本發(fā)明涉及余熱利用，更具體地，涉及一種適用于炭素煅燒爐煅后焦余熱回收的熱力系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、鋁用炭素行業(yè)一般用罐式煅燒爐把石油焦加工成預焙陽極，作為電解鋁工業(yè)鋁冶煉過程中的陽極材料。石油焦在罐式煅燒爐中進行高溫煅燒去除水分、揮發(fā)份及其它化工殘留物，提高原料密度、機械強度以及增強導電性能，然后經(jīng)后續(xù)的破碎、混捏、焙燒等工藝，最終形成預焙陽極。

2、罐式煅燒爐是鋁用炭素行業(yè)中被廣泛采用的一種爐型。煅燒時原料由爐頂加料裝置加入罐內(nèi)，在由上而下的移動過程中，逐漸被位于料罐兩側(cè)的火道加熱。當原料被加熱到350～600℃時，其中的揮發(fā)分大量釋放出來。通過揮發(fā)分道匯集并送入火道燃燒。揮發(fā)分的燃燒是罐式煅燒爐的又一個熱量來源。原料經(jīng)過1200～1300℃以上的高溫，完成一系列的物理化學變化后成為煅后焦，煅后焦從料罐底部進入布置在下方的水套進行冷卻，最后由排料裝置排出爐外。煅燒爐是由眾多的料罐構(gòu)成，一般4個料罐為一組，目前罐式爐有大型化的趨勢，最多有20多組料罐構(gòu)成。每個料罐的上部有加料口，下部有排料口，物料依靠重力緩慢向下移動。

3、每個料罐的下方均布置一臺水套用于冷卻煅后焦，目前水套形式采用最多的是夾套式換熱器，就是把換熱器做成夾層結(jié)構(gòu)，煅后焦在夾層內(nèi)壁圍攏的空間通過，夾層內(nèi)壁和夾層外壁之間，有冷卻水在其中流過。

4、對于煅后焦的冷卻，目前特點如下：

5、一是煅燒溫度高達1200～1300℃，在現(xiàn)在的生產(chǎn)工藝中，一般利用循環(huán)水通過夾套式換熱器對煅后焦進行冷卻，使物料低于100℃后排出并收集，循環(huán)水加熱后再通過冷卻塔降溫，得以循環(huán)使用。這種方式?jīng)]有把高品質(zhì)的余熱進行有效利用。

6、二是每臺套煅燒爐由數(shù)量眾多的料罐排列組成，比如山東某知名企業(yè)在新疆準東投資的炭素項目，年產(chǎn)30萬噸炭素，共4臺煅燒爐，每臺煅燒爐有88個料罐。每個罐下料都對應一臺夾套式換熱器或本專利論述的產(chǎn)汽水套組，在生產(chǎn)運行中，必須確保每一臺換熱器的安全運行。

7、三是煅燒溫度高達1200～1300℃，對每一臺冷卻換熱設(shè)備的安全性都提出較高要求，如果系統(tǒng)設(shè)計不當、設(shè)備質(zhì)量不過關(guān)、運行操作失誤，均會帶來冷卻換熱設(shè)備局部高溫而損壞。

8、無論是夾套式換熱器還是本專利論述的產(chǎn)汽水套組，要想確保其安全運行，就必須解決一個關(guān)鍵問題，就是不能讓冷卻換熱設(shè)備產(chǎn)生局部高溫，局部高溫會帶來冷卻換熱設(shè)備高溫灼燒甚至高溫碳化而損壞。因此，一是冷卻換熱設(shè)備設(shè)計合理、生產(chǎn)制造質(zhì)量過關(guān)，二是，更重要的，是要求其配套的熱力系統(tǒng)，能夠保證有效運行。也就是煅后焦排到換熱器后，無論是煅后焦量的波動還是溫度變化，無論是每個冷卻換熱設(shè)備里的工質(zhì)狀態(tài)是水、汽還是汽水混合物，無論是各個冷卻換熱設(shè)備內(nèi)工質(zhì)側(cè)壓力是否平衡，均需要確保每一個冷卻換熱設(shè)備的工質(zhì)保持流動通暢，需要工質(zhì)把煅后焦的熱量及時帶走，這樣完成煅后焦的冷卻目的，同時確保冷卻換熱設(shè)備的安全運行。因此可以看出，一個安全、適用性高的余熱回收系統(tǒng)，顯得更為重要。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對上述情況，本實用新型專利提供了一種適用于炭素煅燒爐煅后焦余熱回收的熱力系統(tǒng)，本系統(tǒng)可以實現(xiàn)對余熱的高品質(zhì)回收，同時確保生產(chǎn)運行的安全；同時，本實用新型可以使煅燒爐煅后焦得以安全的冷卻，使產(chǎn)汽水套組安全穩(wěn)定運行；與傳統(tǒng)方式相比，利用煅后焦的熱量生產(chǎn)蒸汽，大大提高了經(jīng)濟性。

