CN114933912A - 一种减小焦炉荒煤气余热利用换热器内偏流的装置 - Google Patents

一种减小焦炉荒煤气余热利用换热器内偏流的装置 Download PDF

Info

Publication number
CN114933912A
CN114933912A CN202210726234.9A CN202210726234A CN114933912A CN 114933912 A CN114933912 A CN 114933912A CN 202210726234 A CN202210726234 A CN 202210726234A CN 114933912 A CN114933912 A CN 114933912A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pipe
heat exchanger
coke oven
annular header
spiral
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202210726234.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114933912B (zh
Inventor
夏文龙
杨永
李俊祥
宫殿宏
邹兴国
代霆
王伶俐
王坤
陈晓磊
张英俊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong Tianjing Engineering Design Co ltd
Original Assignee
Shandong Tianjing Engineering Design Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong Tianjing Engineering Design Co ltd filed Critical Shandong Tianjing Engineering Design Co ltd
Priority to CN202210726234.9A priority Critical patent/CN114933912B/zh
Publication of CN114933912A publication Critical patent/CN114933912A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114933912B publication Critical patent/CN114933912B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B27/00—Arrangements for withdrawal of the distillation gases
    • C10B27/06—Conduit details, e.g. valves
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency
    • Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

一种减小焦炉荒煤气余热利用换热器内偏流的装置，属于焦炉设备技术领域。其特征在于：包括螺旋管、过渡管和环形联箱，所述的环形联箱为圆环型的闭合管，环形联箱的内圈上开有多个开口，每个开口处均通过过渡管连接有一条所述的螺旋管，螺旋管向上螺旋盘绕，所述的过渡管为一段1/4圆弧的管，过渡管与环形联箱的连接处垂直于环形联箱，过渡管所在的圆与螺旋管螺旋盘绕的圆相切。本装置的换热器本体偏流现象减少，盘管内流体更加均匀，流速更加稳定，有利于换热器换热。

