CN103047637B - 焦炉烟道气余热和上升管荒煤气余热联合利用系统 - Google Patents

焦炉烟道气余热和上升管荒煤气余热联合利用系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种焦炉烟道气余热和上升管荒煤气余热联合利用系统，其特征在于：包括旁路烟道和辅助烟道Ⅰ，所述旁路烟道一端与焦炉烟气出口连接，一端与烟囱连接，所述辅助烟道Ⅰ的两端均连接在旁路烟道上，所述辅助烟道Ⅰ上依次连接用于抽取焦炉烟道废烟气的引风机、用于焦炉烟道废烟气与荒煤气间接换热的上升管换热装置以及用于回收利用焦炉烟道废烟气余热的余热回收系统，本发明同时利用了焦炉烟道气余热及上升管荒煤气余热的温度特性，既产出了高品质的饱和蒸汽又有效降低了上升管荒煤气的温度，减少了氨水的耗量，为进一步实现焦化企业节能减排提供了一条有效的途径。

Description

焦炉烟道气余热和上升管荒煤气余热联合利用系统
技术领域
本发明涉及一种余热回收系统，特别涉及一种焦炉烟道气余热和上升管余热联合利用系统。
背景技术
炼焦生产中，大量燃烧废气余热随着烟气的排放而白白的浪费，同时也对环境造成了热污染。目前虽有少量企业已经设置了烟道气余热锅炉，但由于烟气温度一般为240～280℃，产生的蒸汽一般也仅为0.6～0.8MPa的饱和蒸汽，蒸汽品质非常低。
另一方面，从焦炉炭化室出来进入上升管的荒煤气约700～800℃，焦化企业一般采用在桥管内氨水喷洒的方式将荒煤气温度降到85℃以下，大量的余热资源无法得到利用。虽然有些企业采用上升管汽化冷却装置、分离式热管或导热油技术回收热量，但由于经常出现换热面漏水、爆管或导热油过热结焦等问题，这些技术均不能长期稳定运行，严重时甚至还会导致整个汽包里的水漏入炭化室，造成安全事故。
目前的技术方案几乎都是将烟道气余热和荒煤气余热分成两个独立系统分别实施，而没有根据两种余热资源的品质特性进行有机的联合。现有技术中申请号为201120483679.6的中国专利申请中公开了一种联合利用焦炉荒煤气显热及废烟气余热的发电系统，该技术将焦炉烟道气首先引入余热锅炉中产生饱和蒸汽，然后将饱和蒸汽送入布置在上升管内的过热器中，产生的过热蒸汽进入汽轮机发电。该技术虽然能够同时利用焦炉烟道气和荒煤气的余热，但也存在着上升管中蒸汽管道的磨损、漏水和爆管等问题，严重影响炭化室安全运行。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种能同时利用焦炉烟道气余热和上升管荒煤气余热的系统，此系统既产生了高温饱和蒸汽可供下游用户使用，又实现了节能减排，且安全性高，满足长期稳定运行要求。
本发明的一种焦炉烟道气余热和上升管荒煤气余热联合利用系统，包括旁路烟道和辅助烟道Ⅰ，所述旁路烟道一端与焦炉烟气出口连接，一端与烟囱连接，所述辅助烟道Ⅰ的两端均连接在旁路烟道上，所述辅助烟道Ⅰ上依次连接用于抽取焦炉烟道废烟气的引风机、用于焦炉烟道废烟气与荒煤气间接换热的上升管换热装置以及用于回收利用焦炉烟道废烟气余热的余热回收系统。
进一步，所述余热回收系统包括过热器、省煤器和汽包，所述过热器与省煤器串行连接在辅助烟道Ⅰ上，所述汽包一端与省煤器出水口连接，一端与过热器入水口连接。
进一步，所述旁路烟道上设有至少一个用于控制烟道开闭状态的截止阀Ⅰ，所述辅助烟道Ⅰ上设有至少一个用于控制烟道开闭状态的截止阀Ⅱ和至少一个用于控制烟道中气流大小的调节阀Ⅰ，所述调节阀Ⅰ设在引风机与旁路烟道之间。
进一步，所述截止阀Ⅰ具有快开功能。
进一步，还包括辅助烟道Ⅱ，所述辅助烟道Ⅱ的一端与引风机出口端连接，一端与省煤器的烟气入口端连接。
