CN113091481A - 一种桥管荒煤气余热回收装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种桥管荒煤气余热回收装置及方法，属于上升管荒煤气余热回收利用领域。技术方案是：第一直管段（11）上部法兰与桥管（10）下法兰连接，桥管（10）上设有连接法兰（15），桥管的连接法兰与桥管余热回收换热器（9）法兰连接。本发明桥管余热回收换热器将上升管余热回收后的450℃‑500℃荒煤气余热再次回收，使荒煤气温度进一步降低到180℃左右；通过多组除焦氨水喷嘴的间断喷洒，避免换热器螺旋管结焦；通过降温氨水喷嘴喷洒氨水，形成负压，有利于荒煤气导出；同时也起到最终降低荒煤气温度的作用，将荒煤气温度最终降到85℃左右，以满足工艺要求；桥管余热回收换热器的使用，能最大限度地利用有价值的余热资源。

Description

一种桥管荒煤气余热回收装置及方法
技术领域
本发明涉及一种桥管荒煤气余热回收装置及方法，属于上升管荒煤气余热回收利用领域。
背景技术
焦炉上升管荒煤气温度约为650℃-850℃，由荒煤气带走的热量约占炼焦总热量的36%。已有技术的焦炉荒煤气的余热回收装置主要有两种方式：插入式换热器及更换上升管形式的换热器，通过这两种换热器将上升管中的荒煤气热量吸收，使荒煤气温度由原来的650℃-850℃降到450℃-500℃。但是，已有技术的上升管余热回收技术，不能将上升管余热回收后的450℃-500℃荒煤气余热再次回收，这一部分荒煤气进入桥管，通过桥管段经喷洒的氨水冷却，降温到85℃左右，造成了能源浪费。
发明内容
本发明的目的是提供一种桥管荒煤气余热回收装置及方法，通过更换原有上升管桥管段，安装带有直管段、桥管、桥管余热回收换热器的一套换热装置，使上升管余热回收后的450℃-500℃荒煤气余热再次回收，将该部分余热转化为可利用的蒸汽，供生产使用，解决已有技术存在的上述技术问题。
本发明的技术方案是：
一种桥管荒煤气余热回收装置，包含第一直管段、桥管和桥管余热回收换热器，第一直管段上部法兰与桥管下法兰连接，桥管上设有连接法兰，桥管的连接法兰与桥管余热回收换热器法兰连接；所述桥管余热回收换热器包含桥管余热回收换热器法兰、换热器外壳、螺旋管、进水口、出水口和换热器荒煤气出口；所述换热器外壳上部设置有桥管余热回收换热器法兰，底部为换热器荒煤气出口，换热器外壳内部布置有螺旋管，换热器外壳设有进水口和出水口，进水口和出水口与放置在换热器外壳内部的螺旋管连通。
所述连接法兰为弯头法兰，第一直管段与桥管同轴心线布置，桥管余热回收换热器通过弯头法兰与桥管连接，并与桥管的轴心线平行布置；所述连接法兰上设有桥管氨水喷嘴。
所述换热器外壳内部的螺旋管数量为多个，多个螺旋管在换热器外壳内部相互平行、排列布置。
多个螺旋管相互串联连接构成一组螺旋管；多组螺旋管通过串联或并联后与进水口和出水口连接。
所述换热器外壳上部均布有若干个除焦氨水喷嘴，所述除焦氨水喷嘴位于螺旋管的正上方；螺旋管经过桥管余热回收换热器取热，桥管内的荒煤气由450℃-500℃进一步降低到180℃（左右），此时会发生结焦；通过除焦氨水喷嘴间断性地向换热器外壳内的荒煤气喷洒氨水，能清除掉螺旋管上面凝结的焦油；换热器外壳下部布置有降温氨水喷嘴，通过氨水的喷洒，形成负压，有利于荒煤气通过换热器荒煤气出口导出，同时也起到最终降低荒煤气温度的作用，将荒煤气温度最终降到85℃（左右），以满足工艺要求。
所述桥管余热回收换热器的进水口通入来自分水器的除氧水，除氧水在螺旋管中受热后形成汽水混合物，经出水口排出，进入汽包。
所述换热器外壳为圆筒结构。
