一種焦爐上升管荒煤氣顯熱回收系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種焦爐上升管荒煤氣顯熱回收系統(tǒng)，包括換熱強制循環(huán)系統(tǒng)、補水系統(tǒng)、過熱蒸汽循環(huán)系統(tǒng)，過熱蒸汽循環(huán)系統(tǒng)包括過熱蒸汽換熱器組，換熱強制循環(huán)系統(tǒng)的蒸汽出口其中一路與外界飽和蒸汽管網相連接，另一路通過再循環(huán)蒸汽管與過熱蒸汽換熱器組的進口相連，過熱蒸汽換熱器組的出口與外界過熱蒸汽管網相連接；補水系統(tǒng)包括緩沖水箱、除氧水泵、除氧器、除氧水箱、給水泵，除氧水泵設置于緩沖水箱和除氧器之間，除氧水箱通過給水泵與飽和蒸汽汽包相連接。本實用新型不僅可以有效、安全、可靠地回收荒煤氣余熱，循環(huán)地將換熱介質轉化為中、低壓蒸汽，還可以有效地檢測控制系統(tǒng)運行，確保系統(tǒng)安全正常運行，降低事故發(fā)生率。
【專利說明】一種焦爐上升管荒煤氣顯熱回收系統(tǒng)

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及余熱回收利用系統(tǒng)，更具體地說，涉及一種焦爐上升管荒煤氣顯熱回收系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002]煉焦工藝流程中產生的余熱資源的高效回收利用，是建立資源節(jié)約、環(huán)境友好的綠色焦化廠節(jié)能的主要方向，也是降低焦爐能耗的主要途徑之一。但是，我國對二次能源品質潛力的挖掘、價值的開發(fā)以及低品質余熱余能利用支撐技術與裝備開發(fā)滯后，上升管內高溫焦爐荒煤氣的余熱就一直未能有效利用，只能用循環(huán)氨水降溫把熱量白白浪費。自從上世紀70年代開始，針對荒煤氣顯熱利用，國內外研究人員均做了大量的研究工作，形成了多項技術，但都不夠完善。有人將荒煤氣與夾套內的工藝介質水換熱，但是出現換熱面粘結焦油、絮狀物堵塞問題，換熱面損壞后，夾套內工藝介質水漏進碳化室影響焦炭生產。
[0003]焦爐荒煤氣顯熱占整個焦爐的熱支出的37%左右，溫度在750度以上，至今未有成熟可靠地回收利用裝置投入運行。
[0004]在現有的焦爐上升管荒煤氣顯熱回收系統(tǒng)中，焦爐長期、安全、穩(wěn)定地連續(xù)生產一直是值得關注的問題。焦爐生產需要能耗，煉焦工藝流程中會產生顯熱，將顯熱應用到焦爐生產中會降低焦爐能耗。在顯熱回收的過程中需要考慮蒸汽回收率、系統(tǒng)換熱效率、系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性等問題。比如在顯熱回收的過程中，換熱能量的收取會導致出口煙氣溫度降幅過大而造成易結焦堵塞，對外部環(huán)境影響較大；材質的高溫的處理以及換熱器在啟動和停止過程中運用不理想。


【發(fā)明內容】

[0005]針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種焦爐上升管荒煤氣顯熱回收系統(tǒng)。
[0006]實現本實用新型的技術方案如下:
[0007]—種焦爐上升管荒煤氣顯熱回收系統(tǒng)，包括換熱強制循環(huán)系統(tǒng)、補水系統(tǒng)，所述的換熱強制循環(huán)系統(tǒng)包括飽和蒸汽換熱器組、飽和蒸汽汽包、強制循環(huán)泵，所述的飽和蒸汽換熱器組的進水口通過強制循環(huán)泵與飽和蒸汽汽包的下降管相連接，所述的飽和蒸汽換熱器的出水口與飽和蒸汽汽包的上升管相連接，