进一步，所述辅助烟道Ⅱ上设有至少一个调节阀Ⅱ。
进一步，所述辅助烟道I上设有至少一个位于所述引风机与上升管换热装置之间的调节阀Ⅲ。
进一步，所述系统中上升管换热装置为间接式气/气式换热装置。
进一步，所述余热回收系统为余热锅炉。
本发明的有益效果在于：本发明能够同时有效的利用焦炉烟道气余热和上升管荒煤气余热，产生高温饱和蒸汽，减少了桥管内用于上升管荒煤气降温的氨水耗量，实现了节能减排；由于此系统是借用焦炉烟道气与上升管荒煤气进行换热，避免了以水或油为换热介质在出现泄露以后造成的碳化室安全问题，提高了系统的安全性。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为本发明第一种实施方式的结构示意图；
图2为本发明第二种实施方式的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
如图1所示，本发明的一种焦炉烟道气余热和上升管荒煤气余热联合利用系统，包括旁路烟道5和辅助烟道Ⅰ6，所述旁路烟道5一端与焦炉1烟气出口连接，一端与烟囱3连接，所述辅助烟道Ⅰ6的两端均连接在旁路烟道5上，所述辅助烟道Ⅰ6上依次连接用于抽取焦炉烟道废烟气的引风机8、用于焦炉烟道废烟气与荒煤气间接换热的上升管换热装置2以及用于回收利用焦炉烟道废烟气余热的余热回收系统。
实施例1中，在引风机8的作用下将旁路烟道5中的烟道气抽入辅助烟道Ⅰ6中，较低温度的烟道气被送入到上升管换热装置2中，与高温的荒煤气换热，换热后的烟道气体通过辅助烟道Ⅰ6进入余热回收系统再进行换热降温，输出高温蒸汽供用户使用，余热回收系统排出的气体直接进入旁路烟道5，通过烟囱3排出。
实施例1所述余热回收系统包括过热器9、省煤器10和汽包11，所述过热器9与省煤器10串行连接在辅助烟道Ⅰ6上，所述汽包11一端与省煤器10出水口连接，一端与过热器9入水口连接；给水可对省煤器10中即将排出的气体进行降温，从汽包11中输出的蒸汽到过热器9中对烟道气进行换热。
进一步，所述旁路烟道5上设有至少一个用于控制烟道开闭状态的截止阀Ⅰ5a，所述辅助烟道Ⅰ6上设有至少一个用于控制烟道开闭状态的截止阀Ⅱ6c和至少一个用于控制烟道中气流大小的调节阀Ⅰ6a，所述调节阀Ⅰ6a设在引风机8与旁路烟道5之间。
实施例1中的旁路烟道5上设有一个截止阀Ⅰ5a，辅助烟道Ⅰ6上设有一个截止阀Ⅱ6c和一个调节阀Ⅰ6a，截止阀Ⅰ5a为常闭状态，正常情况下阻止烟道气直接排入大气，截止阀Ⅱ6c和调节阀Ⅰ6a为常开状态，在辅助烟道Ⅰ6上设备出现故障需要维修时，关闭截止阀Ⅱ6c和调节阀Ⅰ6a，开启截止阀Ⅰ5a。
进一步，所述截止阀Ⅰ5a具有快开功能，在辅助烟道Ⅰ6上设备出现故障需要维修时，迅速开启截止阀Ⅰ5a排出烟气，保证系统安全性。
进一步，还包括辅助烟道Ⅱ7，所述辅助烟道Ⅱ7的一端与引风机8出口端连接，一端与省煤器10的烟气入口端连接，实施例1中的辅助烟道Ⅱ7将部分烟道气引入省煤器10，对省煤器10内的给水进行升温加热。
进一步，所述辅助烟道Ⅱ7上设有至少一个调节阀Ⅱ7a，实施例1中辅助烟道Ⅱ7上设有一个调节阀Ⅱ7a，控制烟道气在辅助烟道Ⅱ7内的流量大小。
进一步，所述辅助烟道Ⅰ6上设有至少一个位于所述引风机8与上升管换热装置2之间的调节阀Ⅲ6b，实施例1中在辅助烟道Ⅰ6设有一个调节阀Ⅲ6b，控制即将进入上升管换热装置2中的烟道气流量大小。
进一步，所述系统中上升管换热装置为间接式气/气式换热装置，提高了系统的安全性。
进一步，所述余热回收系统为余热锅炉12。
