CN104152160A - 干熄焦焦粉冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及炼焦领域，公开了一种干熄焦焦粉冷却装置。该装置包括水冷套管装置，水冷套管装置包括筒体以及水冷套管，水冷套管从内到外依次包括内套管、隔套和外套管，内套管底端与外套管底端通过半圆形环管连接形成密闭腔体，隔套与半圆形环管之间留有用于冷却水流通的间隙；筒体内的上部从上至下依次设置有第一管板、第二管板和第三管板，内套管顶端管口与第一管板上的第一通孔连接，隔套顶端管口与第二管板上的第二通孔连接，外套管顶端管口与第三管板上的第三通孔连接。采用该干熄焦焦粉冷却装置可以有效地防止水冷套管因热膨胀不均而发生漏水现象，大大延长了干熄焦焦粉冷却装置使用寿命，减少了维护工作量。

Description

干熄焦焦粉冷却装置

技术领域

本发明涉及炼焦领域，尤其是一种干熄焦焦粉冷却装置。

背景技术

随着节能减排对焦化行业的要求，其配套干熄焦系统也逐步被推广使用。由于干熄焦系统设备基本上属于单机设备，为此要确保干熄焦系统稳定可靠运行，对其设备提出了较高要求。干熄焦系统主要包括提升装置、装入装置、干熄炉、一次除尘器及锅炉系统。一次除尘器下部安装有水冷套管装置，用于冷却一次除尘器的红焦粉后排放。该装置目前普遍采用的单根三重水冷套管结构，如图1所示，其分为3层：内筒和外筒通水，中间层用来冷却焦粉。为吸收内筒和外筒的热膨胀差，在水冷套管内筒与外筒间采用填料压盖水封结构，热态时，常因外套筒移动而造成漏水，漏水后焦炭时常被堵塞在中间层，造成检修频率较高。若只采用较大的单根水冷套管，焦粉与冷却壁接触面积较小，焦粉冷却速度较慢，往往要设置多根水冷套管。但是，一方面，由于传统水冷套管的内筒与外筒间采用填料压盖水封结构，制作体积较小水冷套管难度较大，另一方面，其内筒和外筒均是通过管道连接进排水，多根水冷套管组装在一起，其管道连接较为繁杂。所以，多根传统的水冷套管难以简单地组合在一起，形成冷却效果更好的焦粉冷却装置。为此设计一种能满足热态能自动补偿且冷却效果好的干熄焦焦粉冷却装置很有必要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种干熄焦焦粉冷却装置，该装置可以有效防止因热膨胀差而产生的漏水现象。

本发明公开的干熄焦焦粉冷却装置，包括水冷套管装置，所述水冷套管装置包括筒体以及位于筒体内的水冷套管，所述水冷套管从内到外依次包括内套管、隔套和外套管，所述内套管底端与外套管底端通过半圆形环管连接形成密闭腔体，所述隔套与半圆形环管之间留有用于冷却水流通的间隙；

所述筒体内的上部从上至下依次设置有第一管板、第二管板和第三管板，所述第一管板、第二管板和第三管板均与筒体内壁连接，所述第一管板上开设有与内套管相适配的第一通孔，所述内套管顶端管口与第一通孔连接，所述第二管板上开设有与隔套相适配的第二通孔，所述隔套顶端管口与第二通孔连接，所述第三管板上开设有与外套管相适配的第三通孔，所述外套管顶端管口与第三通孔连接；

所述第一管板和第二管板之间的空腔形成第一冷却水通道，所述第二管板和第三管板之间的空腔形成第二冷却水通道，所述第一冷却水通道连接有第一输水管，所述第二冷却水通道连接有第二输水管。