[0008]所述的顯熱回收系統(tǒng)還包括過熱蒸汽循環(huán)系統(tǒng)，所述的過熱蒸汽循環(huán)系統(tǒng)包括過熱蒸汽換熱器組；
[0009]所述的強制循環(huán)泵為兩個且并聯設置，所述的飽和蒸汽汽包上的蒸汽出口其中一路與外界飽和蒸汽管網相連接，另一路通過再循環(huán)蒸汽管與過熱蒸汽換熱器組的進口相連，所述的過熱蒸汽換熱器組的出口與外界過熱蒸汽管網相連接；
[0010]所述的補水系統(tǒng)包括緩沖水箱、除氧水泵、除氧器、除氧水箱、給水泵，所述的除氧水泵設置于緩沖水箱和除氧器之間，所述的除氧器與除氧水箱相連，所述的除氧水箱通過給水泵與飽和蒸汽汽包相連接。
[0011]進一步地，所述的飽和蒸汽換熱器組包括若干個上升管換熱器，所述的上升管換熱器通過單獨的管道相互并聯后匯入飽和蒸汽母管；所述的過熱蒸汽換熱器組包括若干個上升管換熱器，所述的上升管換熱器通過單獨的管道相互并聯后匯入過熱蒸汽母管。
[0012]進一步地，還包括檢測控制系統(tǒng)，所述的檢測控制系統(tǒng)包括汽包液位計、水箱液位計、溫度檢測器、壓力檢測器、給水流量計、強制循環(huán)泵母管流量計、蒸汽流量計；
[0013]所述的汽包液位計設置在飽和蒸汽汽包上，所述的水箱液位計設置在緩沖水箱上；
[0014]所述的溫度檢測器設置于上升管換熱器的進水口和出水口處，用于測量上升管換熱器進水口和出水口處的介質溫度；所述的溫度檢測器設置于上升換熱器的煙氣出口端，用于測量上升換熱管煙氣出口的介質溫度；
[0015]所述的壓力檢測器與飽和蒸汽換熱器組的進水端的飽和蒸汽母管相連，用于測量強制循環(huán)的進水壓力；所述的壓力檢測器與飽和蒸汽換熱器組的出水端的飽和蒸汽母管相連，用于測量飽和蒸汽母管內的飽和蒸汽壓力；所述的壓力檢測器與飽和蒸汽汽包相連接，用于測量飽和蒸汽汽包內的飽和蒸汽壓力；所述的壓力檢測器與過熱蒸汽換熱器組的出口端的過熱蒸汽母管相連，用于測量過熱蒸汽母管內的過熱蒸汽壓力；
[0016]所述的給水流量計設置于飽和蒸汽汽包與除氧水箱之間，用于測量并控制給水泵的流量大?。凰龅膹娭蒲h(huán)泵母管流量計設置于強制循環(huán)泵與飽和蒸汽換熱器組之間，用于測量并控制強制循環(huán)泵的流量大??；所述的蒸汽流量計設置于飽和蒸汽汽包與外界飽和蒸汽管網之間，用于測量飽和蒸汽輸出的流量大小并控制調節(jié)給水泵的流量大?。凰龅恼羝髁坑嬙O置于過熱蒸汽母管與外界過熱蒸汽管網之間，用于測量給水泵的流量大小。
[0017]采用了上述的方案，焦爐上升管荒煤氣顯熱回收系統(tǒng)包括換熱強制循環(huán)系統(tǒng)、補水系統(tǒng)，還增設了過熱蒸汽循環(huán)系統(tǒng)，可以強制促進換熱介質循環(huán)，保證不間斷地將換熱介質轉化為中、低壓蒸汽以及過熱蒸汽，蒸汽回收率大大提高，回收到的蒸汽并入到焦化蒸汽管網，予以利用，降低了焦化工序的能耗，保證焦爐長期、安全、穩(wěn)定地連續(xù)生產，從而有效、安全、可靠、連續(xù)穩(wěn)定地回收利用焦爐上升管荒煤氣的顯熱；采用兩個強制循環(huán)泵且并聯設置，提高換熱強制循環(huán)系統(tǒng)的循環(huán)效率，同時避免了因單個強制循環(huán)泵出現故障而影響整個系統(tǒng)的正常運行；補水系統(tǒng)的設置，目的在于補充轉化為蒸汽的一部分補充水，促進設備正常安全運行；檢測系統(tǒng)的設置，可以有效地檢測控制系統(tǒng)的運行，特別是上升管排除煙氣的溫度控制，確保系統(tǒng)安全正常運行，降低事故發(fā)生率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型結構示意圖；
