CN201610378U - 高压新蒸汽冷凝水回收余热系统 - Google Patents

高压新蒸汽冷凝水回收余热系统 Download PDF

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冯雨田
唐希英
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Abstract

本实用新型提供了一种高压新蒸汽冷凝水回收余热系统，包括：多级串联的预热压煮器、多级串联的加热压煮器、多级串联的冷凝水闪蒸器、分别与每一级加热压煮器相连接的多个串联的新蒸汽冷凝水罐；其中末级预热压煮器的出口处连接有供来自所述末级预热压煮器的物料与来自所述多个新蒸汽冷凝水罐的高温冷凝水进行热交换的套管加热器，所述套管加热器包括供所述物料通过的至少一个内管以及套在所述至少一个内管外并与其保留一定间隙以供所述高温冷凝水通过的外管。本实用新型通过对新蒸汽冷凝水的回收再利用，减少了蒸汽消耗量，为氧化铝生产车间节省了成本。

Description

高压新蒸汽冷凝水回收余热系统
技术领域
本实用新型涉及氧化铝生产技术领域，特别涉及一种利用新蒸汽生成的高温冷凝水加热物料的装置。
背景技术
氧化铝高压溶出系统是氧化铝生产车间的核心部分，如图1所示，从原料磨送来的原矿浆经预热套管、预热压煮器、加热压煮器、保温压煮器逐渐加热到260℃并保温充分反应后被送入10级闪蒸器自蒸发，将物料中的热量充分释放出来，使矿浆温度、压力逐渐降低，最后经末级闪蒸器送到稀释槽，此时物料的温度在105℃左右，经过稀释后的物料进入下道工序。预热套管、预热压煮器是利用闪蒸器释放的二次汽逐级对应进行加热，加热压煮器是用来自电厂的新蒸汽进行加热，新蒸汽的温度一般在280℃，加热后的冷凝水一般也有270℃的高温。在现有的高压溶出系统中，这部分冷凝水通常通过新蒸汽冷凝水罐直接进入冷凝水闪蒸槽蒸发成0.5Mpa(150℃)以下的低压蒸气和150℃热水进行回收利用。这样就使得从电厂送来的高压蒸汽的热能没有得到充分利用，且携带大量热量的热水又直接返回了电厂，造成了能源的浪费。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服现有技术的上述缺陷，提供一种高压新蒸汽冷凝水回收余热系统，将新蒸汽产生的冷凝水送回与预热料浆进行换热，从而利用冷凝水的热量使预热料浆的温度升高。
为实现本实用新型的上述目的，所述高压新蒸汽冷凝水回收余热系统包括：多级串联的预热压煮器、多级串联的加热压煮器、多级串联的冷凝水闪蒸器、分别与每一级加热压煮器相连接的多个串联的新蒸汽冷凝水罐；其中，末级预热压煮器的出口处连接有供来自所述末级预热压煮器的物料与来自所述多个新蒸汽冷凝水罐的高温冷凝水进行热交换的套管加热器，所述套管加热器包括供所述物料通过的至少一个内管以及套在所述至少一个内管外并与其保留一定间隙以供所述高温冷凝水通过的外管。
其中，所述套管加热器的另一端与首级加热压煮器的入口相连接，用于输出加热后的物料。
其中，所述套管加热器沿其长度方向设置有多个高温冷凝水引入口，用于从所述多个新蒸汽冷凝水罐中引入高温冷凝水。
其中，所述套管加热器上还设置有冷凝水回收口，用于将换热后的冷凝水通过新增冷凝水罐送入所述冷凝水闪蒸器。
其中，所述套管加热器的材质为20G或16Mn。
本实用新型的高压新蒸汽冷凝水回收余热系统通过在预热压煮器组出口增加套管换热器，将加热压煮器生成的270℃新蒸汽冷凝水返回所述套管换热器与预热料浆进行换热，可使料浆的预热温度提高5℃以上。通过对新蒸汽冷凝水的回收再利用，减少了蒸汽消耗量，为氧化铝生产车间节省了成本。
附图说明
图1是现有技术的高压溶出系统结构图；
图2是根据本实用新型的高压新蒸汽冷凝水回收余热系统的结构图。
具体实施方式
本实用新型提出的高压新蒸汽冷凝水回收余热系统，结合附图和实施例说明如下。
如图2所示，根据本实用新型的高压新蒸汽冷凝水回收余热系统包括：多级串联的预热压煮器、多级串联的加热压煮器、多级串联的保温压煮器、十级闪蒸器。上述装置依次顺序连接，其中，每一所述多级串联的加热压煮器分别连接有一个新蒸汽冷凝水罐，用于存储来自电厂的新蒸汽经加热压煮器组后生成的冷凝水；预热压煮器组与加热压煮器组之间设置有供来自预热压煮器组的预热物料与来自所述多个新蒸汽冷凝水罐的高温冷凝水进行换热的套管换热器，其一端与末级预热压煮器的出口连接，用于引入预热压煮器组输出的预热物料，另一端与首级加热压煮器的入口相连接，用于向加热压煮器组输出换热后的物料；
优选地，所述套管换热器包括供物料通过的至少一个内管以及套在所述至少一个内管外并与其保留一定间隙以供高温冷凝水通过的外管。所述套管的管道长度根据换热面积和效率进行设置；内管与所述末级预热压煮器的出口通过变径管及大弯头相连接，外管直径保证冷凝水在内管与外管之间能顺畅流通，以标准管道为准，内管直径优选为
Figure G200920274587XD00031
168mm，便于内管结疤后清理；优选地，其内管和外管的材质为20G或16Mn。
优选地，所述套管换热器表面沿其长度方向设置有与所述多个新蒸汽冷凝水罐分别连接的多个高温冷凝水引入口，用于引入加热压煮器组产生的高温冷凝水。
优选地，所述套管换热器表面设置有一个与冷凝水闪蒸器相连接的换热后冷凝水出口，用于将与物料换热后的低温冷凝水通过冷凝水泵送入冷凝水闪蒸器。
下面将介绍根据本实用新型的高压新蒸汽冷凝水回收余热系统的工作过程：
原物料在预热压煮器组内经十级闪蒸器产生的二次汽预热后输出预热物料，所述预热物料在套管换热器内与新蒸汽冷凝水罐引出的高温冷凝水进行换热后，温度升高，并被送入加热压煮器组通过电厂提供的新蒸汽继续加热，其加热后生成的新蒸汽冷凝水通过新蒸汽冷凝水罐返回套管换热器以与后续送到的预热物料进行换热，如此循环往复；而换热后生成的低温冷凝水则通过新增冷凝水罐送入冷凝水闪蒸器中蒸发回收。
工业实用性
表1示出了新蒸汽冷凝水与物料之间的换热平衡关系，由表中可以得出，将275℃新蒸汽冷凝水与198℃的预热料浆换热，可以将料浆温度提高5.05℃。
表1
  流量   cp   温度   热量
  t/t   ×103kcal/t.℃   ℃   ×103kcal
  热收入   固相   1.618   0.24   198   67.18
  液相   11.837   0.83   198   1699.67
  新蒸汽冷凝水   1.72   1   275   430
  热支出   固相   1.618   0.24   203.05   69.14
  液相   11.837   0.83   203.05   1749.31
  换热后冷凝水   1.72   1   245   378.4
如表2、3所示为分别为预热温度198℃和203.05℃时新蒸汽套管热平衡关系，从表-2、表-3的比较可知，由于预热温度升高5.05℃，可使高压新蒸汽从1.94t/t(生产一吨氧化铝节约的蒸汽量)减少到1.80t/t，节约额约0.14t/t。
表2
  流量   cp   温度   热量
  t/t   ×103kcal/t.℃   ℃   ×103kcal
  热收入   固相   1.618   0.24   198   67.17936
  液相   11.837   0.83   198   1699.67483
  蒸汽   1.94   380   270   736.23
  热支出   固相   0.911   0.24   260   51.3804
  液相   12.544   0.83   260   2446.7072
  热损失   5
表3
  流量   cp   温度   热量
  t/t   ×103kcal/t.℃   ℃   ×103kcal
  热收入   固相   1.618   0.24   203.05   69.140376
  液相   11.837   0.83   203.05   1749.289616
  流量   cp   温度   热量
  蒸汽   1.80   380   275   684.66
  热支出   固相   0.911   0.24   260   51.3804
  液相   12.544   0.83   260   2446.7072
  热损失   5
考虑到热利用率及其它因素，回收新蒸汽余热后，按升温5℃计算，可节约0.12t/t新蒸汽，新蒸汽单价按80元/t计，则氧化铝生产成本可降低9.6元/t，每组氧化铝产量按450000t/a计，每组年节约金额432万元/年。按一个中型氧化铝厂平均四组计算，每年共节约蒸汽消耗1728万元/年。
以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (5)

