CN106433697A - 一种熄焦塔余热回收系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种熄焦塔余热回收系统，包括进水管路、熄焦塔和出水管路；所述进水管路包括给水管路和清洗水管路；所述熄焦塔包括余热回收装置、清洗管和引风机；所述给水管路的首端是给水进口，所述给水管路的末端与所述余热回收装置的一端相连；所述清洗水管路的首端是清洗水进口，所述清洗水管路的末端与所述清洗管相连；所述出水管路的首端与所述余热回收装置的另一端相连，所述出水管路的末端是热水出口。本发明解决了焦炭厂熄焦塔熄焦时产生大量热量回收及除尘的问题。通过回收蒸汽中的热量提高了能源的利用率，并且减少了粉尘的排放，达到了节能和环保的双重指标，既有经济效益又有社会效益。

Description

一种熄焦塔余热回收系统

技术领域

本发明属于焦化生产热能综合利用技术领域，尤其涉及一种熄焦塔余热回收系统。

背景技术

随着和谐社会和可持续发展战略的提出，环境污染和资源清洁高效利用成为人们首要关注对象。在我国的能源结构中，煤炭占据着主导地位，煤的清洁高效利用已成为现代社会发展的重中之重，对实现我国高效节能环保生产有重要意义。煤热解是煤清洁利用的基础，是煤气化、液化、精炼等过程的重要步骤，可生产出半焦(又称兰炭)、煤焦油和荒煤气。

但是，就目前焦炭的生产工艺来看，焦炭在出炉后会带有很高的热量，即焦炭处于发红发热的状态，需要通过熄焦塔中喷淋的水进行降温熄焦，这个过程中会产生大量的饱和蒸汽和灰尘，其中饱和蒸汽是带有热量的，如果就这样将饱和蒸汽通过熄焦塔的烟囱排到大气中，那么饱和蒸汽带有的热量就被白白浪费掉了，同时将熄焦饱和蒸汽转换成液态水的过程仍需要一定的循环水换热过程。因此，如何回收熄焦过程中饱和蒸汽的热量为生产所利用，减少循环水换热用量，降低循环水泵功耗，节能降耗成为目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种熄焦塔余热回收系统，该系统可以回收熄焦塔熄焦时产生的蒸汽热量，能够有效解决熄焦过程中热能的回收再利用问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种熄焦塔余热回收系统，包括进水管路、熄焦塔和出水管路；所述进水管路包括给水管路和清洗水管路；所述熄焦塔包括余热回收装置、清洗管和引风机；所述给水管路的首端是给水进口，所述给水管路的末端与所述余热回收装置的一端相连；所述清洗水管路的首端是清洗水进口，所述清洗水管路的末端与所述清洗管相连；所述出水管路的首端与所述余热回收装置的另一端相连，所述出水管路的末端是热水出口；

所述给水管路从首端至末端的管路上依次设置有并联的两个分支管路、第一温度传感器和第一压力传感器；所述并联的两个分支管路中的一个分支管路上依次设置有第一截止阀、第一主给水泵、第一止回阀、第二截止阀和第一排污阀；所述并联的两个分支管路中的另一个分支管路上依次设置有第三截止阀、第二主给水泵、第二止回阀和第四截止阀；所述给水管路与所述余热回收装置一端相连的末端上还设置有第一放空阀；

所述清洗水管路从首端至末端的管路上依次设置有第五截止阀、清洗水泵、第三止回阀、第六截止阀和第二排污阀；

所述出水管路与所述余热回收装置另一端相连的首端上设置有第二放空阀，所述出水管路从首端至末端的管路上依次设置有第七截止阀、第二温度传感器、第二压力传感器、第八截止阀、缓冲灌、第三排污阀和第九截止阀；所述缓冲灌上设置有第三放空阀和液位传感器以及液位计；

所述余热回收装置包括由螺旋翅片换热管排列围合而成的管体和设置位于所述管体两侧及中间边角的管箱以及支撑所述余热回收装置底部的支架；所述给水管路的末端与所述余热回收装置中的管体一侧边角的管箱相连，所述出水管路的首端与所述余热回收装置中的管体另一侧边角的管箱相连。

优选地，所述余热回收装置固定于所述熄焦塔内部一定高度上；所述清洗管固定于所述余热回收装置的上方一定高度上，且喷嘴朝下；所述引风机固定于所述清洗管的上方一定高度上，且引风方向朝上。

