鍋爐作為備用熱源。煉焦過程生產(chǎn)的煤氣主要用于供暖使用，能滿足項(xiàng)目煤氣使用要求。項(xiàng)目熱水源熱泵機(jī)組、蒸汽源熱泵機(jī)組、供暖一次網(wǎng)循環(huán)水泵等布置于熱電廠原10T鍋爐房內(nèi)，與熱電廠發(fā)電機(jī)組不足100米直線距離，可以直接利用發(fā)電機(jī)組向設(shè)備供電。項(xiàng)目上升管余熱利用產(chǎn)生的熱能主要用于熱水源熱泵機(jī)組的熱源。石家莊市地處河北省中南部，位于東經(jīng)11308′～114058′和北緯37042′～38021′之間?！?，℃。各季降水強(qiáng)度以非采暖季最大。年平均日照1909小時(shí)左右。原冷卻塔循環(huán)水系統(tǒng)和補(bǔ)水系統(tǒng)、原制冷機(jī)組循環(huán)水系統(tǒng)和補(bǔ)水系統(tǒng)保持不變。循環(huán)水系統(tǒng)及補(bǔ)水系統(tǒng)：本項(xiàng)目地處冀中能源井陘礦區(qū)。為了保證礦區(qū)安全用電，供電一級負(fù)荷采用雙電源供電，二級負(fù)荷采用雙回路供電。本項(xiàng)目建成后除主要利用煉焦過程中產(chǎn)生的余熱進(jìn)行冬季供暖、非采暖季生產(chǎn)生活熱水以及非采暖季供應(yīng)工藝用蒸汽。用于向機(jī)關(guān)換熱站冬季供暖的大溫差吸收換熱機(jī)組布置在機(jī)關(guān)換熱站，循環(huán)水泵、補(bǔ)水泵、補(bǔ)水箱和軟水裝置布置在原10T鍋爐房內(nèi)。冬季供暖時(shí)，將初冷器上段和中段串聯(lián)，用于加熱來自換熱站的一次網(wǎng)回水。高壓蒸汽段、低壓蒸汽段、水系統(tǒng)平衡閥門設(shè)置在該換熱站內(nèi)。根據(jù)規(guī)劃，熱電廠規(guī)劃供暖面積預(yù)計(jì)達(dá)到85萬平米。分別將上升管產(chǎn)生的高溫?zé)崴蜔煔庥酂徨仩t產(chǎn)生的蒸汽作為熱泵機(jī)組的熱源，用于將吸收換熱機(jī)組35℃的熱水加熱至90℃，再通過煤氣鍋爐加熱至120℃。本項(xiàng)目煙氣露點(diǎn)溫度約為160℃，實(shí)際運(yùn)行控制溫度為170～180℃。從總的情況來看，制造一臺(tái)1t/h余熱鍋爐，可以為國家節(jié)省投資10萬左右。這部分的煙氣具有溫度高、流量大、余熱資源豐富的特點(diǎn)。熄一車焦炭大概需要3min，最快2分鐘又40秒，最慢3分鐘12秒。被冷卻的煤氣與冷卻介質(zhì)直接接觸的冷卻器，稱為直接冷卻器。在集齊管冷卻煤氣主要是靠氨水蒸發(fā)吸收需要的相變熱、使煤氣顯熱減少溫度降低，所以煤氣溫度可冷卻至高于其最終達(dá)到的露點(diǎn)溫度1～3℃。原因在于：⑴ 從煤氣中回收化學(xué)產(chǎn)品和凈化煤氣時(shí)，在較低溫度下才能保證較高的回收率；⑵ 含有大量水汽的高溫煤氣體積大，所需煤氣管道直徑、鼓風(fēng)機(jī)的輸送能力和功率均增大，顯然不經(jīng)濟(jì)。由于煉焦荒煤氣具有溫度高、易結(jié)碳、溫度降低后焦油又易凝出的特點(diǎn)，這無疑增大了余熱回收的難度，使得荒煤氣余熱回收技術(shù)尚未取得實(shí)質(zhì)性突破。后因上升管的筒體焊縫拉裂、漏水、漏汽等問題等方面原因紛紛停用。根據(jù)國家財(cái)政部《節(jié)能技術(shù)改造財(cái)政獎(jiǎng)勵(lì)資金管理辦法》相關(guān)政策，作為鼓勵(lì)，項(xiàng)目實(shí)施后，還可申請較為可觀的政策性補(bǔ)貼。⑵ 資源優(yōu)勢 新晶焦化公司年產(chǎn)焦炭100萬噸，在焦炭生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品焦?fàn)t煤氣首先在橋管內(nèi)用75℃左右的循環(huán)氨水冷卻，溫度由800℃左右降到80℃左右后，進(jìn)入煤氣初冷器，在煤氣初冷器內(nèi)用循環(huán)水和低溫水分兩段將煤氣溫度降至25℃以下，然后對煤氣中的粗苯等化工產(chǎn)品進(jìn)行回收。集團(tuán)公司從80年代開始發(fā)展多種經(jīng)營，經(jīng)過二十多年的發(fā)展，已形成了南北兩區(qū)的發(fā)展格局，南區(qū)以瑞豐煤業(yè)公司和鳳山化工有限公司為主，北區(qū)以新晶焦化公司為主。