[0019]圖中，I為緩沖水箱，2為水箱液位計，3為除氧水泵，4為除氧器，5為除氧水箱，6為給水泵，7為給水流量計，8為飽和蒸汽汽包，9為汽包液位計，10為強制循環(huán)泵，11為強制循環(huán)泵母管流量計，12為飽和蒸汽換熱器組，16為飽和蒸汽流量計，17為蒸汽出口，18為過熱蒸汽流量計，19為過熱蒸汽換熱器組，20為再循環(huán)蒸汽管，21為上升管換熱器，25為過熱蒸汽母管，26為飽和蒸汽母管，13、14、22、24為壓力檢測器，15、23為溫度檢測器。

【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型進一步說明。
[0021]如圖1，一種焦爐上升管荒煤氣顯熱回收系統(tǒng)，包括換熱強制循環(huán)系統(tǒng)、補水系統(tǒng)、過熱蒸汽循環(huán)系統(tǒng)。
[0022]所述的換熱強制循環(huán)系統(tǒng)包括飽和蒸汽換熱器組12、飽和蒸汽汽包8、強制循環(huán)泵10，所述的過熱蒸汽循環(huán)系統(tǒng)包括過熱蒸汽換熱器組19。所述的飽和蒸汽換熱器組12的進水口通過強制循環(huán)泵10與飽和蒸汽汽包8的下降管相連接，所述的飽和蒸汽換熱器組12的出水口與飽和蒸汽汽包8的上升管相連接，所述的飽和蒸汽汽包8上的蒸汽出口 17其中一路與外界飽和蒸汽管網相連接，可以供應飽和蒸汽，另一路通過再循環(huán)蒸汽管20與過熱蒸汽換熱器組19的進口相連，所述的過熱蒸汽換熱器組19的出口與外界過熱蒸汽管網相連接，可以供應過熱蒸汽，同時可以強制促進換熱介質循環(huán)，保證不間斷地產生飽和蒸汽和過熱蒸汽，回收率可達30%以上，回收到的蒸汽并入現有焦化蒸汽管網，予以利用，降低了焦化工序的能耗，保證焦爐長期、安全、穩(wěn)定地連續(xù)生產，從而有效、安全、可靠、連續(xù)穩(wěn)定地回收利用焦爐上升管荒煤氣的顯熱。所述的強制循環(huán)泵10可設置若干臺且并聯設置，提高換熱強制循環(huán)系統(tǒng)的循環(huán)效率，同時避免了因單個強制循環(huán)泵10出現故障而影響整個系統(tǒng)的正常運行。
[0023]所述的補水系統(tǒng)包括緩沖水箱1、除氧水泵3、除氧器4、除氧水箱5、給水泵6，所述的除氧水泵3設置于緩沖水箱I和除氧器4之間，所述的除氧器4與除氧水箱5相連，所述的除氧水箱5通過給水泵6與飽和蒸汽汽包8相連接。補水系統(tǒng)的設置，目的在于補充轉化為蒸汽重新利用的一部分水，促進設備正常安全運行。
[0024]進一步地，根據焦爐的具體情況，所述的飽和蒸汽換熱器組12包括若干個上升管換熱器21，所述的上升管換熱器21通過單獨的管道相互并聯后匯入飽和蒸汽母管26 ;所述的過熱蒸汽換熱器組19包括若干個上升管換熱器21，所述的上升管換熱器21通過單獨的管道相互并聯后匯入過熱蒸汽母管25。本實用新型的顯熱回收利用系統(tǒng)的改造簡單方便，不影響焦爐的正常操作，將補水系統(tǒng)、飽和蒸汽汽包8和強制循環(huán)泵10等安裝到位后，根據上升管換熱器21的具體進出水位置，將所有的上升管換熱器21的進水口、出水口預留到位，根據實際情況，可以逐個對單一換熱器進行改造更換，并逐一投入系統(tǒng)運行，直至全部改造更換完成；多個上升管換熱器21并聯工作，一方面提高了換熱效率，另一方面也避免了因單個上升管換熱器21出現故障，而影響整個系統(tǒng)的正常運行，且可以方便上升管換熱器21的更換或維護，單個上升管換熱器21出現故障時可以隨時取出，不影響整個系統(tǒng)和焦爐的正常運行。過熱蒸汽換熱器組19用于飽和蒸汽的再次換熱，從而產生滿足生產需要的過熱蒸汽。