Description

一种减小焦炉荒煤气余热利用换热器内偏流的装置
技术领域
一种减小焦炉荒煤气余热利用换热器内偏流的装置，属于焦炉设备技术领域。
背景技术
焦化厂从加煤开始到推焦，650℃～850℃焦炉上升管荒煤气带出热约占焦炉支出热的36％，目前行业内越来越重视此块热能回收利用。现主要采用的方法是采用上升管余热换热器，利用荒煤气余热产生蒸汽。在工程建设过程中，发明人发现上升管余热换热器本体存在汽堵和局部过热问题，影响换热器换热效率，严重时可造成爆管等安全事故。发明人通过以往工程分析，主要是上升管余热换热器本体内发生偏流导致盘管内流体不均匀，造成换热器过热产生以上问题。可见现在缺少解决上升管余热换热器本体内偏流现象的装置。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种减小焦炉荒煤气余热利用换热器内偏流的装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该减小焦炉荒煤气余热利用换热器内偏流的装置，其特征在于：包括螺旋管、过渡管和环形联箱，所述的环形联箱为圆环型的闭合管，环形联箱的内圈上开有多个开口，每个开口处均通过过渡管连接有一条所述的螺旋管，螺旋管向上螺旋盘绕，所述的过渡管为一段1/4圆弧的管，过渡管与环形联箱的连接处垂直于环形联箱，过渡管所在的圆与螺旋管螺旋盘绕的圆相切。
在现有换热器的基础上通过数据分析，采用流体传热分析软件，模拟流场形态。通过改变母管联箱的形状、环形直径和母管管径等，结合炉顶布置空间，确定优化方案。过渡管为1/4圆弧管，且与螺旋管切向连接，环形联箱内的流体分流流畅且均匀；本换热器本体偏流现象减少，盘管内流体更加均匀，流速更加稳定，有利于换热器换热，根据计算和工程验证，可以提高约3～5％换热效率。
优选的一种上述的减小焦炉荒煤气余热利用换热器内偏流的装置，所述的环形联箱的环形直径为832mm。
优选的一种上述的减小焦炉荒煤气余热利用换热器内偏流的装置，所述的环形联箱的圆管的截面直径为100mm。
发明人研究发现，本螺旋管式换热器的偏流主要受环形联箱环形直径尺寸和环形联箱截面直径相关。通过数据分析和焦炉炉顶布置空间，最终确定螺旋管式换热器环形直径为832，截面直径为100，环形联箱和螺旋面间通过1/4圆弧过渡是最佳设计。
优选的一种上述的减小焦炉荒煤气余热利用换热器内偏流的装置，所述的螺旋管设有20条。在优选的环形直径下螺旋管的条数设定在20条时，各管的流体最为均匀，螺旋管间的最大压差最小。
优选的一种上述的减小焦炉荒煤气余热利用换热器内偏流的装置，所述的螺旋管和过渡管的管径相同。螺旋管和过渡管采用相同管径，过渡均匀，流体流通顺畅。
优选的一种上述的减小焦炉荒煤气余热利用换热器内偏流的装置，所述的过渡管在与环形联箱的连接处为喇叭口型。喇叭口型连接，能够减少连接处的剪切阻力，圆运行更加平稳。
优选的一种上述的减小焦炉荒煤气余热利用换热器内偏流的装置，所述的环形联箱的外侧设有两个相对的来流入口。环形联箱设两个相对的来流入口，可使流体更容易均匀分配，流速更加稳定。
与现有技术相比，本发明的一种减小焦炉荒煤气余热利用换热器内偏流的装置所具有的有益效果是：通过本发明，可以有效减少螺旋管式换热器本体内偏流现象，相比于传统换热器，本发明有以下优点：
1、换热器本体偏流现象减少，盘管内流体更加均匀，流速更加稳定，有利于换热器换热，根据计算和工程验证，可以提高约3～5％换热效率。
2、换热器本体内流体均匀，可以有效防止换热器产生汽堵现象，有效避免盘管干烧，防止换热器发生爆管事故，提高余热利用系统稳定性和可靠性。
3、螺旋管中流量分配更加均匀，多根管受热均匀，有效减小焊缝疲劳，可提高换热器本体寿命，减少后期余热利用系统维护成本。
附图说明
图1为本发明的一种减小焦炉荒煤气余热利用换热器内偏流的装置示意图。
图2为本发明的一种减小焦炉荒煤气余热利用换热器内偏流的装置壁面压力分布云图。
图3为本发明的一种减小焦炉荒煤气余热利用换热器内偏流的装置高度100mm处的换热器截面速度云图。
其中，1、螺旋管2、过渡管3、环形联箱。
具体实施方式
图1是本发明的最佳实施例，下面结合附图1～3对本发明做进一步说明。
参照附图1：本发明的一种减小焦炉荒煤气余热利用换热器内偏流的装置，包括螺旋管1、过渡管2和环形联箱3，环形联箱3为圆环型的闭合管，圆环型利于流体均匀分配，环形联箱3的内圈上开有二十个开口，每个开口处均通过过渡管2连接有一条螺旋管1，螺旋管1和过渡管2的管径相同，螺旋管1向上螺旋盘绕，过渡管2为一段1/4圆弧的管，过渡管2与环形联箱3的连接处垂直于环形联箱3，过渡管2在与环形联箱3的连接处为喇叭口型，能有效减少剪切阻力，利于流体分配；过渡管2所在的圆与螺旋管1螺旋盘绕的圆相切，环形联箱内的流体分流流畅且均匀；环形联箱(3)的环形直径为832mm，圆管的截面直径为100mm，合理的环径和管径配比能够进一步降低偏流；环形联箱3的外侧设有两个相对的来流入口，可使流体更容易均匀分配，流速稳定。
从图2、图3可以看出本发明的二十根螺旋管中的压力分布均匀，从而可使速度的分布更加均匀，可见本换热器明显改善了流量分布不均。
下表为环形直径为832mm时环形联箱3靠近来流入口由近及远的五根螺旋管出口速度分布情况(m/s)；
结构 联箱直径 1号(m/s 2号(m/s 3号(m/s 4号(m/s 5号(m/s 偏流％
对比例 56mm 0.0923 0.0906 0.0781 0.0125 0.0341 86
实施例 100mm 0.08316 0.08169 0.07625 0.06331 0.06461 24
从表中可见：环形联箱管径过小会导致严重偏流，56mm内径联箱偏流达86％。而100mm内径偏流减小至24％。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (7)