优选地，所述的由螺旋翅片换热管排列围合而成的管体的侧面呈“M”型的结构，所述螺旋翅片换热管成排的与所述管箱相连，并且与所述管箱内部空间相通透。

优选地，所述支架固定于所述熄焦塔内壁上，且将管体和管箱固定连接。

优选地，所述给水管路中的两个分支管路可互为备用。

优选地，所述引风机有两台可互为备用。

本发明提供的熄焦塔余热回收系统，其工作过程如下：

余热回收时，开启第三截止阀、第四截止阀、第七截止阀、第八截止阀和第九截止阀以及第二主给水泵，给水通过给水进口被第二主给水泵以一定的流量和压力打入熄焦塔内一定高度处的余热回收装置中，余热回收装置中的管箱将给水分配至管体中的各个螺旋翅片换热管中与从熄焦塔底部上来不凝结气体与饱和蒸汽混合物中的饱和蒸汽换热，给水温度升高变成热水后通过管路进入缓冲罐中蓄能待用，最终热水从热水出口流出被使用。

在此，还可以通过另外一条管路实现上述工作过程：即余热回收时，开启第一截止阀、第二截止阀、第七截止阀、第八截止阀和第九截止阀以及第一主给水泵，给水通过给水进口被第一主给水泵以一定的流量和压力打入熄焦塔内一定高度处的余热回收装置中，余热回收装置中的管箱将给水分配至管体中的各个螺旋翅片换热管中与从熄焦塔底部上来不凝结气体与饱和蒸汽混合物中的饱和蒸汽换热，给水温度升高变成热水后通过管路进入缓冲罐中蓄能待用，最终热水从热水出口流出被使用。

由于余热回收时，螺旋翅片换热管与余热回收装置换热的不凝结气体与饱和蒸汽混合物中的灰尘接触，将上升的灰尘拦截下来留在螺旋翅片换热管的翅片上，此时不凝结气体与饱和蒸汽混合物中的饱和蒸汽经过放热遇给水后会凝结成水滴，进而冲洗螺旋翅片换热管洗去灰尘，剩余的不凝结气体通过引风机引送出熄焦塔至大气中。

当清洗余热回收装置表面的灰尘时，开启第五截止阀、第六截止阀和清洗水泵，清洗水通过清洗水进口被清洗水泵打到熄焦塔内一定高度处的清洗管中进而喷淋到余热回收装置上一并冲洗其表面的灰尘。

当熄焦塔余热回收系统放空内部水检修时，开启第一放空阀、第二放空阀、第三放空阀、第一排污阀、第二排污阀和第三排污阀，此时熄焦塔余热回收系统中的水开始从第一排污阀、第二排污阀和第三排污阀放出，直至排净为止。

当熄焦塔余热回收系统灌水时，开启第一放空阀、第二放空阀、第三放空阀并通过第一主给水泵所在的管路或第二主机水泵所在的管路向熄焦塔余热回收系统中灌水，当第一放空阀、第二放空阀和第三放空阀开始冒水时证明水已灌满。

以上管路上的第一止回阀、第二止回阀和第三止回阀均起到防止管路水逆流的作用；给水管路上的第一温度传感器和第一压力传感器分别用于感应给水进入熄焦塔前的温度和压力；而出水管路上的第二温度传感器和第二压力传感器分别用于感应给水通过熄焦塔换热后的温度和压力；另外，缓冲灌上的液位传感器和液位计主要用于感应并记录缓冲灌内换热水的液位。

本发明的有益效果是：本发明提供的熄焦塔余热回收系统，通过设置于熄焦塔内部一定高度上的余热回收装置的螺旋翅片换热管吸收熄焦塔熄焦时产生的饱和蒸汽热量，加热螺旋翅片换热管中流动的水，将饱和蒸汽中的热量传递给水，饱和蒸汽在螺旋翅片换热管的翅片上凝结，并通过自重沿翅片流淌下来，顺便洗去粘附在翅片上的灰尘。

具体地，采用螺旋翅片使得螺旋翅片换热管的换热面积增大，提高了换热效率；主给水泵用于补充给水，使给水源源不断的通过余热回收装置，主给水泵设置两台分别置于两个分支管路上可互为备用；清洗管和清洗水泵组成的清洗系统可以定期的提供喷淋清水，清洗余热回收装置，维持余热回收装置换热效率；缓冲罐可储存热水，起到蓄能作用，稳定热能的使用质量；引风机运行时产生的抽吸力将凝结后的不凝结气体排走，有利于饱和蒸汽向上流动，充分与余热回收装置接触换热，引风机设置两台互为备用。