[0025]進一步地，還包括檢測控制系統(tǒng)，可以有效地檢測控制系統(tǒng)運行，確保系統(tǒng)安全正常運行，降低事故發(fā)生率。所述的檢測控制系統(tǒng)包括汽包液位計9、水箱液位計2、溫度檢測器、壓力檢測器、給水流量計7、強制循環(huán)泵母管流量計11、蒸汽流量計。所述的壓力檢測器可以采用壓力表或者壓力變送器。
[0026]所述的汽包液位計9設置在飽和蒸汽汽包8上，所述的汽包液位計9可以采用就低液位計或者電接點液位計。所述的水箱液位計2設置在緩沖水箱I上。
[0027]所述的溫度檢測器23設置于上升管換熱器21的進水口和出水口處，用于測量上升管換熱器21進水口和出水口處的介質溫度；所述的溫度檢測器15設置于上升換熱器21的煙氣出口端，用于測量上升換熱管21煙氣出口的介質溫度，在一定程度上可以避免顯熱回收系統(tǒng)換熱能量的收取導致出口煙氣溫度降幅過大而造成的易結焦堵塞，同時降低對外部環(huán)境的影響；
[0028]所述的壓力檢測器13與飽和蒸汽換熱器組12的進水端的飽和蒸汽母管26相連，用于測量強制循環(huán)的進水壓力；所述的壓力檢測器14與飽和蒸汽換熱器組12的出水端的飽和蒸汽母管26相連，用于測量飽和蒸汽母管26內的飽和蒸汽壓力；所述的壓力檢測器22與飽和蒸汽汽包8相連接，用于測量飽和蒸汽汽包8內的飽和蒸汽壓力；所述的壓力檢測器24與過熱蒸汽換熱器組19的出口端的過熱蒸汽母管25相連，用于測量過熱蒸汽母管25內的過熱蒸汽壓力；
[0029]所述的給水流量計7設置于飽和蒸汽汽包8與除氧水箱6之間，用于測量并控制給水泵的流量大小；所述的強制循環(huán)泵母管流量計11設置于強制循環(huán)泵10與飽和蒸汽換熱器組12之間，用于測量并控制強制循環(huán)泵10的流量大?。凰龅恼羝髁坑?6設置于飽和蒸汽汽包8與外界飽和蒸汽管網之間，用于測量飽和蒸汽輸出的流量大小并控制調節(jié)給水泵的流量大??；所述的蒸汽流量計18設置于過熱蒸汽母管25與外界過熱蒸汽管網之間，用于測量給水泵的流量大小。
[0030]本實用新型的工作原理:水箱液位計2設置在緩沖水箱I上，用于顯示緩沖水箱I中水位高度，除氧水泵3設置于緩沖水箱I和除氧器4之間，除氧水泵3將緩沖水箱I中的水經過除氧器4除氧后打進除氧水箱5中，除氧水箱5中的除氧水經過給水泵6和給水流量計7進入到飽和蒸汽汽包8中；除氧水在強制循環(huán)泵10的作用下，在飽和蒸汽換熱器組12和飽和蒸汽汽包8之間循環(huán)，除氧水經過飽和蒸汽換熱器組12的熱交換后進入到飽和蒸汽汽包8中進行分離，蒸汽從蒸汽出口 17流出，其中一路與外界飽和蒸汽管網相連接，供應飽和蒸汽，另一路通過再循環(huán)蒸汽管20與過熱蒸汽換熱器組19的進口相連，過熱蒸汽換熱器組19的出口與外界過熱蒸汽管網相連接，可以供應過熱蒸汽，熱水和來自補水系統(tǒng)的除氧水在強制循環(huán)泵10的作用，繼續(xù)進行熱交換，保證不間斷地產生飽和蒸汽和過熱蒸汽，回收并予以利用。強制循環(huán)泵10至少設置兩個，且是并聯設置，當其中一個或部分強制循環(huán)泵10出現故障，其他的強制循環(huán)泵10依舊正常工作，不會影響整個系統(tǒng)的正常運行，且便于強制循環(huán)泵10的維修。