本发明可以在新建焦炉中使用，对于已有的焦炉，只需要将本发明带有桥管余热回收换热器的桥管替换掉原有桥管；将所述第一直管段下部法兰与上升管原有的第二直管段连接，桥管余热回收换热器下部插入到荒煤气总管承插口处。
一种桥管荒煤气余热回收方法，工艺流程如下：
在焦炉上升管桥管段安装上述桥管荒煤气余热回收装置；
脱盐水进入脱盐水蓄水罐，除氧循环泵将脱盐水蓄水罐中的脱盐水送至除氧器，经除氧器除氧后，形成除氧水；汽包给水泵将除氧水根据汽包液位控制送入汽包；高温强制循环水泵抽取汽包内的水，送至分水器，分水器分配水流从桥管余热回收换热器的进水口进入桥管余热回收换热器的螺旋管；
650℃-850℃的荒煤气通过焦炉荒煤气的余热回收装置换热后温度降至450℃-500℃；450℃-500℃的荒煤气通过第一直管段依次进入桥管和桥管余热回收换热器；除氧水经过桥管余热回收换热器内的荒煤气换热形成汽水混合物，通过管路输送至汽包，荒煤气温度降低到180℃（左右）；汽水混合物在汽包内完成汽水分离；汽水分离后，通过减压控制系统压力，达到使用条件的蒸汽供生产使用；
在换热过程中，桥管余热回收换热器内的荒煤气由450℃-500℃进一步降低到180℃（左右），通过除焦氨水喷嘴间断性地向换热器外壳内的螺旋管喷洒氨水，清除掉螺旋管上面凝结的焦油；再通过降温氨水喷嘴在底部进行氨水的喷洒，形成负压，有利于荒煤气通过换热器荒煤气出口导出，同时也起到最终降低荒煤气温度的作用，将荒煤气温度最终降到85℃（左右），以满足工艺要求。
对于已有的焦炉改造，将带有桥管余热回收换热器的桥管替换掉原有桥管；将所述第一直管段下部法兰与上升管原有的第二直管段连接，桥管余热回收换热器下部插入到荒煤气总管承插口处。
本发明设计的余热回收系统包括：脱盐水蓄水罐、除氧器、汽水分离汽包、高温强制循环水泵、分水器、桥管余热回收换热器、汽包液位控制、出汽压力控制、氨水喷洒控制、给水管路、汽水混合物管路和蒸汽管路。
本发明的有益效果：桥管余热回收换热器将上升管余热回收后的450℃-500℃荒煤气余热再次回收，使荒煤气温度进一步降低到180℃左右；通过多组除焦氨水喷嘴的间断喷洒，避免换热器螺旋管结焦；通过降温氨水喷嘴喷洒氨水，形成负压，有利于荒煤气导出；同时也起到最终降低荒煤气温度的作用，将荒煤气温度最终降到85℃左右，以满足工艺要求；桥管余热回收换热器的使用，能最大限度地利用有价值的余热资源。克服了原有上升管换热器取热不尽的缺点。
附图说明
图1是本发明桥管荒煤气余热回收装置工艺流程图；
图2是本发明桥管余热回收换热器安装示意图；
图3是本发明桥管余热回收换热器主视图；
图4是本发明桥管余热回收换热器左视图；
图中：脱盐水1、脱盐水蓄水罐2、除氧循环泵3、除氧器4、汽包给水泵5、汽包6、高温强制循环水泵7、分水器8、桥管余热回收换热器9、桥管10、桥管氨水喷嘴101、第一直管段11、第二直管段12、第三直管段13、荒煤气总管14、连接法兰15、桥管余热回收换热器法兰901、换热器外壳902、除焦氨水喷嘴903、第一螺旋管904、第二螺旋管905、进水口906、出水口907、降温氨水喷嘴908、换热器荒煤气出口909。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。
一种桥管荒煤气余热回收装置，包含第一直管段11、桥管10和桥管余热回收换热器9，第一直管段11上部法兰与桥管10下法兰连接，桥管10上设有连接法兰15，桥管10的连接法兰与桥管余热回收换热器9法兰连接；所述桥管余热回收换热器9包含桥管余热回收换热器法兰901、换热器外壳902、螺旋管、进水口906、出水口907和换热器荒煤气出口909；所述换热器外壳902上部设置有桥管余热回收换热器法兰901，底部为换热器荒煤气出口909，换热器外壳内部布置有螺旋管，换热器外壳设有进水口906和出水口907，进水口906和出水口907与放置在换热器外壳902内部的螺旋管连通。