隨著局北門外和局西門兩個(gè)樓區(qū)竣工，2011年冬季供暖面積已經(jīng)達(dá)到七十多萬平米?；拿簹鈳ё叩臒崃?，約占焦?fàn)t總熱的30～35%，這部分熱量大部分在煤氣初冷器內(nèi)被冷卻水帶入環(huán)境，如何回收利用焦?fàn)t荒煤氣含有的大量余熱資源，是焦化廠節(jié)能降耗、提高經(jīng)濟(jì)效益的重要手段之一。修改后的節(jié)約能源法還規(guī)定，國家實(shí)行節(jié)能目標(biāo)責(zé)任制和節(jié)能考核評價(jià)制度，將節(jié)能目標(biāo)完成情況作為對地方人民政府及其負(fù)責(zé)人考核評價(jià)的內(nèi)容。能源是保障工業(yè)企業(yè)各種機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的基礎(chǔ)動(dòng)力。通過以上分析，我們擬在原有10T鍋爐房內(nèi)設(shè)置一臺(tái)蒸汽型吸收式熱泵機(jī)組，利用熱泵主機(jī)吸收煙氣和余熱水中的熱量，然后將制取的熱水分別輸送到機(jī)關(guān)換熱站和一礦換熱站?；拿簹庠谶M(jìn)入初冷器的時(shí)候的溫度約為82～85℃，但冬季略微下降到78℃左右，179。鍋爐提供熱量12400 KW。從初冷器下段回收的低品位熱量為4MW。換熱站靠近原水泵房，供電、供水條件具備。設(shè)置一次網(wǎng)循環(huán)水泵、補(bǔ)給水泵。在熱電廠布置大溫差吸收換熱機(jī)組一臺(tái)，供焦化廠廠區(qū)冬季供暖使用。在煙道上并聯(lián)加裝煙氣余熱換熱器，、140℃的蒸汽在非采暖季提供工藝用熱源，在采暖季將蒸汽送至蒸汽源熱泵機(jī)組制取72/90℃的熱水，經(jīng)煤氣鍋爐加熱120℃后再經(jīng)換熱站的大溫差吸收換熱機(jī)組制取60/80℃熱水，供廠區(qū)原高溫供暖用戶使用。也用于加熱從大溫差換熱機(jī)組回來的35℃回水。3初冷器上段、中段品位較高。⑾ 增加從焦化廠到熱電廠、熱電廠到換熱站、焦化廠到澡堂的若干熱力管線。⑷ *104kCal/h的大溫差吸收換熱機(jī)組，為焦化廠冬季供暖提供熱源。通過改變荒煤氣進(jìn)初冷器的參數(shù)，利用中段制取溫度較高的水，隨后進(jìn)入初冷器上段，利用上段進(jìn)行二次加熱提高采暖循環(huán)水的出水溫度，從而做到初冷器荒煤氣熱量的梯級利用。但這些舉措沒有從根本上改變焦化生產(chǎn)中能源的巨大浪費(fèi)。在供暖期新晶熱電公司的發(fā)電量受到一定程度的影響，消耗了發(fā)電所需的蒸汽。這部分的煙氣具有溫度高、流量大、余熱資源比較豐富的特點(diǎn)。冀中能源井礦集團(tuán)是能耗大戶。編制本項(xiàng)目可研的范圍包括以下幾部分：1）余熱利用熱源設(shè)計(jì)。該吸收式熱泵主機(jī)以煙氣余熱回收裝置制取的蒸汽作為該吸收式熱泵主機(jī)的驅(qū)動(dòng)熱源。目前運(yùn)行過程中只有提高循環(huán)水的供水溫度來滿足采暖的需要。： 供暖現(xiàn)狀及規(guī)劃序號項(xiàng)目名稱總建筑面積（m2）2011年規(guī)劃增加說明一高溫供暖573871434412139459（一）一礦換熱站269060209601594591住宅19442102公建854103商業(yè)66390（二）機(jī)關(guān)換熱站30481122481180000；；機(jī)關(guān)換熱站已包含機(jī)廠換熱站供暖面積。2010年5月和南通聯(lián)發(fā)熱電有限公司簽訂利用余熱加熱鍋爐補(bǔ)水的合同。2006年4月，國家發(fā)改委和全國人大環(huán)資委共同出版的《可再生能源法知識(shí)冊》把我公司列為唯一的地源熱泵示范企業(yè)。其無論在適應(yīng)國情方面，或是在節(jié)能效率方面都走在同行業(yè)的前列，有些指標(biāo)達(dá)到甚至超過國際先進(jìn)水平，具備同類產(chǎn)品無法比擬的優(yōu)勢?！笆晃濉逼陂g，經(jīng)歷了從30萬噸小廠到百萬噸級大公司跨越式轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)能升級改造?