[0031]本實用新型并不局限于所述的實施例，本領域的技術人員在不脫離本實用新型的精神即公開范圍內，仍可作一些修正或改變，故本實用新型的權利保護范圍以權利要求書限定的范圍為準。
【權利要求】
1.一種焦爐上升管荒煤氣顯熱回收系統(tǒng)，包括換熱強制循環(huán)系統(tǒng)、補水系統(tǒng)，所述的換熱強制循環(huán)系統(tǒng)包括飽和蒸汽換熱器組(12)、飽和蒸汽汽包(8)、強制循環(huán)泵(10)，所述的飽和蒸汽換熱器組(12)的進水口通過強制循環(huán)泵(10)與飽和蒸汽汽包(8)的下降管相連接，所述的飽和蒸汽換熱器組(12)的出水口與飽和蒸汽汽包(8)的上升管相連接，其特征在于: 所述的顯熱回收系統(tǒng)還包括過熱蒸汽循環(huán)系統(tǒng)，所述的過熱蒸汽循環(huán)系統(tǒng)包括過熱蒸汽換熱器組(19); 所述的強制循環(huán)泵(10)為兩個且并聯設置，所述的飽和蒸汽汽包(8)上的蒸汽出口(17)其中一路與外界飽和蒸汽管網相連接，另一路通過再循環(huán)蒸汽管(20)與過熱蒸汽換熱器組(19)的進口相連，所述的過熱蒸汽換熱器組(19)的出口與外界過熱蒸汽管網相連接； 所述的補水系統(tǒng)包括緩沖水箱(I)、除氧水泵(3)、除氧器(4)、除氧水箱(5)、給水泵(6)，所述的除氧水泵(3)設置于緩沖水箱(I)和除氧器(4)之間，所述的除氧器(4)與除氧水箱(5 )相連，所述的除氧水箱(5 )通過給水泵(6 )與飽和蒸汽汽包(8 )相連接。
2.根據權利要求1所述的一種焦爐上升管荒煤氣顯熱回收系統(tǒng)，其特征在于:所述的飽和蒸汽換熱器組(12)包括若干個上升管換熱器(21)，所述的上升管換熱器(21)通過單獨的管道相互并聯后匯入飽和蒸汽母管(26);所述的過熱蒸汽換熱器組(19)包括若干個上升管換熱器(21)，所述的上升管換熱器(21)通過單獨的管道相互并聯后匯入過熱蒸汽母管(25)。
3.根據權利要求2所述的一種焦爐上升管荒煤氣顯熱回收系統(tǒng)，其特征在于:還包括檢測控制系統(tǒng)，所述的檢測控制系統(tǒng)包括汽包液位計(9)、水箱液位計(2)、溫度檢測器、壓力檢測器、給水流量計(7 )、強制循環(huán)母泵管流量計(11 )、蒸汽流量計； 所述的汽包液位計(9)設置在飽和蒸汽汽包(8)上，所述的水箱液位計(2)設置在緩沖水箱(I)上； 所述的溫度檢測器(23)設置于上升管換熱器(21)的進水口和出水口處，所述的溫度檢測器(15)設置于上升換熱器(21)的煙氣出口端； 所述的壓力檢測器(13)與飽和蒸汽換熱器組(12)的進水端的飽和蒸汽母管(26)相連，所述的壓力檢測器(14)與飽和蒸汽換熱器組(12)的出水端的飽和蒸汽母管(26)相連，所述的壓力檢測器(22)與飽和蒸汽汽包(8)相連接，所述的壓力檢測器(24)與過熱蒸汽換熱器組(19)的出口端的過熱蒸汽母管(25)相連； 所述的給水流量計(7)設置于飽和蒸汽汽包(8)與除氧水箱(5)之間，所述的強制循環(huán)泵母管流量計(11)設置于強制循環(huán)泵(10)與飽和蒸汽換熱器組(12)之間，所述的蒸汽流量計(16)設置于飽和蒸汽汽包(8)與外界飽和蒸汽管網之間，所述的蒸汽流量計(18)設置于過熱蒸汽母管(25)與外界過熱蒸汽管網之間。
【文檔編號】F22B1/18GK203837504SQ201420147327
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年3月28日 優(yōu)先權日:2014年3月28日
【發(fā)明者】韓培 申請人:韓培