所述连接法兰15为弯头法兰，第一直管段11与桥管10同轴心线布置，桥管余热回收换热器通过弯头法兰与桥管10连接，并与桥管10的轴心线平行布置；所述连接法兰15上设有桥管氨水喷嘴101。
所述换热器外壳902内部的螺旋管数量为多个，多个螺旋管在换热器外壳902内部相互平行、排列布置。
多个螺旋管相互串联连接构成一组螺旋管；多组螺旋管通过串联或并联后与进水口906和出水口907连接。
在实施例中，由三个螺旋管串联连接构成一组螺旋管，共计两组螺旋管，并联布置，分别是第一组螺旋管904和第二组螺旋管905。
所述换热器外壳902上部均布有若干个除焦氨水喷嘴903，所述除焦氨水喷嘴903位于螺旋管的正上方；螺旋管经过桥管余热回收换热器9取热，桥管内的荒煤气由450℃-500℃进一步降低到180℃（左右），此时会发生结焦；通过除焦氨水喷嘴903间断性地向换热器外壳902内的荒煤气喷洒氨水，能清除掉螺旋管上面凝结的焦油；换热器外壳902下部布置有降温氨水喷嘴908，通过氨水的喷洒，形成负压，有利于荒煤气通过换热器荒煤气出口909导出，同时也起到最终降低荒煤气温度的作用，将荒煤气温度最终降到85℃（左右），以满足工艺要求。
所述桥管余热回收换热器的进水口906通入来自分水器的除氧水，除氧水在螺旋管中受热后形成汽水混合物，经出水口排出，进入汽包。
所述换热器外壳902为圆筒结构。
本发明可以在新建焦炉中使用，对于已有的焦炉，只需要将本发明带有桥管余热回收换热器9的桥管10替换掉原有桥管；将所述第一直管段11下部法兰与上升管原有的第二直管段12连接，桥管余热回收换热器9下部插入到荒煤气总管14承插口处。
所述第一直管段11通过第二直管段12和第三直管段13与焦炉荒煤气的余热回收装置荒煤气出口连通。
一种桥管荒煤气余热回收方法，工艺流程如下：
在焦炉上升管桥管段安装上述桥管荒煤气余热回收装置；
脱盐水1进入脱盐水蓄水罐2，除氧循环泵3将脱盐水蓄水罐2中的脱盐水1送至除氧器4，经除氧器4除氧后，形成除氧水；汽包给水泵5将除氧水根据汽包液位控制送入汽包6；高温强制循环水泵7抽取汽包内的水，送至分水器8，分水器分配水流从桥管余热回收换热器9的进水口906进入桥管余热回收换热器9的螺旋管；
650℃-850℃的荒煤气通过焦炉荒煤气的余热回收装置换热后温度降至450℃-500℃；450℃-500℃的荒煤气通过第一直管段11依次进入桥管10和桥管余热回收换热器9；除氧水经过桥管余热回收换热器9内的荒煤气换热形成汽水混合物，通过管路输送至汽包6，荒煤气温度降低到180℃（左右）；汽水混合物在汽包内6完成汽水分离；汽水分离后，通过减压控制系统压力，达到使用条件的蒸汽供生产使用；
在换热过程中，桥管余热回收换热器内的荒煤气由450℃-500℃进一步降低到180℃（左右），通过除焦氨水喷嘴903间断性地向换热器外壳902内的螺旋管喷洒氨水，清除掉螺旋管上面凝结的焦油；再通过降温氨水喷嘴908在底部进行氨水的喷洒，形成负压，有利于荒煤气通过换热器荒煤气出口909导出，同时也起到最终降低荒煤气温度的作用，将荒煤气温度最终降到85℃（左右），以满足工艺要求。
对于已有的焦炉改造，将带有桥管余热回收换热器9的桥管10替换掉原有桥管；将所述第一直管段11下部法兰与上升管原有的第二直管段12连接，桥管余热回收换热器9下部插入到荒煤气总管14承插口处。
本发明设计的余热回收系统包括：脱盐水蓄水罐、除氧器、汽水分离汽包、高温强制循环水泵、分水器、桥管余热回收换热器、汽包液位控制、出汽压力控制、氨水喷洒控制、给水管路、汽水混合物管路和蒸汽管路。

Claims (7)