2、具體來說，本實用新型專利通過下述技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

3、一種適用于炭素煅燒爐煅后焦余熱回收的熱力系統(tǒng)，包含汽包及其附屬設(shè)施子單元、產(chǎn)汽水套子單元、蒸汽收集子單元及給水除氧子單元。

4、一種適用于炭素煅燒爐煅后焦余熱回收的熱力系統(tǒng)，所述熱力系統(tǒng)包括汽包及其附屬設(shè)施子單元、產(chǎn)汽水套子單元、蒸汽收集子單元及給水除氧子單元；所述產(chǎn)汽水套子單元由下降管、循環(huán)泵、產(chǎn)汽水套組、上升管組成；所述蒸汽收集子單元由汽包出口蒸汽管路、蒸汽集箱、蒸汽引出管路構(gòu)成；所述給水除氧子單元由除氧蒸汽管路、除氧器、外來補水管路、汽包給水管路及給水泵構(gòu)成；其中：

5、所述汽包依次通過下降管、循環(huán)泵將汽包分離熱水輸入給所述產(chǎn)汽水套組；所述產(chǎn)汽水套組輸出端通過上升管將處理的熱水重新輸送給所述汽包；

6、所述汽包通過汽包出口蒸汽管路將汽包分離蒸汽輸入給蒸汽集箱，所述蒸汽集箱輸出端一路通過蒸汽引出管路將處理后蒸汽輸出給后續(xù)利用設(shè)備；其輸出端另一路通過除氧蒸汽管路與所述除氧器連接；所述除氧器輸出端通過汽包給水管路和給水泵將除氧后熱水輸送給所述汽包；

7、所述給水除氧子單元通過外來補水管路給所述汽包提供補水。

8、有益效果

9、1、一臺汽包可以對若干個煅后焦冷卻器，也就是產(chǎn)汽水套組產(chǎn)生的蒸汽進行收集，對于大規(guī)模的炭素生產(chǎn)線，可以設(shè)置多個汽包。

10、2、本實用新型中蒸汽集箱，可以對多個汽包產(chǎn)生的蒸汽進行匯集，同時可以為外部提供蒸汽。

11、3、本實用新型設(shè)置強制循環(huán)泵，可以對產(chǎn)汽水套組提供強大的動力源，無論產(chǎn)汽水套組里工質(zhì)處于什么狀態(tài)，均可以為讓產(chǎn)汽水套組的工質(zhì)處于流動狀態(tài)，及時把煅后焦的熱量帶走。避免蒸汽過熱器局部產(chǎn)生高溫而損壞。

12、4、本實用新型通過水除氧子單元設(shè)置了除氧功能，減少高溫氧化的可能性，延長系統(tǒng)及設(shè)備、管道的壽命。

13、5、根據(jù)煅燒爐的數(shù)量、煅燒爐里料罐數(shù)量以及工廠廠房的布置情況，合理設(shè)置汽包的數(shù)量，減少每臺汽包提供給水的產(chǎn)汽水套組的臺數(shù)，有利于確保產(chǎn)汽水套組的壓力平衡。

14、上述措施大大提高了炭素煅燒爐煅后焦余熱回收熱力系統(tǒng)的安全性能。

技術(shù)特征：

1.一種適用于炭素煅燒爐煅后焦余熱回收的熱力系統(tǒng)，其特征在于：所述熱力系統(tǒng)包括汽包及其附屬設(shè)施子單元、產(chǎn)汽水套子單元、蒸汽收集子單元及給水除氧子單元；所述產(chǎn)汽水套子單元由下降管、循環(huán)泵、產(chǎn)汽水套組、上升管組成；所述蒸汽收集子單元由汽包出口蒸汽管路、蒸汽集箱、蒸汽引出管路構(gòu)成；所述給水除氧子單元由除氧蒸汽管路、除氧器、外來補水管路、汽包給水管路及給水泵構(gòu)成；其中：

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)提供一種適用于炭素煅燒爐煅后焦余熱回收的熱力系統(tǒng)，所述熱力系統(tǒng)包括汽包及其附屬設(shè)施子單元、產(chǎn)汽水套子單元、蒸汽收集子單元及給水除氧子單元；所述產(chǎn)汽水套子單元由下降管、循環(huán)泵、產(chǎn)汽水套組、上升管組成；所述蒸汽收集子單元由汽包出口蒸汽管路、蒸汽集箱、蒸汽引出管路構(gòu)成；所述給水除氧子單元由除氧蒸汽管路、除氧器、外來補水管路、汽包給水管路及給水泵構(gòu)成；本技術(shù)可以使煅燒爐煅后焦得以安全的冷卻，使產(chǎn)汽水套組安全穩(wěn)定運行；與傳統(tǒng)方式相比，利用煅后焦的熱量生產(chǎn)蒸汽，大大提高了經(jīng)濟性。

技術(shù)研發(fā)人員：張福濱,陶軍普,張?zhí)煳?王曉磊,劉忠成,李隨,孫振川,莊玲,馬延紅,姜舒博,王艷婷,王廣順,胡晨平,賴鐵鋼
受保護的技術(shù)使用者：中材節(jié)能股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240430
技術(shù)公布日：2024/12/26