如图2所示，实施例2的焦炉烟道气余热和上升管荒煤气余热联合利用系统，包括原烟道4、旁路烟道5和辅助烟道Ⅰ6，所述原烟道4一端与焦炉1烟气出口连接，一端与烟囱3连接，所述旁路烟道5并行连接在原烟道4上，所述辅助烟道Ⅰ6的两端均连接在旁路烟道5上，所述辅助烟道Ⅰ6上依次连接用于抽取焦炉烟道废烟气的引风机8、用于焦炉烟道废烟气与荒煤气间接换热的上升管换热装置2以及用于回收利用焦炉烟道废烟气余热的余热回收系统，引风机将原烟道4中的烟道气抽入辅助烟道Ⅰ6中，烟道气进入上升管换热装置2与其中的荒煤气间接换热，换热后的烟道气通过辅助烟道Ⅰ6进入余热回收系统产生高温饱和蒸汽提供给下游用户，从余热回收系统排出的气体直接进入辅助烟道Ⅰ6，通过烟囱3排出。
本实施例2中的余热回收系统为余热锅炉12，利用换热后的烟道气余热生产高温饱和蒸汽。
本实施例2中的原烟道4上设有一个截止阀4a，旁路烟道5上设有一个截止阀Ⅰ5a，辅助烟道Ⅰ6上设有一个截止阀Ⅱ6c和一个调节阀Ⅰ6a，截止阀4a和截止阀Ⅰ5a为常闭状态，正常情况下阻止烟气直接排入大气，截止阀Ⅱ6c和调节阀Ⅰ6a为常开状态，在辅助烟道Ⅰ6上设备出现故障需要维修时，关闭截止阀Ⅱ6c和调节阀Ⅰ6a，开启旁路烟道5上的截止阀Ⅰ5a，烟道气经旁路烟道5排入大气；其中截止阀Ⅰ5a具有快开功能，迅速开启截止阀Ⅰ5a排出烟气，保证系统安全性。
本实施例中上升管换热装置为间接式气/气式换热装置，提高了系统的安全性。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (9)

1.一种焦炉烟道气余热和上升管荒煤气余热联合利用系统，其特征在于：包括旁路烟道和辅助烟道Ⅰ，所述旁路烟道一端与焦炉烟气出口连接，一端与烟囱连接，所述辅助烟道Ⅰ的两端均连接在旁路烟道上，所述辅助烟道Ⅰ上依次连接用于抽取焦炉烟道废烟气的引风机、用于焦炉烟道废烟气与荒煤气间接换热的上升管换热装置以及用于回收利用焦炉烟道废烟气余热的余热回收系统。
2.根据权利要求1所述的焦炉烟道气余热和上升管荒煤气余热联合利用系统，其特征在于：所述余热回收系统包括过热器、省煤器和汽包，所述过热器与省煤器串行连接在辅助烟道Ⅰ上，所述汽包一端与省煤器出水口连接，一端与过热器入水口连接。
3.根据权利要求1所述的焦炉烟道气余热和上升管荒煤气余热联合利用系统，其特征在于：所述旁路烟道上设有至少一个用于控制烟道开闭状态的截止阀Ⅰ，所述辅助烟道Ⅰ上设有至少一个用于控制烟道开闭状态的截止阀Ⅱ和至少一个用于控制烟道中气流大小的调节阀Ⅰ，所述调节阀Ⅰ设在引风机与旁路烟道之间。
4.根据权利要求3所述的焦炉烟道气余热和上升管荒煤气余热联合利用系统，其特征在于：所述截止阀Ⅰ具有快开功能。
5.根据权利要求1所述的焦炉烟道气余热和上升管荒煤气余热联合利用系统，其特征在于：还包括辅助烟道Ⅱ，所述辅助烟道Ⅱ的一端与引风机出口端连接，一端与省煤器的烟气入口端连接。
6.根据权利要求5所述的焦炉烟道气余热和上升管荒煤气余热联合利用系统，其特征在于：所述辅助烟道Ⅱ上设有至少一个调节阀Ⅱ。
7.根据权利要求1所述的焦炉烟道气余热和上升管荒煤气余热联合利用系统，其特征在于：所述辅助烟道I上设有至少一个位于所述引风机与上升管换热装置之间的调节阀Ⅲ。
8.根据权利要求1所述的焦炉烟道气余热和上升管荒煤气余热联合利用系统，其特征在于：所述上升管换热装置为间接式气/气式换热装置。
9.根据权利要求1所述的焦炉烟道气余热和上升管荒煤气余热联合利用系统，其特征在于：所述余热回收系统为余热锅炉。
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