1.一种桥管荒煤气余热回收装置，其特征在于：包含第一直管段（11）、桥管（10）和桥管余热回收换热器（9），第一直管段（11）上部法兰与桥管（10）下法兰连接，桥管（10）上设有连接法兰（15），桥管（10）的连接法兰与桥管余热回收换热器（9）法兰连接；所述桥管余热回收换热器（9）包含桥管余热回收换热器法兰（901）、换热器外壳（902）、螺旋管、进水口（906）、出水口（907）和换热器荒煤气出口（909）；所述换热器外壳（902）上部设置有桥管余热回收换热器法兰（901），底部为换热器荒煤气出口（909），换热器外壳内部布置有螺旋管，换热器外壳设有进水口（906）和出水口（907），进水口（906）和出水口（907）与放置在换热器外壳（902）内部的螺旋管连通。
2.根据权利要求1所述的一种桥管荒煤气余热回收装置，其特征在于：所述连接法兰（15）为弯头法兰，第一直管段（11）与桥管（10）同轴心线布置，桥管余热回收换热器通过弯头法兰与桥管（10）连接，并与桥管（10）的轴心线平行布置；所述连接法兰（15）上设有桥管氨水喷嘴（101）。
3.根据权利要求1或2所述的一种桥管荒煤气余热回收装置，其特征在于：所述换热器外壳（902）内部的螺旋管数量为多个，多个螺旋管在换热器外壳（902）内部相互平行、排列布置。
4.根据权利要求3所述的一种桥管荒煤气余热回收装置，其特征在于：多个螺旋管相互串联连接构成一组螺旋管；多组螺旋管通过串联或并联后与进水口（906）和出水口（907）连接。
5.根据权利要求3所述的一种桥管荒煤气余热回收装置，其特征在于：所述换热器外壳（902）上部均布有若干个除焦氨水喷嘴（903），所述除焦氨水喷嘴（903）位于螺旋管的正上方；换热器外壳（902）下部布置有降温氨水喷嘴（908）。
6.一种桥管荒煤气余热回收方法，其特征在于工艺流程如下：
在焦炉上升管桥管段安装上述桥管荒煤气余热回收装置；
脱盐水（1）进入脱盐水蓄水罐（2），除氧循环泵（3）将脱盐水蓄水罐（2）中的脱盐水（1）送至除氧器（4），经除氧器（4）除氧后，形成除氧水；汽包给水泵（5）将除氧水根据汽包液位控制送入汽包（6）；高温强制循环水泵（7）抽取汽包内的水，送至分水器（8），分水器分配水流从桥管余热回收换热器（9）的进水口（906）进入桥管余热回收换热器（9）的螺旋管；
650℃-850℃的荒煤气通过焦炉荒煤气的余热回收装置换热后温度降至450℃-500℃；450℃-500℃的荒煤气通过第一直管段（11）依次进入桥管（10）和桥管余热回收换热器（9）；除氧水经过桥管余热回收换热器（9）内的荒煤气换热形成汽水混合物，通过管路输送至汽包（6），荒煤气温度降低到180℃；汽水混合物在汽包内（6）完成汽水分离；汽水分离后，通过减压控制系统压力，达到使用条件的蒸汽供生产使用；
在换热过程中，桥管余热回收换热器内的荒煤气由450℃-500℃进一步降低到180℃，通过除焦氨水喷嘴（903）间断性地向换热器外壳（902）内的螺旋管喷洒氨水，清除掉螺旋管上面凝结的焦油；再通过降温氨水喷嘴（908）在底部进行氨水的喷洒，形成负压，有利于荒煤气通过换热器荒煤气出口（909）导出，同时也起到最终降低荒煤气温度的作用，将荒煤气温度最终降到85℃，以满足工艺要求。
7.根据权利要求6所述的一种桥管荒煤气余热回收方法，其特征在于：对于已有的焦炉改造，将带有桥管余热回收换热器（9）的桥管（10）替换掉原有桥管；将所述第一直管段（11）下部法兰与上升管原有的第二直管段（12）连接，桥管余热回收换热器（9）下部插入到荒煤气总管（14）承插口处。
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