1.一种减小焦炉荒煤气余热利用换热器内偏流的装置，其特征在于：包括螺旋管(1)、过渡管(2)和环形联箱(3)，所述的环形联箱(3)为圆环型的闭合管，环形联箱(3)的内圈上开有多个开口，每个开口处均通过过渡管(2)连接有一条所述的螺旋管(1)，螺旋管(1)向上螺旋盘绕，所述的过渡管(2)为一段1/4圆弧的管，过渡管(2)与环形联箱(3)的连接处垂直于环形联箱(3)，过渡管(2)所在的圆与螺旋管(1)螺旋盘绕的圆相切。
2.根据权利要求1所述的一种减小焦炉荒煤气余热利用换热器内偏流的装置，其特征在于：所述的环形联箱(3)的环形直径为832mm。
3.根据权利要求1所述的一种减小焦炉荒煤气余热利用换热器内偏流的装置，其特征在于：所述的环形联箱(3)的圆管的截面直径为100mm。
4.根据权利要求1所述的一种减小焦炉荒煤气余热利用换热器内偏流的装置，其特征在于：所述的螺旋管(1)设有20条。
5.根据权利要求1所述的一种减小焦炉荒煤气余热利用换热器内偏流的装置，其特征在于：所述的螺旋管(1)和过渡管(2)的管径相同。
6.根据权利要求1所述的一种减小焦炉荒煤气余热利用换热器内偏流的装置，其特征在于：所述的过渡管(2)在与环形联箱(3)的连接处为喇叭口型。
7.根据权利要求1所述的一种减小焦炉荒煤气余热利用换热器内偏流的装置，其特征在于：所述的环形联箱(3)的外侧设有两个相对的来流入口。
CN202210726234.9A 2022-06-24 2022-06-24 一种减小焦炉荒煤气余热利用换热器内偏流的装置 Active CN114933912B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210726234.9A CN114933912B (zh) 2022-06-24 2022-06-24 一种减小焦炉荒煤气余热利用换热器内偏流的装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210726234.9A CN114933912B (zh) 2022-06-24 2022-06-24 一种减小焦炉荒煤气余热利用换热器内偏流的装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114933912A true CN114933912A (zh) 2022-08-23
CN114933912B CN114933912B (zh) 2024-07-09

Family

ID=82868393

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210726234.9A Active CN114933912B (zh) 2022-06-24 2022-06-24 一种减小焦炉荒煤气余热利用换热器内偏流的装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114933912B (zh)

Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54125201A (en) * 1978-03-23 1979-09-28 Mitsubishi Chem Ind Ltd Production of green coke
CN86100007A (zh) * 1985-01-04 1986-10-01 巴布考克和威尔科斯公司 锅炉炉膛管道由螺旋到竖直的过渡
JP2011043317A (ja) * 2009-08-24 2011-03-03 Ihi Corp 熱交換器
US20120131852A1 (en) * 2010-11-30 2012-05-31 General Electric Company Moisture removal for gasification quench chamber assembly
CN102899057A (zh) * 2012-11-15 2013-01-30 上海理工大学 用于焦炉上升管荒煤气余热回收换热器
CN102925165A (zh) * 2012-11-15 2013-02-13 上海理工大学 用于焦炉上升管荒煤气余热回收系统
CN102977901A (zh) * 2012-12-21 2013-03-20 刘庸 焦炉上升管余热回收装置
CN103436272A (zh) * 2013-08-30 2013-12-11 常州江南电力节能科技有限公司 一种焦炉荒煤气上升管换热装置
CN203855547U (zh) * 2014-03-28 2014-10-01 宝山钢铁股份有限公司 一种焦炉荒煤气用余热回收装置
CN104673331A (zh) * 2015-02-25 2015-06-03 鞍山拜尔自控有限公司 一种焦炉上升管换热热能回收方法及装置
CN205024154U (zh) * 2015-09-30 2016-02-10 上海宝钢节能环保技术有限公司 一种螺旋盘管套筒式焦炉荒煤气显热回收装置
JP2017008913A (ja) * 2015-06-26 2017-01-12 カルソニックカンセイ株式会社 熱交換器
CN207556319U (zh) * 2017-09-26 2018-06-29 中冶华天工程技术有限公司 一种荒煤气上升管切向导流换热装置
CN210338419U (zh) * 2019-08-07 2020-04-17 山东天景工程设计有限公司 聚丙烯包装过程中降低氮气使用量的装置
CN213208719U (zh) * 2020-09-24 2021-05-14 唐山市宝凯科技有限公司 一种焦炉上升管余热回收用套管式换热器
WO2021097905A1 (zh) * 2019-11-19 2021-05-27 南京华电节能环保设备有限公司 一种焦炉上升管荒煤气高温显热回收利用装置
CN215572325U (zh) * 2021-09-26 2022-01-18 山东朝阳机械有限公司 余热蒸发酚水翅片换热器
CN215560052U (zh) * 2021-04-26 2022-01-18 马鞍山钢铁股份有限公司 一种抑制焦炉荒煤气结焦腐蚀的上升管蒸发器装置
EP3944889A1 (en) * 2020-07-29 2022-02-02 Hamilton Sundstrand Corporation Annular heat exchanger