优选地，所述内套管所用材质的线膨胀率小于外套管所用材质的线膨胀率。

优选地，所述内套管的材质为10#钢管或20#钢管，所述外套管的材质为304钢管或者306钢管。

优选地，所述内套管与隔套之间以及隔套与外套管之间均设置定位块。

优选地，所述筒体内壁的下部连接有定位板，所述定位板与水冷套管的外壁连接。

优选地，所述筒体下端连接有椎体管，所述椎体管侧壁上设置有观察孔，所述椎体管底部设置有测温孔。

优选地，所述第一管板上设置有浇注料。

优选地，还包括水冷套管安装附属装置，所述水冷套管安装附属装置包括第一短管和第二短管，所述第一短管和第二短管内壁浇筑有耐火浇注料，所述第一短管和第二短管之间通过波纹膨胀节连接，所述筒体与第二短管连接。

优选地，所述第二短管侧壁上设置有人孔。

优选地，所述第二短管侧壁上设置有清扫孔。

本发明的有益效果是：在该干熄焦焦粉冷却装置中，内套管的温差较外套管温差大，当冷却焦粉时其热膨胀较外套管大，内套管底端与外套管底端通过半圆形环管连接形成密闭腔体，从而有效地防止干熄焦焦粉冷却装置因热膨胀不均而发生漏水现象，大大延长了干熄焦焦粉冷却装置使用寿命，减少了维护工作量；另外，由于管板的设置，使得在一个筒体内可以十分方便地安装多根水冷套管，从而有效增加了水冷套管的冷却面积。

附图说明

图1是现有技术的干熄焦焦粉冷却装置的示意图；

图2是本发明中水冷套管装置的整体图；

图3是本发明中水冷套管的示意图；

图4是本发明中水冷套管装置的截面视图；

图5是本发明中水冷套管安装附属装置的示意图。

附图标记：1-筒体，2-水冷套管，201-内套管，202-隔套，203-外套管，204-半圆形环管，205-定位块，3-第一管板，301-第二管板，302-第三管板，303-第一冷却水通道，304-第二冷却水通道，305-浇注料，4-第一输水管，40-第二输水管，5-定位板，6-椎体管，601-观察孔，602-测温孔，7-第一短管，70-第二短管，701-波纹膨胀节，702-清扫孔，703-人孔，8-一次除尘器。

图1、图2和图3中，实心箭头表示冷却水流动方向，空心箭头表示焦粉流动方向。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

如图1、图2和图3所示，本发明公开的干熄焦焦粉冷却装置，包括水冷套管装置，所述水冷套管装置包括筒体1以及位于筒体1内的水冷套管2，所述水冷套管2从内到外依次包括内套管201、隔套202和外套管203，所述内套管201底端与外套管203底端通过半圆形环管204连接形成密闭腔体，所述隔套202与半圆形环管204之间留有用于冷却水流通的间隙；

所述筒体1内的上部从上至下依次设置有第一管板3、第二管板301和第三管板302，所述第一管板3、第二管板301和第三管板302均与筒体1内壁连接，所述第一管板3上开设有与内套管201相适配的第一通孔，所述内套管201顶端管口与第一通孔连接，所述第二管板301上开设有与隔套202相适配的第二通孔，所述隔套202顶端管口与第二通孔连接，所述第三管板302上开设有与外套管302相适配的第三通孔，所述外套管302顶端管口与第三通孔连接；

所述第一管板3和第二管板301之间的空腔形成第一冷却水通道303，所述第二管板301和第三管板302之间的空腔形成第二冷却水通道304，所述第一冷却水通道303连接有第一输水管4，所述第二冷却水通道304连接有第二输水管40。

其中，所述内套管201、隔套202和外套管203均为管状结构，内套管201和外套管203同半圆形环管204之间一般采用焊接的方式连接在一起。因为第一管板3和第二管板301之间的空腔被用作第一冷却水通道303，第二管板301和第三管板302之间的空腔被用作第二冷却水通道304，所以必须保证空腔的密封性，避免出现漏水现象。