附图说明

图1为本发明实施例中熄焦塔余热回收系统的流程图；

图2、图3为本发明实施例中熄焦塔余热回收系统中的余热回收装置的结构示意图。

其中：1.余热回收装置，2.第一主给水泵，2ˊ.第二主给水泵，3.清洗水泵，4.清洗管，5.引风机，6.缓冲罐，7.第一截止阀，9.第二截止阀，10.第三截止阀，12.第四截止阀，13.第五截止阀，15.第六截止阀，16.第七截止阀，17.第八截止阀，18.第九截止阀，8.第一止回阀，11.第二止回阀，14.第三止回阀，19.第一排污阀，20.第二排污阀，24.第三排污阀，21.第一放空阀，22.第二放空阀，23.第三放空阀，25.第一温度传感器，27.第二温度传感器，26.第一压力传感器，28.第二压力传感器，29.液位传感器，30.液位计，31.给水进口，32.热水出口，33.不凝结气体与饱和蒸汽混合物，34.不凝结气体，35.熄焦塔，36.进水管路，36ˊ出水管路，37.清洗水进口，38.管体，39.管箱，40.支架，41.给水管路，42.清洗水管路。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明：

如图1-2所示，一种熄焦塔余热回收系统，包括进水管路36、熄焦塔35和出水管路36′；其中进水管路36包括给水管路41和清洗水管路42，而熄焦塔35包括余热回收装置1、清洗管4和引风机5；其中给水管路41的首端是给水进口31，末端与余热回收装置1的一端相连；清洗水管路42的首端是清洗水进口37，末端与清洗管4相连；出水管路36′的首端与余热回收装置1的另一端相连，末端是热水出口32。

具体地，给水管路41的首端是给水进口31，末端与余热回收装置1的一端相连，从首端至末端的管路上依次设置有并联的两个分支管路、第一温度传感器25和第一压力传感器26；其中并联的两个分支管路中一个分支管路上依次设置有第一截止阀7、第一主给水泵2、第一止回阀8、第二截止阀9和第一排污阀19；另一个分支管路上依次设置有第三截止阀10、第二主给水泵2′、第二止回阀11和第四截止阀12；另外，给水管路41与余热回收装置1一端相连的末端上还设置有第一放空阀21。

清洗水管路42的首端是清洗水进口37，末端与清洗管4相连，从首端至末端的管路上依次设置有第五截止阀13、清洗水泵3、第三止回阀14、第六截止阀15和第二排污阀20。

出水管路36′的首端与余热回收装置1的另一端相连，末端是热水出口32；其中，出水管路36′与余热回收装置1另一端相连的首端上设置有第二放空阀22，从首端至末端的管路上依次设置有第七截止阀16、第二温度传感器27、第二压力传感器28、第八截止阀17、缓冲灌6、第三排污阀24和第九截止阀18；其中缓冲灌6上设置有第三放空阀23和液位传感器29以及液位计30。

余热回收装置1包括由螺旋翅片换热管排列围合而成的管体38和设置位于管体38两侧及中间边角的管箱39以及支撑余热回收装置1底部的支架40；其中给水管路41的末端与余热回收装置1中的管体38一侧边角的管箱39相连，而出水管路36′的首端与余热回收装置1中的管体38另一侧边角的管箱39相连。

优选地，余热回收装置1固定于熄焦塔35内部一定高度上；清洗管4固定于余热回收装置1的上方一定高度上，且喷嘴朝下；引风机5固定于清洗管4的上方一定高度上，且引风方向朝上。

优选地，由螺旋翅片换热管排列围合而成的管体38的侧面呈“M”型的结构，螺旋翅片换热管成排的与管箱39相连，并且与管箱39内部空间相通透。

优选地，支架40固定于熄焦塔35内壁上，且将管体38和管箱39固定连接。

优选地，给水管路41中的两个分支管路可互为备用。

优选地，引风机5有两台可互为备用。

本发明提供的熄焦塔余热回收系统，其工作过程如下：

余热回收时，开启第三截止阀10、第四截止阀12、第七截止阀16、第八截止阀17和第九截止阀18以及第二主给水泵2′，给水通过给水进口31被第二主给水泵2′以一定的流量和压力打入熄焦塔35内一定高度处的余热回收装置1中，余热回收装置1中的管箱39将给水分配至管体38中的各个螺旋翅片换热管中与从熄焦塔35底部上来不凝结气体与饱和蒸汽混合物33中的饱和蒸汽换热，给水温度升高变成热水后通过管路进入缓冲罐6中蓄能待用，最终热水从热水出口32流出被使用。