，F(xiàn)擁有2*72孔TJL4350D型搗固焦?fàn)t一座和與之配套的鐵路物流系統(tǒng)、備煤系統(tǒng)、化產(chǎn)回收系統(tǒng)、篩貯焦系統(tǒng)，另有3600kw發(fā)電廠一座，年產(chǎn)30萬米阻燃帶和3萬米分層帶生產(chǎn)廠一座。2006年6月16日與河北金能集團(tuán)聯(lián)合重組，2008年5月16日完成整體改制，2008年6月冀中能源集團(tuán)成立，成為其子公司。前身為井陘礦務(wù)局，從1898年建井開采至今已有113年歷史，曾以盛產(chǎn)優(yōu)質(zhì)主焦煤著稱全國，是一個(gè)具有光榮革命傳統(tǒng)和豐厚歷史文化資源的老工業(yè)基地。 “河北新晶焦化有限責(zé)任公司”成立于1996年，1999年獨(dú)立建制，2006年5月完成重組改制，是冀中能源井礦集團(tuán)非煤骨干企業(yè)。經(jīng)營產(chǎn)品：冶金焦炭；焦油，粗苯 ，硫酸銨 ，煤氣，發(fā)電，橡膠皮帶，煤炭中轉(zhuǎn)物流。經(jīng)過多年的理論研究及實(shí)踐，產(chǎn)品性能已從單一應(yīng)用領(lǐng)域向多元應(yīng)用領(lǐng)域拓展，相繼研制開發(fā)出適應(yīng)多種工況條件及運(yùn)營環(huán)境的、具備高穩(wěn)定性、高效率性、高適應(yīng)性的各類專用熱泵產(chǎn)品，如地下水源專用熱泵、土壤源專用熱泵、海水源專用熱泵、污水源專用熱泵及工業(yè)源專用熱泵，廣泛應(yīng)用在建筑節(jié)能、廠礦、工業(yè)節(jié)能及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域。2005年10月，東北大學(xué)游泳館開始使用地溫?zé)岜孟到y(tǒng)。2010年12月，中科華譽(yù)良鄉(xiāng)生產(chǎn)基地全面投產(chǎn)，生產(chǎn)車間面積超過2萬平方米，年產(chǎn)量達(dá)到3000臺(tái)，生產(chǎn)規(guī)模達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平。6. 報(bào)告編制范圍 供暖現(xiàn)狀。此部分采暖主要為新晶焦化廠區(qū)的采暖。在運(yùn)行過程中出現(xiàn)新建筑采暖季室內(nèi)溫度過高而老建筑室內(nèi)溫度不能達(dá)到設(shè)計(jì)溫度的情況。被加熱到72℃的采暖循環(huán)水，然后經(jīng)過吸收式熱泵主機(jī)加熱，將其從72℃加熱到90攝氏度，然后將90℃的采暖水經(jīng)過煤氣鍋爐加熱至120℃，最后輸送到二級換熱站。廠區(qū)現(xiàn)有一臺(tái)35T煤氣鍋爐，擬在焦?fàn)t產(chǎn)量下降時(shí)應(yīng)急供暖使用。要堅(jiān)持開發(fā)與節(jié)約并舉，節(jié)約優(yōu)先的方針，通過調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，用高新技術(shù)和先進(jìn)適用技術(shù)改造提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、淘汰落后技術(shù)和設(shè)備、提高產(chǎn)業(yè)的整體技術(shù)裝備水平和能源利用效率。在制取煤氣的時(shí)候，需要煉焦?fàn)t提供大量的熱量，煉焦?fàn)t在制熱的同時(shí)會(huì)有大量的高溫?zé)煔猱a(chǎn)生，這些煙氣最終將會(huì)以廢氣的方式被排放至大氣中。系統(tǒng)回收蒸汽凝結(jié)水。期間，焦化公司通過技術(shù)挖潛，先后實(shí)現(xiàn)了利用初冷器余熱滿足公司內(nèi)部的冬季供暖，利用熱電車間的低真空余熱供暖，2008年又新增一臺(tái)35噸燃煤鍋爐，確保冬季供暖的正常。對初冷器進(jìn)行改造回收荒煤氣中的熱量，主要將其分成三部分，分別為初冷器上段、中段、下段。⑶ *104kCal/h的大溫差吸收換熱機(jī)組，為原一礦換熱站二次網(wǎng)提供熱源。⑽ 對熱電廠原10T鍋爐房進(jìn)行修繕。