该干熄焦焦粉冷却装置一般采用法兰连接的方式连接在一次除尘器下部，如图3所示，其工作原理如下：

冷却水从第二输水管40进入第二管板301和第三管板302之间的第二冷却水通道304中，再进入水冷套管2；冷却水在水冷套管2中，由外套管203与隔套202间形成的水流通道，经隔套202与半圆形环管204之间的间隙，进入内套管201与隔套202间形成的水流通道，最后流入第一管板3和第二管板301之间的第一冷却水通道303，由第一输水管4排出；而红焦粉从一次除尘器8经过第一管板3上的第一通孔进入内套管201中，与内套管201的内壁进行热交换，从而完成对焦粉的冷却。当然，冷却水也可以通过第一输水管4和第一冷却水通道303进入水冷套管2，从第二输水管40和第二冷却水通道304，但是从第二输水管40进水，从第一输水管4排水的方式，冷却效果更好，因为红焦粉进入内套管201中从上到下温度是逐渐降低的，而在这种方式中，冷却水的温度在内套管201与隔套202间形成的水流通道内自上而下的温度也是逐渐降低的，从而可以使焦粉更好地被冷却。

不同于现有技术中采用填料压盖水封结构，该装置采用半圆形环管204将内外套管底部连接在一起，使其形成密闭腔体，连接在内外套管底部半圆形环形管204可以补偿内外套管的膨胀差，有效地防止水冷套管2因热膨胀不均而发生漏水现象。

因为工作时内套管201温度相比于外套管203温度更高，为进一步减小内外套管的工作时的受热膨胀差，作为优选方式，所述内套管201所用材质的线膨胀率小于外套管203所用材质的线膨胀率。内外套管材质选择不一致，这样可以补偿内外套管一定的热膨胀差，剩余的膨胀差依靠半圆形环形管进行补偿，如此，可有效防止工作时因内套管201与外套管203膨胀相差过多，而导致两者与半圆形环管204连接处发生破裂。而作为优选方式，所述内套管201的材质为10#钢管或20#钢管，所述外套管203的材质为304钢管或者306钢管。10#/20#钢管的线膨胀率约为0.01mm/℃，而304、306钢管的线膨胀率约为0.016mm/℃，十分符合内套管和外套管的要求。

考虑到水冷套管2需要较长长度，为保证内套管201、外套管203及隔套202间形成的通道间距均匀，作为优选方式，所述内套管201与隔套202之间以及隔套202与外套管203之间均设置定位块205。

同样因为水冷套管2长度较长，为提高其稳定性，作为优选方式，所述筒体1内壁的下部连接有定位板5，所述定位板5与水冷套管2的外壁连接。如此可防止水冷套管2发生弯折等现象。需注意的是，定位板5的设置不能阻碍水冷套管2中焦粉的流通。

为方便筒体下部焦粉的收集，作为优选方式，所述筒体1下端连接有椎体管6，所述椎体管6侧壁上设置有观察孔601，所述椎体管6底部设置有测温孔602。采用椎体管6连接于筒体1下端，可以将焦粉集中于椎体管6底部，方便焦粉的收集。椎体管6侧壁上的观察孔601可以观察焦粉在椎体管6中的焦粉堵塞情况；而通过椎体管6的测温孔602可以检测焦粉的冷却程度。

为防止高温焦粉直接冲刷第一管板3，作为优选方式，所述第一管板3上设置有浇注料305。设置浇注料305后，可以使第一管板受热更加均匀，同时注意在筒体1顶部的连接位置设置浇筑料305，防止高温焦粉从连接的缝隙处泄漏。这些浇注料305一般需在干熄焦焦粉冷却装置的安装完成后设置，以便于能严密填补缝隙。

为方便焦粉冷却装置的安装，如图4所示，作为优选方式，所述干熄焦焦粉冷却装置还包括水冷套管安装附属装置，所述水冷套管安装附属装置包括第一短管7和第二短管70，所述第一短管7和第二短管70内壁浇筑有耐火浇注料704，所述第一短管7和第二短管70之间通过波纹膨胀节701连接，所述筒体1与第二短管70连接。

其中，在第一短管7和第二短管70之间通过波纹膨胀节701连接可以降低装置因高温度而产生的内应力。第一短管7和第二短管70内壁浇筑有耐火浇注料704可以降低第一短管7和第二短管70的受热，提高其使用寿命。在第一短管7和第二短管70内壁的耐火浇注料704在安装时现场浇筑效果更佳。