在此，还可以通过另外一条管路实现上述工作过程：即余热回收时，开启第一截止阀7、第二截止阀9、第七截止阀16、第八截止阀17和第九截止阀18以及第一主给水泵2，给水通过给水进口31被第一主给水泵2以一定的流量和压力打入熄焦塔35内一定高度处的余热回收装置1中，余热回收装置1中的管箱39将给水分配至管体38中的各个螺旋翅片换热管中与从熄焦塔35底部上来不凝结气体与饱和蒸汽混合物33中的饱和蒸汽换热，给水温度升高变成热水后通过管路进入缓冲罐6中蓄能待用，最终热水从热水出口32流出被使用。

由于余热回收时，螺旋翅片换热管会与余热回收装置1换热的不凝结气体与饱和蒸汽混合物33中的灰尘接触，将上升的灰尘拦截下来留在螺旋翅片换热管的翅片上，此时不凝结气体与饱和蒸汽混合物33中的饱和蒸汽经过放热遇给水后会凝结成水滴，进而冲洗螺旋翅片换热管洗去灰尘，最终该装置兼也具有了除尘效果，剩余的不凝结气体34通过引风机5引送出熄焦塔35至大气中。

考虑到长期运行的余热回收装置1表面会积有大量的灰尘，为此当需要清洗余热回收装置1表面的灰尘时，开启第五截止阀13、第六截止阀15和清洗水泵3，清洗水通过清洗水进口37被清洗水泵3打到熄焦塔35内一定高度处的清洗管4中进而喷淋到余热回收装置1上一并冲洗其表面的灰尘。

当熄焦塔余热回收系统需要灌水时，开启第一放空阀21、第二放空阀22、第三放空阀23并通过第一主给水泵2所在的管路或第二主机水泵2′所在的管路向熄焦塔余热回收系统中灌水，当第一放空阀21、第二放空阀22和第三放空阀23开始冒水时证明水已灌满。

当熄焦塔余热回收系统需要放空内部水检修时，开启第一放空阀21、第二放空阀22、第三放空阀23、第一排污阀19、第二排污阀20和第三排污阀24，此时熄焦塔余热回收系统中的水开始从第一排污阀19、第二排污阀20和第三排污阀24放出，直至排净为止。

以上管路上的第一止回阀8、第二止回阀11和第三止回阀14均起到防止管路水逆流的作用；给水管路41上的第一温度传感器25和第一压力传感器26分别用于感应给水进入熄焦塔35前的温度和压力；而出水管路36′上的第二温度传感器27和第二压力传感器28分别用于感应给水通过熄焦塔35换热后的温度和压力；另外，缓冲灌6上的液位传感器29和液位计30主要用于感应并记录缓冲灌6内换热水的液位。

本发明提供的熄焦塔余热回收系统，通过设置于熄焦塔内部一定高度上的余热回收装置的螺旋翅片换热管吸收熄焦塔熄焦时产生的饱和蒸汽热量，加热螺旋翅片换热管中流动的水，将饱和蒸汽中的热量传递给水，饱和蒸汽在螺旋翅片换热管的翅片上凝结，并通过自重沿翅片流淌下来，顺便洗去粘附在翅片上的灰尘。

具体地，采用螺旋翅片使得螺旋翅片换热管的换热面积增大，提高了换热效率；主给水泵用于补充给水，使给水源源不断的通过余热回收装置，主给水泵设置两台分别置于两个分支管路上可互为备用；清洗管和清洗水泵组成的清洗系统可以定期的提供喷淋清水，清洗余热回收装置，维持余热回收装置换热效率；缓冲罐可储存热水，起到蓄能作用，稳定热能的使用质量；引风机运行时产生的抽吸力将凝结后的不凝结气体排走，有利于饱和蒸汽向上流动，充分与余热回收装置接触换热，引风机设置两台互为备用。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种熄焦塔余热回收系统，其特征是，包括进水管路、熄焦塔和出水管路；所述进水管路包括给水管路和清洗水管路；所述熄焦塔包括余热回收装置、清洗管和引风机；所述给水管路的首端是给水进口，所述给水管路的末端与所述余热回收装置的一端相连；所述清洗水管路的首端是清洗水进口，所述清洗水管路的末端与所述清洗管相连；所述出水管路的首端与所述余热回收装置的另一端相连，所述出水管路的末端是热水出口；

所述给水管路从首端至末端的管路上依次设置有并联的两个分支管路、第一温度传感器和第一压力传感器；所述并联的两个分支管路中的一个分支管路上依次设置有第一截止阀、第一主给水泵、第一止回阀、第二截止阀和第一排污阀；所述并联的两个分支管路中的另一个分支管路上依次设置有第三截止阀、第二主给水泵、第二止回阀和第四截止阀；所述给水管路与所述余热回收装置一端相连的末端上还设置有第一放空阀；

所述清洗水管路从首端至末端的管路上依次设置有第五截止阀、清洗水泵、第三止回阀、第六截止阀和第二排污阀；

所述出水管路与所述余热回收装置另一端相连的首端上设置有第二放空阀，所述出水管路从首端至末端的管路上依次设置有第七截止阀、第二温度传感器、第二压力传感器、第八截止阀、缓冲灌、第三排污阀和第九截止阀；所述缓冲灌上设置有第三放空阀和液位传感器以及液位计；

所述余热回收装置包括由螺旋翅片换热管排列围合而成的管体和设置位于所述管体两侧及中间边角的管箱以及支撑所述余热回收装置底部的支架；所述给水管路的末端与所述余热回收装置中的管体一侧边角的管箱相连，所述出水管路的首端与所述余热回收装置中的管体另一侧边角的管箱相连。

2.如权利要求1所述的熄焦塔余热回收系统，其特征是，所述余热回收装置固定于所述熄焦塔内部一定高度上；所述清洗管固定于所述余热回收装置的上方一定高度上，且喷嘴朝下；所述引风机固定于所述清洗管的上方一定高度上，且引风方向朝上。

3.如权利要求1所述的熄焦塔余热回收系统，其特征是，所述的由螺旋翅片换热管排列围合而成的管体的侧面呈“M”型的结构，所述螺旋翅片换热管成排的与所述管箱相连，并且与所述管箱内部空间相通透，所述支架固定于所述熄焦塔内壁上，且将管体和管箱固定连接。

4.如权利要求1所述的熄焦塔余热回收系统，其特征是，所述给水管路中的两个分支管路可互为备用；所述引风机有两台可互为备用。

5.如权利要求1-4任一项所述的熄焦塔余热回收系统的工作方法，其特征是，余热回收时，开启第三截止阀、第四截止阀、第七截止阀、第八截止阀和第九截止阀以及第二主给水泵或开启第一截止阀、第二截止阀、第七截止阀、第八截止阀和第九截止阀以及第一主给水泵，给水通过给水进口被第二主给水泵或第一主给水泵以一定的流量和压力打入熄焦塔内一定高度处的余热回收装置中，余热回收装置中的管箱将给水分配至管体中的各个螺旋翅片换热管中与从熄焦塔底部上来不凝结气体与饱和蒸汽混合物中的饱和蒸汽换热，给水温度升高变成热水后通过管路进入缓冲罐中蓄能待用，最终热水从热水出口流出被使用。

6.如权利要求5所述的熄焦塔余热回收系统的工作方法，其特征是，余热回收时，螺旋翅片换热管会与余热回收装置换热的不凝结气体与饱和蒸汽混合物中的灰尘接触，将上升的灰尘拦截下来留在螺旋翅片换热管的翅片上，此时不凝结气体与饱和蒸汽混合物中的饱和蒸汽经过放热遇给水后会凝结成水滴，进而冲洗螺旋翅片换热管洗去灰尘，剩余的不凝结气体通过引风机引送出熄焦塔至大气中。

7.如权利要求1-4任一项所述的熄焦塔余热回收系统的工作方法，其特征是，当清洗余热回收装置表面的灰尘时，开启第五截止阀、第六截止阀和清洗水泵，清洗水通过清洗水进口被清洗水泵打到熄焦塔内一定高度处的清洗管中进而喷淋到余热回收装置上一并冲洗其表面的灰尘。

8.如权利要求1-4任一项所述的熄焦塔余热回收系统的工作方法，其特征是，当熄焦塔余热回收系统灌水时，开启第一放空阀、第二放空阀、第三放空阀并通过第一主给水泵所在的管路或第二主机水泵所在的管路向熄焦塔余热回收系统中灌水，当第一放空阀、第二放空阀和第三放空阀开始冒水时证明水已灌满。

9.如权利要求1-4任一项所述的熄焦塔余热回收系统的工作方法，其特征是，当熄焦塔余热回收系统放空内部水检修时，开启第一放空阀、第二放空阀、第三放空阀、第一排污阀、第二排污阀和第三排污阀，此时熄焦塔余热回收系统中的水开始从第一排污阀、第二排污阀和第三排污阀放出，直至排净为止。

10.如权利要求1-4任一项所述的熄焦塔余热回收系统的工作方法，其特征是，第一止回阀、第二止回阀和第三止回阀均用于防止管路水逆流；所述给水管路上的第一温度传感器和第一压力传感器分别用于感应给水进入熄焦塔前的温度和压力；而所述出水管路上的第二温度传感器和第二压力传感器分别用于感应给水通过熄焦塔换热后的温度和压力；所述缓冲灌上的液位传感器和液位计用于感应并记录所述缓冲灌内换热水的液位。