采暖季，對于居民采暖系統(tǒng)可作為調(diào)峰熱源使用，即利用制取的部分蒸汽驅(qū)動(dòng)吸收式熱泵主機(jī)來采暖，其中設(shè)計(jì)制熱量為7MW。6息焦水品位較低，可以作為熱泵主機(jī)的低品位余熱資源。上升管產(chǎn)生的90～95℃的熱水送至熱電廠熱水型熱泵，產(chǎn)生40/55℃的熱水再送原廠區(qū)低溫輻射供暖系統(tǒng)采用地板輻射方式供暖，供暖負(fù)荷不足部分由板式換熱器通過余熱系統(tǒng)補(bǔ)充。熱水型熱泵機(jī)組和蒸汽源熱泵機(jī)組布置在熱電廠原10T鍋爐位置，在機(jī)關(guān)換熱站和一礦換熱站布置大溫差吸收換熱機(jī)組各一臺(tái)，供該換熱站采暖用戶冬季供暖使用。原補(bǔ)水泵、補(bǔ)給水箱和水處理裝置繼續(xù)使用，原二次網(wǎng)循環(huán)水泵繼續(xù)使用。原息焦水池側(cè)新建換熱站，新建條件具備。從上升管出來的95℃的熱水送至熱電廠的熱水型熱泵機(jī)組。采暖季經(jīng)初冷器中段和上段加熱后的水再經(jīng)寬流道換熱器加熱后，進(jìn)入蒸汽源熱泵機(jī)組，制取的90℃熱水再經(jīng)余熱鍋爐加熱至120℃，送至換熱站的大溫差吸收換熱機(jī)組。/h。項(xiàng)目可以通過改變通過初冷器上中段和下段的循環(huán)水流量，從而實(shí)現(xiàn)從初冷器上中段和下段提取的熱量在一定范圍內(nèi)可調(diào)。從我國制定的能源發(fā)展戰(zhàn)略，特別是節(jié)約能源法中把節(jié)約資源上升到了我國的基本國策，最近幾年又相繼出臺(tái)了部分法規(guī)，如2006年1月 1日《可再生能源法》、2008年4月1日重新修訂實(shí)施新的《中華人民共和國節(jié)約能源法》、2009年1月1日《循環(huán)經(jīng)濟(jì)促進(jìn)法》，《國務(wù)院關(guān)于加強(qiáng)節(jié)能工作的決定》（國發(fā)〔2006〕28號）、《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)節(jié)能減排綜合性工作方案的通知》（國發(fā)〔2007〕15號），《關(guān)于加快推行合同能源管理促進(jìn)節(jié)能服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的意見》（國辦發(fā)〔2010〕25號），《節(jié)能中長期專項(xiàng)規(guī)劃》（國家發(fā)改委環(huán)資[2004]2505號）、“十一五”十大重點(diǎn)節(jié)能工程實(shí)施意見（國家發(fā)改委環(huán)資[2006]1457號）、“十一五”資源綜合利用指導(dǎo)意見（國家發(fā)展改革委2006年12月24日），2006年重新修訂了《中國節(jié)能技術(shù)政策大綱》，由此可見，國家相當(dāng)重視節(jié)約能源。新的節(jié)約能源法有助于解決當(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展與能源資源及環(huán)境之間日益尖銳的矛盾。首先高溫煤氣要在橋管和集氣管中用大量的70～75℃循環(huán)氨水噴灑，煤氣可冷卻至80 ℃左右，然后在初冷器中再被冷卻至25℃。到2008年集中供暖面積已達(dá)到50多萬平米。節(jié)能技改已經(jīng)成為企業(yè)共識(shí)。因此，新晶焦化公司在地理位置上占有很大的供暖優(yōu)勢。如果采用吸收式熱泵技術(shù)，回收這部分余熱資源，替代傳統(tǒng)的供熱方式，在降低對環(huán)境污染的同時(shí)，還大大減少了運(yùn)行費(fèi)用。第二章、 項(xiàng)目余熱資源利用條件評價(jià)及開發(fā)前景預(yù)測一、項(xiàng)目余熱資源條件1. 煉焦過程中的余熱資源利用 上升管中的余熱資源利用上世紀(jì)70年代初，我國在首鋼、太鋼采用上升管夾套，在夾套內(nèi)采用冷卻水吸收荒煤氣所攜帶的熱量產(chǎn)生蒸汽，簡稱為“焦?fàn)t上升管汽化冷卻裝置”。試驗(yàn)經(jīng)4天后換熱管表面即出現(xiàn)了焦油冷凝結(jié)焦的現(xiàn)象，導(dǎo)致?lián)Q熱效率下降，最終失敗。要回收和處理這些化合物和減小