在干熄焦生产中，若因为焦粉冷却装置出现故障而停止生产，会对企业造成较大影响，为解决这一问题，作为优选方式，所述第二短管70侧壁上设置有人孔703。在生产中，若焦粉冷却装置出现故障，可以在波纹膨胀节701下端或上端拦截法兰处设置堵板，进行在线维护，从而有效确保了干熄焦系统稳定生产。

为方便对焦粉冷却装置进行清扫，作为优选方式，所述第二短管70侧壁上设置有清扫孔702。

Claims (10)

1.干熄焦焦粉冷却装置，包括水冷套管装置，其特征在于：所述水冷套管装置包括筒体(1)以及位于筒体(1)内的水冷套管(2)，所述水冷套管(2)从内到外依次包括内套管(201)、隔套(202)和外套管(203)，所述内套管(201)底端与外套管(203)底端通过半圆形环管(204)连接形成密闭腔体，所述隔套(202)与半圆形环管(204)之间留有用于冷却水流通的间隙；

所述筒体(1)内的上部从上至下依次设置有第一管板(3)、第二管板(301)和第三管板(302)，所述第一管板(3)、第二管板(301)和第三管板(302)均与筒体(1)内壁连接，所述第一管板(3)上开设有与内套管(201)相适配的第一通孔，所述内套管(201)顶端管口与第一通孔连接，所述第二管板(301)上开设有与隔套(202)相适配的第二通孔，所述隔套(202)顶端管口与第二通孔连接，所述第三管板(302)上开设有与外套管(302)相适配的第三通孔，所述外套管(302)顶端管口与第三通孔连接；

所述第一管板(3)和第二管板(301)之间的空腔形成第一冷却水通道(303)，所述第二管板(301)和第三管板(302)之间的空腔形成第二冷却水通道(304)，所述第一冷却水通道(303)连接有第一输水管(4)，所述第二冷却水通道(304)连接有第二输水管(40)。

2.如权利要求1所述的干熄焦焦粉冷却装置，其特征在于：所述内套管(201)所用材质的线膨胀率小于外套管(203)所用材质的线膨胀率。

3.如权利要求2所述的干熄焦焦粉冷却装置，其特征在于：所述内套管(201)的材质为10#钢管或20#钢管，所述外套管(203)的材质为304钢管或者306钢管。

4.如权利要求1所述的干熄焦焦粉冷却装置，其特征在于：所述内套管(201)与隔套(202)之间以及隔套(202)与外套管(203)之间均设置定位块(205)。

5.如权利要求1所述的干熄焦焦粉冷却装置，其特征在于：所述筒体(1)内壁的下部连接有定位板(5)，所述定位板(5)与水冷套管(2)的外壁连接。

6.如权利要求1所述的干熄焦焦粉冷却装置，其特征在于：所述筒体(1)下端连接有椎体管(6)，所述椎体管(6)侧壁上设置有观察孔(601)，所述椎体管(6)底部设置有测温孔(602)。

7.如权利要求1所述的干熄焦焦粉冷却装置，其特征在于：所述第一管板(3)上设置有浇注料(305)。

8.如权利要求1至7中任一权利要求所述的干熄焦焦粉冷却装置，其特征在于：还包括水冷套管安装附属装置，所述水冷套管安装附属装置包括第一短管(7)和第二短管(70)，所述第一短管(7)和第二短管(70)内壁浇筑有耐火浇注料(704)，所述第一短管(7)和第二短管(70)之间通过波纹膨胀节(701)连接，所述筒体(1)与第二短管(70)连接。

9.如权利要求7所述的干熄焦焦粉冷却装置，其特征在于：所述第二短管(70)侧壁上设置有人孔(703)。

10.如权利要求7所述的干熄焦焦粉冷却装置，其特征在于：所述第二短管(70)侧壁上设置有清扫孔(702)。