CN206803781U - 一种焦炭生产线的多点位余热回收利用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种焦炭生产线的多点位余热回收利用系统，包括烟囱以及设置在炼焦炉上的多个炉侧吸烟罩、炉顶吸烟罩和排焦吸烟罩，每个所述炉侧吸烟罩、炉顶吸烟罩和排焦吸烟罩均通过支管与一根烟气回收管相连，烟气回收管与烟囱之间设置有余热回收装置，余热回收装置包括余热回收器、汽包、过热器、除氧器、汽轮机和发电机，余热回收器的内部从上到下设置有蒸发器和省煤器，省煤器和蒸发器均与汽包相连，汽包通过管道与过热器相连，过热器通过管道与除氧器相连，除氧器通过管道与汽轮机相连，汽轮机连接有发电机。本系统不仅有效的提高了焦炭生产线上能源的综合利用效率，而且保证了系统运行的稳定性，最终达到了余热利用、节约能源的目的。

Description

一种焦炭生产线的多点位余热回收利用系统

技术领域

本实用新型属于炼焦设备技术领域，具体涉及一种焦炭生产线的多点位余热回收利用系统。

背景技术

焦化厂用于将原煤转换生产成焦炭，原煤在焦炉的炭化室内经过一个结焦周期的高温干馏制成焦炭并产生荒煤气。焦炉是将炼焦煤隔绝空气加热而干馏产生焦炭的大型炉窑，炼焦过程中同时要产生大量的焦炉煤气以及用来加热而燃尽排出的焦炉烟道气，在焦炉输出的热量中，焦炉煤气显热约占36%，出炉红焦显热约占37%，焦炉烟道气带走热量约占17%，炉体表面散热约占10%。焦炉产生的焦炉煤气经过炭化室顶部上升管、桥管汇入集气管，通常在桥管处喷入氨水将650～700℃左右的焦炉煤气冷却到84℃，不仅浪费了大量焦炉煤气显热，也增加了氨水处理量。国内外学者对于焦炉煤气显热的回收经过多年的研究但尚未取得成功，其中一个原因是在炼焦过程中煤气温度在700℃左右，而在出焦、装煤过程中上升管、桥管的温度骤降，对余热回收装置产生周期性的热冲击而导致损坏，甚至导致生产事故。依次，研制开发一种设计合理、容易实施、既能提高焦化厂内余热的综合利用效率，又能保证系统稳定运行的焦炭生产线的多点位余热回收利用系统是客观需要的。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种设计合理、容易实施、既能提高焦化厂内余热的综合利用效率，又能保证系统稳定运行的焦炭生产线的多点位余热回收利用系统。

本实用新型的目的是这样实现的，包括烟囱以及设置在炼焦炉上的多个炉侧吸烟罩、炉顶吸烟罩和排焦吸烟罩，每个所述炉侧吸烟罩、炉顶吸烟罩和排焦吸烟罩均通过支管与一根烟气回收管相连，烟气回收管与烟囱之间设置有余热回收装置，余热回收装置包括余热回收器、汽包、过热器、除氧器、汽轮机和发电机，余热回收器的顶部与烟气回收管相连，余热回收器的内部从上到下设置有蒸发器和省煤器，余热回收器的底部设置有引风机，省煤器的入口通过取水泵与冷水箱相连，出口与汽包的热水进口相连，蒸发器的进口与汽包的热水出口相连，出口与汽包的蒸汽进口相连，汽包的蒸汽出口通过管道与过热器相连，过热器的出口通过管道与除氧器相连，除氧器的出口通过管道与汽轮机相连，汽轮机的出口连接有发电机，汽轮机上通过管道连接有冷凝器，冷凝器通过管道与除氧器相连，除氧器通过循环泵和管道与过热器连通，过热器与汽包之间的管道上设置有第一电磁阀，汽轮机与冷凝器之间的管道上安装有第二电磁阀。

本实用新型具有以下有益效果，通过在炼焦的生产线上设置的多个吸热罩，能够对焦炭生产线上的多点位余热进行回收，回收后的高温烟气进行余热回收室内进行换热，实现了余热回收，通过对余热回收器内蒸发器和省煤器的分层设置，在减少余热回收装置占地面积大的同时，将蒸发器和省煤器设置于余热回收器内，大幅的提高了换热效率，蒸发器产生的蒸汽经过过热器后，产生的高温蒸汽推动汽轮机转动，最终带动发电机进行发电，实现了利用焦化烟气余热进行发电的目的，同时，该系统设置的除氧器有效利用了焦炉烟气余热为除氧器进行加热，减少了汽轮机的抽气量，提高了发电量。本实用新型的设计合理、容易实施，不仅有效的提高了焦炭生产线上能源的综合利用效率，缩短了投资回收器，而且改善了工人和设备的作业环境，减少了烟气的排放量，保证了该余热回收系统运行的稳定性，最终达到了余热利用、节约能源的目的。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为烟气回收管的剖视示意图；

图中:1-炉侧吸烟罩,2-炉顶吸烟罩,3-排焦吸烟罩, 4-引风机,5-余热回收器,6-烟气回收管, 61-耐热管,62-耐火材料,63-耐热板,64-碳钢管,65-导热管,66-挡环,7-省煤器,8-脉冲罐,9-蒸发器,10-空气导管,11-喷嘴,12-过热器, 13-冷凝器,14-除氧器,15-汽轮机,16-发电机,17-汽包,18-冷水箱,19-旁通管,20-列管换热器,21-排烟管,22-烟囱,23-热水箱,24-取水泵，25-第三电磁阀，26-第二电磁阀，27-第一电磁阀。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，但不以任何方式对本实用新型加以限制，基于本实用新型教导所作的任何变更或改进，均属于本实用新型的保护范围。

如图1、图2所示,本实用新型包括烟囱22以及设置在炼焦炉上的多个炉侧吸烟罩1、炉顶吸烟罩2和排焦吸烟罩3，每个所述炉侧吸烟罩1、炉顶吸烟罩2和排焦吸烟罩3均通过支管与一根烟气回收管6相连，所述烟气回收管6与烟囱22之间设置有余热回收装置，所述余热回收装置包括余热回收器5、汽包17、过热器12、除氧器14、汽轮机15和发电机16，所述余热回收器5的顶部与烟气回收管6相连，所述余热回收器5的内部从上到下设置有蒸发器9和省煤器7，所述余热回收器5的底部设置有引风机4，所述省煤器7的入口通过取水泵24与冷水箱18相连，出口与汽包17的热水进口相连，所述蒸发器9的进口与汽包17的热水出口相连，出口与汽包17的蒸汽进口相连，所述汽包17的蒸汽出口通过管道与过热器12相连，所述过热器12的出口通过管道与除氧器14相连，所述除氧器14的出口通过管道与汽轮机15相连，所述汽轮机15的出口连接有发电机16，所述汽轮机15上通过管道连接有冷凝器13，所述冷凝器13通过管道与除氧器14相连，所述除氧器14通过循环泵和管道与过热器12连通，所述过热器12与汽包17之间的管道上设置有第一电磁阀27，所述汽轮机15与冷凝器13之间的管道上安装有第二电磁阀26。

本实用新型的动作原理是：在焦炭的生产线上 ，在焦炉的炉侧、炉顶和熄焦炉的顶部分别设置有炉侧吸烟罩1、炉顶吸烟罩2和排焦吸烟罩3，在焦炉炼焦的过程中，各个工位产生的烟气均通过与吸烟罩连通的支管进入到烟气回收管6内，进入烟气回收管6内的焦炉烟气进过引风机4的吸风作用，进入到余热回收器5内，焦炉烟气在余热回收器5内依次通过蒸发器9和省煤器7，并与其内的介质进行换热，降温后的焦炉烟气通过引风机4流向烟囱22，经过烟囱22排出，而取水泵24将冷水箱18内经过清洁处理后的冷水送至省煤器7，省煤器7内的冷水与焦炉烟气进行热交换变成热水进入汽包17，热水经过汽包17进入蒸发器9，热水在蒸发器9内变成汽水混合物后再次进入汽包17，经由汽包17内的汽水分离装置进行汽水分离，分离出的饱和蒸汽进入过热器12进行再次加热形成过热蒸汽，过热蒸汽为汽轮机15提供动力，汽轮机15运行，从而带动发电机16进行发电，发电后的冷蒸汽进入冷凝器13，被凝结成液态后送入除氧器14，进过除氧器14除氧通过循环泵送入过热器12内重新生成过热蒸汽，汽轮机15和汽包17这两部分的蒸汽量，可以根据现场情况通过第二电磁阀26和第一电磁阀27的开关进行合理切换。

进一步的，所述引风机4的出口通过管道与列管换热器20相连，所述列管换热器20通过排烟管21与烟囱22相连，所述冷水箱18与省煤器7之间的管道上设置有旁通管19，所述旁通管19与列管换热器20的壳程进口相连，所述列管换热器20的壳程出口通过管道与热水箱23相连，所述旁通管19上安装有第三电磁阀25，为了提高余热的利用效率，从余热回收器5排出的低温烟气与从旁通管19引入的冷水在列管换热器20内进行热量交换，经过换热后的低温热水进入热水箱23内存储起来，可以供给洗浴或生活热水使用，而再次换热后的低温烟气经过冷水吸热后通过排烟管21排入烟囱22，再通过烟囱22直接排入大气中。

进一步的，为了避免蒸发器9和省煤器7上积灰，影响换热的效果，所述省煤器7的上方和蒸发器9的上方均设置有脉冲吹灰装置，所述脉冲吹灰装置包括固定安装在余热回收器5外的脉冲罐8和安装在余热回收器5内的与脉冲罐8连通的空气导管10，所述空气导管10上安装有数个喷嘴11，通过空气导管10引入空气，利用喷嘴11处发出的冲击气流将覆盖在蒸发器9和省煤器7上的积灰面进行彻底的清除。

所述烟气回收管6可以采用传热效果较好的不锈钢管，优选地，所述烟气回收管6包括空心的耐热管61和碳钢管64，所述耐热管61与碳钢管64之间通过耐热板63连接，所述耐热管61内在靠近耐热板63的一侧填充有耐火材料62，所述耐火材料62和耐热板63上并列穿装有至少两根与余热回收器5相连的导热管65，所述导热管65与耐热板63之间设置有挡环66，烟气回收管6采用上述的结构，采用低成本的材料就能达到较好的传热效果，且大大的延长了烟气回收管6的使用寿命。

进一步的，所述余热回收器5外依次包覆有保温层和隔热层，是为了能够最大程度的提高余热回收器5的保温效果，进一步的增大蒸发器9和省煤器7的换热效率。

Claims (5)

1.一种焦炭生产线的多点位余热回收利用系统，包括烟囱（22）以及设置在炼焦炉上的多个炉侧吸烟罩（1）、炉顶吸烟罩（2）和排焦吸烟罩（3），每个所述炉侧吸烟罩（1）、炉顶吸烟罩（2）和排焦吸烟罩（3）均通过支管与一根烟气回收管（6）相连，其特征在于：所述烟气回收管（6）与烟囱（22）之间设置有余热回收装置，所述余热回收装置包括余热回收器（5）、汽包（17）、过热器（12）、除氧器（14）、汽轮机（15）和发电机（16），所述余热回收器（5）的顶部与烟气回收管（6）相连，所述余热回收器（5）的内部从上到下设置有蒸发器（9）和省煤器（7），所述余热回收器（5）的底部设置有引风机（4），所述省煤器（7）的入口通过取水泵（24）与冷水箱（18）相连，出口与汽包（17）的热水进口相连，所述蒸发器（9）的进口与汽包（17）的热水出口相连，出口与汽包（17）的蒸汽进口相连，所述汽包（17）的蒸汽出口通过管道与过热器（12）相连，所述过热器（12）的出口通过管道与除氧器（14）相连，所述除氧器（14）的出口通过管道与汽轮机（15）相连，所述汽轮机（15）的出口连接有发电机（16），所述汽轮机（15）上通过管道连接有冷凝器（13），所述冷凝器（13）通过管道与除氧器（14）相连，所述除氧器（14）通过循环泵和管道与过热器（12）连通，所述过热器（12）与汽包（17）之间的管道上设置有第一电磁阀（27），所述汽轮机（15）与冷凝器（13）之间的管道上安装有第二电磁阀（26）。

2.根据权利要求1所述的一种焦炭生产线的多点位余热回收利用系统，其特征在于：所述引风机（4）的出口通过管道与列管换热器（20）相连，所述列管换热器（20）通过排烟管(21)与烟囱（22）相连，所述冷水箱（18）与省煤器（7）之间的管道上设置有旁通管（19），所述旁通管（19）与列管换热器（20）的壳程进口相连，所述列管换热器（20）的壳程出口通过管道与热水箱（23）相连，所述旁通管（19）上安装有第三电磁阀（25）。

3.根据权利要求1所述的一种焦炭生产线的多点位余热回收利用系统，其特征在于：所述省煤器（7）的上方和蒸发器（9）的上方均设置有脉冲吹灰装置，所述脉冲吹灰装置包括固定安装在余热回收器（5）外的脉冲罐（8）和安装在余热回收器（5）内的与脉冲罐（8）连通的空气导管（10），所述空气导管（10）上安装有数个喷嘴（11）。

4.根据权利要求1所述的一种焦炭生产线的多点位余热回收利用系统，其特征在于：所述烟气回收管(6)包括空心的耐热管(61)和碳钢管（64），所述耐热管（61）与碳钢管（64）之间通过耐热板（63）连接，所述耐热管（61）内在靠近耐热板（63）的一侧填充有耐火材料（62），所述耐火材料（62）和耐热板（63）上并列穿装有至少两根与余热回收器（5）相连的导热管（65），所述导热管（65）与耐热板（63）之间设置有挡环（66）。

5.根据权利要求1所述的一种焦炭生产线的多点位余热回收利用系统，其特征在于：所述余热回收器（5）外依次包覆有保温层和隔热层。