Patent Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54125201A (en) * 1978-03-23 1979-09-28 Mitsubishi Chem Ind Ltd Production of green coke
CN86100007A (zh) * 1985-01-04 1986-10-01 巴布考克和威尔科斯公司 锅炉炉膛管道由螺旋到竖直的过渡
JP2011043317A (ja) * 2009-08-24 2011-03-03 Ihi Corp 熱交換器
US20120131852A1 (en) * 2010-11-30 2012-05-31 General Electric Company Moisture removal for gasification quench chamber assembly
CN102899057A (zh) * 2012-11-15 2013-01-30 上海理工大学 用于焦炉上升管荒煤气余热回收换热器
CN102925165A (zh) * 2012-11-15 2013-02-13 上海理工大学 用于焦炉上升管荒煤气余热回收系统
CN102977901A (zh) * 2012-12-21 2013-03-20 刘庸 焦炉上升管余热回收装置
CN103436272A (zh) * 2013-08-30 2013-12-11 常州江南电力节能科技有限公司 一种焦炉荒煤气上升管换热装置
CN203855547U (zh) * 2014-03-28 2014-10-01 宝山钢铁股份有限公司 一种焦炉荒煤气用余热回收装置
CN104673331A (zh) * 2015-02-25 2015-06-03 鞍山拜尔自控有限公司 一种焦炉上升管换热热能回收方法及装置
JP2017008913A (ja) * 2015-06-26 2017-01-12 カルソニックカンセイ株式会社 熱交換器
CN205024154U (zh) * 2015-09-30 2016-02-10 上海宝钢节能环保技术有限公司 一种螺旋盘管套筒式焦炉荒煤气显热回收装置
CN207556319U (zh) * 2017-09-26 2018-06-29 中冶华天工程技术有限公司 一种荒煤气上升管切向导流换热装置
CN210338419U (zh) * 2019-08-07 2020-04-17 山东天景工程设计有限公司 聚丙烯包装过程中降低氮气使用量的装置
WO2021097905A1 (zh) * 2019-11-19 2021-05-27 南京华电节能环保设备有限公司 一种焦炉上升管荒煤气高温显热回收利用装置
EP3944889A1 (en) * 2020-07-29 2022-02-02 Hamilton Sundstrand Corporation Annular heat exchanger
CN213208719U (zh) * 2020-09-24 2021-05-14 唐山市宝凯科技有限公司 一种焦炉上升管余热回收用套管式换热器
CN215560052U (zh) * 2021-04-26 2022-01-18 马鞍山钢铁股份有限公司 一种抑制焦炉荒煤气结焦腐蚀的上升管蒸发器装置
CN215572325U (zh) * 2021-09-26 2022-01-18 山东朝阳机械有限公司 余热蒸发酚水翅片换热器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
武建勇;: "DG130/9.8-4型循环流化床锅炉性能特点及运行分析", 小氮肥, no. 05, pages 12 - 19 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN114933912B (zh) 2024-07-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2577206B1 (en) Heat exchange unit
CN202881214U (zh) 一种气化炉
CN207050522U (zh) 一种炭黑原料油预热装置
CN114933912B (zh) 一种减小焦炉荒煤气余热利用换热器内偏流的装置
JP2012141102A (ja) 加熱蒸気発生装置
CN104930540A (zh) 空气预热器烟气入口的导流结构
CN202511659U (zh) 一种外取热器
CN108072287A (zh) 一种换热器
CN111351374A (zh) 废弃物焚烧烟气降温与急冷一体式装置
CN102878575B (zh) 空气预热器下壳体风冷保护结构
CN104896505A (zh) 空气预热器烟气入口的气体均布结构
CN214664570U (zh) 一种叉形管和水冷壁
CN108613159A (zh) 一种适合于超临界锅炉低负荷灵活性运行的中间联箱
CN108443899A (zh) 一种吹灰器结构
CN103615918A (zh) 一种节能导热油炉
CN209279732U (zh) 变径管程热风炉换热器
CN206369489U (zh) 二次蒸汽的换热器
CN2465117Y (zh) 热风炉用换热器
CN207569906U (zh) 一种改良的换热器
CN109331748B (zh) 一种管束式外取热器装置的制造方法
CN212340004U (zh) 废弃物焚烧烟气降温与急冷一体式装置
CN107796012A (zh) 一种改良的换热器
CN109373798B (zh) 一种用于板式热交换器的气体入口均布装置
CN2498159Y (zh) 线性急冷锅炉
CN220771166U (zh) 一种套管式模式壁

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant