CN203837504U - 一种焦炉上升管荒煤气显热回收系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种焦炉上升管荒煤气显热回收系统，包括换热强制循环系统、补水系统、过热蒸汽循环系统，过热蒸汽循环系统包括过热蒸汽换热器组，换热强制循环系统的蒸汽出口其中一路与外界饱和蒸汽管网相连接，另一路通过再循环蒸汽管与过热蒸汽换热器组的进口相连，过热蒸汽换热器组的出口与外界过热蒸汽管网相连接；补水系统包括缓冲水箱、除氧水泵、除氧器、除氧水箱、给水泵，除氧水泵设置于缓冲水箱和除氧器之间，除氧水箱通过给水泵与饱和蒸汽汽包相连接。本实用新型不仅可以有效、安全、可靠地回收荒煤气余热，循环地将换热介质转化为中、低压蒸汽，还可以有效地检测控制系统运行，确保系统安全正常运行，降低事故发生率。
Description
技术领域
本实用新型涉及余热回收利用系统，更具体地说，涉及一种焦炉上升管荒煤气显热回收系统。
背景技术
炼焦工艺流程中产生的余热资源的高效回收利用，是建立资源节约、环境友好的绿色焦化厂节能的主要方向，也是降低焦炉能耗的主要途径之一。但是，我国对二次能源品质潜力的挖掘、价值的开发以及低品质余热余能利用支撑技术与装备开发滞后，上升管内高温焦炉荒煤气的余热就一直未能有效利用，只能用循环氨水降温把热量白白浪费。自从上世纪70年代开始，针对荒煤气显热利用，国内外研究人员均做了大量的研究工作，形成了多项技术，但都不够完善。有人将荒煤气与夹套内的工艺介质水换热，但是出现换热面粘结焦油、絮状物堵塞问题，换热面损坏后，夹套内工艺介质水漏进碳化室影响焦炭生产。
焦炉荒煤气显热占整个焦炉的热支出的37%左右，温度在750度以上，至今未有成熟可靠地回收利用装置投入运行。
在现有的焦炉上升管荒煤气显热回收系统中，焦炉长期、安全、稳定地连续生产一直是值得关注的问题。焦炉生产需要能耗，炼焦工艺流程中会产生显热，将显热应用到焦炉生产中会降低焦炉能耗。在显热回收的过程中需要考虑蒸汽回收率、系统换热效率、系统的安全稳定性等问题。比如在显热回收的过程中，换热能量的收取会导致出口烟气温度降幅过大而造成易结焦堵塞，对外部环境影响较大；材质的高温的处理以及换热器在启动和停止过程中运用不理想。
发明内容
针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种焦炉上升管荒煤气显热回收系统。
实现本实用新型的技术方案如下：
一种焦炉上升管荒煤气显热回收系统，包括换热强制循环系统、补水系统，所述的换热强制循环系统包括饱和蒸汽换热器组、饱和蒸汽汽包、强制循环泵，所述的饱和蒸汽换热器组的进水口通过强制循环泵与饱和蒸汽汽包的下降管相连接，所述的饱和蒸汽换热器的出水口与饱和蒸汽汽包的上升管相连接，
所述的显热回收系统还包括过热蒸汽循环系统，所述的过热蒸汽循环系统包括过热蒸汽换热器组；
所述的强制循环泵为两个且并联设置，所述的饱和蒸汽汽包上的蒸汽出口其中一路与外界饱和蒸汽管网相连接，另一路通过再循环蒸汽管与过热蒸汽换热器组的进口相连，所述的过热蒸汽换热器组的出口与外界过热蒸汽管网相连接；
所述的补水系统包括缓冲水箱、除氧水泵、除氧器、除氧水箱、给水泵，所述的除氧水泵设置于缓冲水箱和除氧器之间，所述的除氧器与除氧水箱相连，所述的除氧水箱通过给水泵与饱和蒸汽汽包相连接。
进一步地，所述的饱和蒸汽换热器组包括若干个上升管换热器，所述的上升管换热器通过单独的管道相互并联后汇入饱和蒸汽母管；所述的过热蒸汽换热器组包括若干个上升管换热器，所述的上升管换热器通过单独的管道相互并联后汇入过热蒸汽母管。
进一步地，还包括检测控制系统，所述的检测控制系统包括汽包液位计、水箱液位计、温度检测器、压力检测器、给水流量计、强制循环泵母管流量计、蒸汽流量计；
所述的汽包液位计设置在饱和蒸汽汽包上，所述的水箱液位计设置在缓冲水箱上；
所述的温度检测器设置于上升管换热器的进水口和出水口处，用于测量上升管换热器进水口和出水口处的介质温度；所述的温度检测器设置于上升换热器的烟气出口端，用于测量上升换热管烟气出口的介质温度；
所述的压力检测器与饱和蒸汽换热器组的进水端的饱和蒸汽母管相连，用于测量强制循环的进水压力；所述的压力检测器与饱和蒸汽换热器组的出水端的饱和蒸汽母管相连，用于测量饱和蒸汽母管内的饱和蒸汽压力；所述的压力检测器与饱和蒸汽汽包相连接，用于测量饱和蒸汽汽包内的饱和蒸汽压力；所述的压力检测器与过热蒸汽换热器组的出口端的过热蒸汽母管相连，用于测量过热蒸汽母管内的过热蒸汽压力；
所述的给水流量计设置于饱和蒸汽汽包与除氧水箱之间，用于测量并控制给水泵的流量大小；所述的强制循环泵母管流量计设置于强制循环泵与饱和蒸汽换热器组之间，用于测量并控制强制循环泵的流量大小；所述的蒸汽流量计设置于饱和蒸汽汽包与外界饱和蒸汽管网之间，用于测量饱和蒸汽输出的流量大小并控制调节给水泵的流量大小；所述的蒸汽流量计设置于过热蒸汽母管与外界过热蒸汽管网之间，用于测量给水泵的流量大小。
采用了上述的方案，焦炉上升管荒煤气显热回收系统包括换热强制循环系统、补水系统，还增设了过热蒸汽循环系统，可以强制促进换热介质循环，保证不间断地将换热介质转化为中、低压蒸汽以及过热蒸汽，蒸汽回收率大大提高，回收到的蒸汽并入到焦化蒸汽管网，予以利用，降低了焦化工序的能耗，保证焦炉长期、安全、稳定地连续生产，从而有效、安全、可靠、连续稳定地回收利用焦炉上升管荒煤气的显热；采用两个强制循环泵且并联设置，提高换热强制循环系统的循环效率，同时避免了因单个强制循环泵出现故障而影响整个系统的正常运行；补水系统的设置，目的在于补充转化为蒸汽的一部分补充水，促进设备正常安全运行；检测系统的设置，可以有效地检测控制系统的运行，特别是上升管排除烟气的温度控制，确保系统安全正常运行，降低事故发生率。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图中，1为缓冲水箱，2为水箱液位计，3为除氧水泵，4为除氧器，5为除氧水箱，6为给水泵，7为给水流量计，8为饱和蒸汽汽包，9为汽包液位计，10为强制循环泵，11为强制循环泵母管流量计，12为饱和蒸汽换热器组，16为饱和蒸汽流量计，17为蒸汽出口，18为过热蒸汽流量计，19为过热蒸汽换热器组，20为再循环蒸汽管，21为上升管换热器，25为过热蒸汽母管，26为饱和蒸汽母管，13、14、22、24为压力检测器，15、23为温度检测器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进一步说明。
如图1，一种焦炉上升管荒煤气显热回收系统，包括换热强制循环系统、补水系统、过热蒸汽循环系统。
所述的换热强制循环系统包括饱和蒸汽换热器组12、饱和蒸汽汽包8、强制循环泵10，所述的过热蒸汽循环系统包括过热蒸汽换热器组19。所述的饱和蒸汽换热器组12的进水口通过强制循环泵10与饱和蒸汽汽包8的下降管相连接，所述的饱和蒸汽换热器组12的出水口与饱和蒸汽汽包8的上升管相连接，所述的饱和蒸汽汽包8上的蒸汽出口17其中一路与外界饱和蒸汽管网相连接，可以供应饱和蒸汽，另一路通过再循环蒸汽管20与过热蒸汽换热器组19的进口相连，所述的过热蒸汽换热器组19的出口与外界过热蒸汽管网相连接，可以供应过热蒸汽，同时可以强制促进换热介质循环，保证不间断地产生饱和蒸汽和过热蒸汽，回收率可达30%以上，回收到的蒸汽并入现有焦化蒸汽管网，予以利用，降低了焦化工序的能耗，保证焦炉长期、安全、稳定地连续生产，从而有效、安全、可靠、连续稳定地回收利用焦炉上升管荒煤气的显热。所述的强制循环泵10可设置若干台且并联设置，提高换热强制循环系统的循环效率，同时避免了因单个强制循环泵10出现故障而影响整个系统的正常运行。
所述的补水系统包括缓冲水箱1、除氧水泵3、除氧器4、除氧水箱5、给水泵6，所述的除氧水泵3设置于缓冲水箱1和除氧器4之间，所述的除氧器4与除氧水箱5相连，所述的除氧水箱5通过给水泵6与饱和蒸汽汽包8相连接。补水系统的设置，目的在于补充转化为蒸汽重新利用的一部分水，促进设备正常安全运行。
进一步地，根据焦炉的具体情况，所述的饱和蒸汽换热器组12包括若干个上升管换热器21，所述的上升管换热器21通过单独的管道相互并联后汇入饱和蒸汽母管26；所述的过热蒸汽换热器组19包括若干个上升管换热器21，所述的上升管换热器21通过单独的管道相互并联后汇入过热蒸汽母管25。本实用新型的显热回收利用系统的改造简单方便，不影响焦炉的正常操作，将补水系统、饱和蒸汽汽包8和强制循环泵10等安装到位后，根据上升管换热器21的具体进出水位置，将所有的上升管换热器21的进水口、出水口预留到位，根据实际情况，可以逐个对单一换热器进行改造更换，并逐一投入系统运行，直至全部改造更换完成；多个上升管换热器21并联工作，一方面提高了换热效率，另一方面也避免了因单个上升管换热器21出现故障，而影响整个系统的正常运行，且可以方便上升管换热器21的更换或维护，单个上升管换热器21出现故障时可以随时取出，不影响整个系统和焦炉的正常运行。过热蒸汽换热器组19用于饱和蒸汽的再次换热，从而产生满足生产需要的过热蒸汽。
进一步地，还包括检测控制系统，可以有效地检测控制系统运行，确保系统安全正常运行，降低事故发生率。所述的检测控制系统包括汽包液位计9、水箱液位计2、温度检测器、压力检测器、给水流量计7、强制循环泵母管流量计11、蒸汽流量计。所述的压力检测器可以采用压力表或者压力变送器。
所述的汽包液位计9设置在饱和蒸汽汽包8上，所述的汽包液位计9可以采用就低液位计或者电接点液位计。所述的水箱液位计2设置在缓冲水箱1上。
所述的温度检测器23设置于上升管换热器21的进水口和出水口处，用于测量上升管换热器21进水口和出水口处的介质温度；所述的温度检测器15设置于上升换热器21的烟气出口端，用于测量上升换热管21烟气出口的介质温度，在一定程度上可以避免显热回收系统换热能量的收取导致出口烟气温度降幅过大而造成的易结焦堵塞，同时降低对外部环境的影响；
所述的压力检测器13与饱和蒸汽换热器组12的进水端的饱和蒸汽母管26相连，用于测量强制循环的进水压力；所述的压力检测器14与饱和蒸汽换热器组12的出水端的饱和蒸汽母管26相连，用于测量饱和蒸汽母管26内的饱和蒸汽压力；所述的压力检测器22与饱和蒸汽汽包8相连接，用于测量饱和蒸汽汽包8内的饱和蒸汽压力；所述的压力检测器24与过热蒸汽换热器组19的出口端的过热蒸汽母管25相连，用于测量过热蒸汽母管25内的过热蒸汽压力；
所述的给水流量计7设置于饱和蒸汽汽包8与除氧水箱6之间，用于测量并控制给水泵的流量大小；所述的强制循环泵母管流量计11设置于强制循环泵10与饱和蒸汽换热器组12之间，用于测量并控制强制循环泵10的流量大小；所述的蒸汽流量计16设置于饱和蒸汽汽包8与外界饱和蒸汽管网之间，用于测量饱和蒸汽输出的流量大小并控制调节给水泵的流量大小；所述的蒸汽流量计18设置于过热蒸汽母管25与外界过热蒸汽管网之间，用于测量给水泵的流量大小。
本实用新型的工作原理：水箱液位计2设置在缓冲水箱1上，用于显示缓冲水箱1中水位高度，除氧水泵3设置于缓冲水箱1和除氧器4之间，除氧水泵3将缓冲水箱1中的水经过除氧器4除氧后打进除氧水箱5中，除氧水箱5中的除氧水经过给水泵6和给水流量计7进入到饱和蒸汽汽包8中；除氧水在强制循环泵10的作用下，在饱和蒸汽换热器组12和饱和蒸汽汽包8之间循环，除氧水经过饱和蒸汽换热器组12的热交换后进入到饱和蒸汽汽包8中进行分离，蒸汽从蒸汽出口17流出，其中一路与外界饱和蒸汽管网相连接，供应饱和蒸汽，另一路通过再循环蒸汽管20与过热蒸汽换热器组19的进口相连，过热蒸汽换热器组19的出口与外界过热蒸汽管网相连接，可以供应过热蒸汽，热水和来自补水系统的除氧水在强制循环泵10的作用，继续进行热交换，保证不间断地产生饱和蒸汽和过热蒸汽，回收并予以利用。强制循环泵10至少设置两个，且是并联设置，当其中一个或部分强制循环泵10出现故障，其他的强制循环泵10依旧正常工作，不会影响整个系统的正常运行，且便于强制循环泵10的维修。
本实用新型并不局限于所述的实施例，本领域的技术人员在不脱离本实用新型的精神即公开范围内，仍可作一些修正或改变，故本实用新型的权利保护范围以权利要求书限定的范围为准。
Claims (3)
1.一种焦炉上升管荒煤气显热回收系统，包括换热强制循环系统、补水系统，所述的换热强制循环系统包括饱和蒸汽换热器组（12）、饱和蒸汽汽包（8）、强制循环泵（10），所述的饱和蒸汽换热器组（12）的进水口通过强制循环泵（10）与饱和蒸汽汽包（8）的下降管相连接，所述的饱和蒸汽换热器组（12）的出水口与饱和蒸汽汽包（8）的上升管相连接，其特征在于：
所述的显热回收系统还包括过热蒸汽循环系统，所述的过热蒸汽循环系统包括过热蒸汽换热器组（19）；
所述的强制循环泵（10）为两个且并联设置，所述的饱和蒸汽汽包（8）上的蒸汽出口（17）其中一路与外界饱和蒸汽管网相连接，另一路通过再循环蒸汽管（20）与过热蒸汽换热器组（19）的进口相连，所述的过热蒸汽换热器组（19）的出口与外界过热蒸汽管网相连接；
所述的补水系统包括缓冲水箱（1）、除氧水泵（3）、除氧器（4）、除氧水箱（5）、给水泵（6），所述的除氧水泵（3）设置于缓冲水箱（1）和除氧器（4）之间，所述的除氧器（4）与除氧水箱（5）相连，所述的除氧水箱（5）通过给水泵（6）与饱和蒸汽汽包（8）相连接。
2.根据权利要求1所述的一种焦炉上升管荒煤气显热回收系统，其特征在于：所述的饱和蒸汽换热器组（12）包括若干个上升管换热器(21)，所述的上升管换热器（21）通过单独的管道相互并联后汇入饱和蒸汽母管（26）；所述的过热蒸汽换热器组（19）包括若干个上升管换热器(21)，所述的上升管换热器（21）通过单独的管道相互并联后汇入过热蒸汽母管（25）。
3.根据权利要求2所述的一种焦炉上升管荒煤气显热回收系统，其特征在于：还包括检测控制系统，所述的检测控制系统包括汽包液位计（9）、水箱液位计（2）、温度检测器、压力检测器、给水流量计（7）、强制循环母泵管流量计（11）、蒸汽流量计；
所述的汽包液位计（9）设置在饱和蒸汽汽包（8）上，所述的水箱液位计（2）设置在缓冲水箱（1）上；
所述的温度检测器（23）设置于上升管换热器（21）的进水口和出水口处，所述的温度检测器（15）设置于上升换热器（21）的烟气出口端；
所述的压力检测器（13）与饱和蒸汽换热器组（12）的进水端的饱和蒸汽母管（26）相连，所述的压力检测器（14）与饱和蒸汽换热器组（12）的出水端的饱和蒸汽母管（26）相连，所述的压力检测器（22）与饱和蒸汽汽包（8）相连接，所述的压力检测器（24）与过热蒸汽换热器组（19）的出口端的过热蒸汽母管（25）相连；
所述的给水流量计（7）设置于饱和蒸汽汽包（8）与除氧水箱（5）之间，所述的强制循环泵母管流量计（11）设置于强制循环泵（10）与饱和蒸汽换热器组（12）之间，所述的蒸汽流量计（16）设置于饱和蒸汽汽包（8）与外界饱和蒸汽管网之间，所述的蒸汽流量计（18）设置于过热蒸汽母管（25）与外界过热蒸汽管网之间。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20170509 Address after: 213022 No. 99 Hanjiang West Road, Xinbei District, Jiangsu, Changzhou Patentee after: CHANGZHOU JIANGNAN METALLURGICAL TECHNOLOGY CO.,LTD. Address before: 213125 No. 99 Hanjiang West Road, Xinbei District, Jiangsu, Changzhou Patentee before: Han Pei |
|
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20140917 |