1.一种高压新蒸汽冷凝水回收余热系统，包括：多级串联的预热压煮器、多级串联的加热压煮器、多级串联的冷凝水闪蒸器、分别与每一级加热压煮器相连接的多个串联的新蒸汽冷凝水罐；其特征在于，末级预热压煮器的出口处连接有供来自所述末级预热压煮器的物料与来自所述多个新蒸汽冷凝水罐的高温冷凝水进行热交换的套管加热器，所述套管加热器包括供所述物料通过的至少一个内管以及套在所述至少一个内管外并与其保留一定间隙以供所述高温冷凝水通过的外管。
2.如权利要求1所述的高压新蒸汽冷凝水回收余热系统，其特征在于，所述套管加热器的另一端与首级加热压煮器的入口相连接，用于输出加热后的物料。
3.如权利要求1所述的高压新蒸汽冷凝水回收余热系统，其特征在于，所述套管加热器沿其长度方向设置有多个高温冷凝水引入口，用于从所述多个新蒸汽冷凝水罐中引入高温冷凝水。
4.如权利要求1所述的高压新蒸汽冷凝水回收余热系统，其特征在于，所述套管加热器上还设置有冷凝水回收口，用于将换热后的冷凝水通过新增冷凝水罐送入所述冷凝水闪蒸器。
5.如权利要求1-4中任一项所述的高压新蒸汽冷凝水回收余热系统，其特征在于，所述套管加热器的材质为20G或16Mn。
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