一種用于煙氣余熱回收系統(tǒng)的高效反吹除焦方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利涉及一種用于煙氣余熱回收系統(tǒng)的高效反吹除焦方法，及其該方法涉及的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]進(jìn)入21世紀(jì)，隨著化石燃料的日漸枯竭以及環(huán)境污染的日益嚴(yán)重，節(jié)能減排無疑成為一個(gè)熱門課題。目前，國內(nèi)鋼鐵及石油行業(yè)的加熱爐在生產(chǎn)過程中，一般加熱爐煙氣余熱回收為了避免產(chǎn)生露點(diǎn)腐蝕及結(jié)焦等問題，常常將預(yù)熱助燃空氣后的煙氣(通常在300°C左右)直接排出，造成余熱的浪費(fèi)。如果將煙氣溫度降到露點(diǎn)溫度以下，雖然可以使更多的熱量得以利用，但換熱器內(nèi)會(huì)產(chǎn)生的結(jié)焦現(xiàn)象，并且結(jié)焦不利于換熱，嚴(yán)重時(shí)就會(huì)影響到生產(chǎn)。針對換熱器結(jié)焦現(xiàn)象，必須適時(shí)進(jìn)行清理才能繼續(xù)使用，以滿足生產(chǎn)條件，個(gè)別煉油廠采用高壓水清洗方法，高壓水方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，安全系數(shù)低。目前國內(nèi)大的煉油廠采用蒸汽燒焦法，這樣做成本低，雖然蒸汽除焦方法能大大縮短停機(jī)時(shí)間，但蒸汽法有其固有的弊端:安全系數(shù)比高壓水更低，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，溫度控制不好會(huì)將換熱管燒彎曲?，F(xiàn)在國外發(fā)達(dá)國家采用機(jī)械除焦方法，也就是通常所說的PIGGING，國內(nèi)稱作通球，國內(nèi)通球基本是用于只管管道清洗，既調(diào)試后的管道清洗，而不適用于急彎彎管或90度鑄造彎頭(堵頭)，國外的機(jī)械除焦技術(shù)遠(yuǎn)優(yōu)越于國內(nèi)，除焦效率很高，但是機(jī)械除焦最大的缺點(diǎn)就是不能在線清焦，而且拆卸比較麻煩。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明公開了一種用于煙氣余熱回收系統(tǒng)的高效反吹除焦方法。在一些特殊的煙氣余熱回收系統(tǒng)中，如燃料氣中含有少量硫磷等，為防止焦油析出，排煙溫度一般在露點(diǎn)溫度以上，系統(tǒng)效率較低。為進(jìn)一步提高系統(tǒng)效率，可將排煙溫度降至露點(diǎn)溫度以下，但會(huì)有焦油析出，堵塞換熱器，嚴(yán)重影響換熱性能。針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明旨在克服一般含有少量硫磷的煙氣管道內(nèi)結(jié)焦的缺陷，提出了一種用于煙氣余熱回收系統(tǒng)的高效反吹除焦方法。其優(yōu)點(diǎn)是:將煙氣冷卻到露點(diǎn)溫度以下，回收低品位熱能，及時(shí)清除焦油，從而降低能耗，節(jié)約能源，同時(shí)可以降低污染物的排放，有利于環(huán)保。
[0004]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0005]一種用于煙氣余熱回收系統(tǒng)的高效反吹除焦方法，系統(tǒng)包括反吹除焦單元、冷卻單元、自動(dòng)控制單元等，其特征在于:
[0006]所述反吹除焦單元主要包括鼓風(fēng)機(jī)、熱風(fēng)發(fā)生器、噴嘴、焦油廢氣閥門、吸附室。熱風(fēng)發(fā)生單元安裝在換熱器出口的旁路上，通過導(dǎo)入管伸入到煙氣主管道中。當(dāng)除焦時(shí)，首先將煙氣切換至旁路通道，再利用熱風(fēng)發(fā)生裝置，使700?900°C的高溫空氣由噴頭均勻高速流出，吹向翅片板換熱器，從而使焦油短時(shí)間內(nèi)完全去除，同時(shí)高溫空氣將廢氣從除焦旁路帶入廢氣吸附室，再利用活性炭進(jìn)行吸附處理。
[0007]所述冷卻單元主要包括過鼓風(fēng)機(jī)、空氣進(jìn)口閥門、空氣出口閥門、離心泵、冷卻水進(jìn)口閥門、冷卻水出口閥門。對空氣進(jìn)行預(yù)熱時(shí):鼓風(fēng)機(jī)吸入外界的空氣通過閥門進(jìn)入翅片板換熱器與煙氣進(jìn)行熱交換，然后將預(yù)熱后的空氣通入加熱爐，來提高加熱爐余熱利用率；對換熱器進(jìn)行除焦時(shí):先將空氣管道的進(jìn)出口閥門關(guān)閉，打開冷卻水進(jìn)出口閥門，利用離心泵將冷卻水通過閥門進(jìn)入翅片板換熱器，防止除焦時(shí)產(chǎn)生的高溫空氣損壞換熱器，然后使冷卻水通入蓄水槽，實(shí)現(xiàn)冷卻水的循環(huán)利用。
[0008]所述自動(dòng)控制單元包括熱電偶、壓差變送器、液位計(jì)以及管路電磁閥。本系統(tǒng)閥門配有連鎖裝置，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。設(shè)定換熱器內(nèi)煙氣側(cè)壓差峰谷值，當(dāng)壓差超過峰值時(shí)，控制系統(tǒng)自動(dòng)打開電磁閥(3，4，21，17)，關(guān)閉電磁閥(2，5，12，18)以及鼓風(fēng)機(jī)(19)，煙氣切換至旁路通道，關(guān)閉空氣系統(tǒng)，打開離心泵(20)，切換至水浴，啟動(dòng)熱風(fēng)發(fā)生器(14)和鼓風(fēng)機(jī)(15)，進(jìn)行除焦；除焦過程中，通過換熱器煙氣側(cè)進(jìn)出口熱電偶出、10)的數(shù)據(jù)調(diào)整冷卻水液位，保證換熱器不超溫；當(dāng)壓差低于谷值時(shí)，關(guān)閉熱風(fēng)發(fā)生器(14)、離心泵(20)和鼓風(fēng)機(jī)(15)，待冷卻水排盡后，打開電磁閥(2，5，12，18)，關(guān)閉電磁閥(3，4，21，17)，將煙氣切換回主管道，打開鼓風(fēng)機(jī)(19)，切換回空氣控制系統(tǒng)。從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)除焦全過程。
[0009]所述翅片板換熱器，不僅具有傳統(tǒng)板翅式換熱器結(jié)構(gòu)緊湊，輕巧，適應(yīng)性強(qiáng)，傳熱效率高的優(yōu)點(diǎn)，還有比表面積大，使用壽命長，效率高等特點(diǎn)。翅片板換熱器材質(zhì)采用316L不銹鋼，熱流體內(nèi)通加熱爐的煙氣，煙氣含有少量的硫磷化合物；在正常換熱過程中冷流體內(nèi)通空氣，煙氣將加熱爐的助燃空氣進(jìn)行預(yù)熱，節(jié)約了大量能源，在除焦過程中冷流體內(nèi)通冷卻水，快速降低換熱器內(nèi)的溫度，防止因溫度過高而燒壞換熱器。
[0010]控制系統(tǒng)利用電磁閥自動(dòng)切換煙氣管道及冷卻單元。在非除焦?fàn)顟B(tài)，關(guān)閉熱風(fēng)發(fā)生器噴頭處的閥門能有效防止腐蝕熱風(fēng)發(fā)生裝置；除焦前將煙氣切換至旁路通道，與換熱器除焦單元隔開，可以有效地防止爆炸；還可以將預(yù)熱空氣部分與水浴部分進(jìn)行切換。
[0011]本系統(tǒng)閥門配有連鎖裝置，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的用于煙氣余熱回收系統(tǒng)的高效反吹除焦系統(tǒng)圖。
[0013]圖2為本發(fā)明實(shí)施例的熱風(fēng)發(fā)生器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖3為本發(fā)明實(shí)施例的噴頭管口分布結(jié)構(gòu)示意圖(正三角形)。
[0015]圖4為本發(fā)明實(shí)施例的噴頭管口分布結(jié)構(gòu)示意圖(轉(zhuǎn)角正三角形)。
具體實(shí)施方案
[0016]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0017]本發(fā)明的用于煙氣余熱回收系統(tǒng)的高效反吹除焦工藝，該工藝不僅能夠有效清除鋼鐵行業(yè)、石油行業(yè)的加熱爐煙道管內(nèi)的焦油，而且還能應(yīng)用到生物質(zhì)焦油及煉焦等領(lǐng)域。其核心是結(jié)合除焦工藝優(yōu)化余熱回收系統(tǒng)，其中最重要的為熱風(fēng)除焦系統(tǒng)與旁路系統(tǒng)。
[0018]如圖1至4所示，本實(shí)施例的用于煙氣余熱回收系統(tǒng)的高效反吹除焦系統(tǒng)，包括加熱爐(I)，空氣出口閥門(2)、冷卻水出口閥門(3)、煙氣旁路閥門(4)、煙氣主管路進(jìn)口閥門
(5)、熱電偶(6，10)、液位計(jì)(7)、煙氣旁路通道⑶、差壓變送器(9)、煙囪(11)、煙氣主管路出P閥門(12)、噴嘴(13)、熱風(fēng)發(fā)生器(14)、鼓風(fēng)機(jī)(15，19)、翅片板換熱器(16)、冷卻水進(jìn)口閥門(17)、空氣進(jìn)口閥門(18)、離心泵(20)、焦油廢氣閥門(21)、吸附室(22)等。
[0019]本發(fā)明的換熱設(shè)備采用翅片板換熱器(16)，其具有傳熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、輕巧、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，能夠很好地滿足煙氣余熱回收方法。高溫?zé)煔鈦碜杂诩訜釥t(1)，煙氣可根據(jù)需求隨時(shí)切換至旁路通道(8)。熱風(fēng)發(fā)生器(14)安裝在換熱器煙氣出口管路處，高溫空氣導(dǎo)入管伸入至煙氣管道中。壓差變送器(9)和熱電偶出，10)分別安裝在換熱器煙氣側(cè)管道兩端，控制系統(tǒng)記錄著換熱器煙氣進(jìn)出口的壓差與溫度。冷流單元有兩套管路，換熱器冷流體進(jìn)出管道均安裝三通及閥門，一個(gè)是預(yù)熱空氣管路，一個(gè)是水浴管路，換熱器冷卻水側(cè)安裝一個(gè)液位計(jì)(7)，便于觀察換熱器內(nèi)的水位。本系統(tǒng)閥門配有連鎖裝置，各個(gè)管道均有電磁閥控制，電磁閥、壓差變送器(9)、熱電偶(6，10)、熱風(fēng)發(fā)生器(14)、鼓風(fēng)機(jī)(15，19)、離心泵(20)均連接至控制系統(tǒng)，實(shí)行自動(dòng)控制。加熱爐的助燃空氣通過換熱器與煙氣進(jìn)行換熱，提尚余熱利用率。
[0020]其工作過程是，在對空氣預(yù)熱過程中，翅片板換熱器(16)內(nèi)煙氣的溫度就會(huì)下降，自然會(huì)有焦油產(chǎn)生，于是會(huì)粘結(jié)在換熱器內(nèi)