CN207047151U - 一种焦炉上升管高效导热余热回收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种焦炉上升管高效导热余热回收系统，属于余热回收技术领域，涉及焦炉上升管余热回收，解决现有上升管余热回收存在的施工清理难度大、使用寿命短、系统运行不稳定的问题。一种焦炉上升管高效导热余热回收系统，包括导热油换热器上升管，所述的导热油换热器上升管包括安装在外壳内的套筒和导热油换热器；其中所述的导热油换热器安装在套筒和外壳之间，所述的套筒为通过翅片固定连接的内筒和外筒，内筒和外筒之间形成夹层空腔。本实用新型运行安全可靠，具有抗干烧能力，可对上升管的余热进行有效的回收利用，实现了节能利用。

Description

一种焦炉上升管高效导热余热回收系统

技术领域

本实用新型属于余热回收技术领域，涉及焦炉上升管余热回收，具体涉及一种焦炉上升管高效导热余热回收系统。

背景技术

炼焦生产中，从焦炉炭化室出来进入上升管的荒煤气约700～800℃，所产生的热量约占焦炉可利用总热量的36%，这部分巨大的热量，多年来未曾被重视和利用，很多焦化企业一般采用在桥管内氨水喷洒的方式将荒煤气温度降到85℃以下，大量的余热资源无法得到利用，造成能源的极大浪费。

虽然有些企业采用内置式螺旋管余热回收换热器、内置式热管换热技术、半管绕带式换热器等结构，但由于经常出现换热面漏水、爆管等问题，均不能长期稳定运行，严重时甚至还会导致整个汽包里的水漏入炭化室，造成安全事故。具体来讲，现有的回收方法存在以下缺点：（1）上升管采用内置式绕带换热器，其换热器直接与荒煤气进行交换传热，使用环境恶略、人工清理石磨的机械碰撞严重、施工难度大，换热管极容易爆管或开裂，使用寿命短；（2）水夹套与上升管之间布置热管吸热，热交换系数低，且在焦炉上形成多个压力容器，增加管理难度和管理成本；（3）水夹套内容易产生灰尘堵塞，清理难度大，热管破坏率高，不易维修。

为了解决现有技术存在的上述缺陷，本实用新型提供了一种一种焦炉上升管高效导热余热回收系统。

发明内容

本实用新型是为了解决现有上升管余热回收存在的施工清理难度大、使用寿命短、系统运行不稳定的问题，而提供了一种焦炉上升管高效导热余热回收系统及工艺。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种焦炉上升管高效导热余热回收系统，包括导热油换热器上升管，所述的导热油换热器上升管包括安装在外壳内的套筒和导热油换热器；其中所述的导热油换热器安装在套筒和外壳之间，所述的套筒为通过翅片固定连接的内筒和外筒，内筒和外筒之间形成夹层空腔。

进一步地，所述的导热油换热器由两组对称安装在外壳与套筒之间的半环形的导热油换热器组成，每组导热油换热器由上半环形联箱、下半环形联箱、内夹层、外夹层和至少2根列管组成，列管间隔均匀固定在由上半环形联箱、下半环形联箱、内夹层和外夹层之间的空腔内，其中所述的上半环形联箱上开设出油口、下半环形联箱上开设进油口。

所述的导热油换热器也可以是螺旋盘管一体式导热油换热器，套装在套筒和外壳之间。

所述的外壳为圆筒状结构，由两个半圆形筒体相对扣装而成，在两个半圆形筒体的两端均安装半圆形法兰盘，两半圆形筒体用法兰连接，便于检修拆卸，取出夹套中的半环形换热器。

所述的套筒、外壳均为耐热不锈钢结构，内筒和外筒之间形成夹层空腔内填充耐高温、导热性好的内衬砖，其中空腔内的所焊接有多个条形翅片，起作用是增加导热面积，加大导热速率，起到支撑高导热内衬转的作用，保护内壁筒不受荒煤气的冲刷；翅片之间填充耐高温、导热性好的内衬砖，内衬转由导热良好、耐高温的非金属材料制成，镶衬在套筒内，起到高效导热的作用。

所述的导热油换热器的内夹套内填充固体导热材料，所述的固体导热材料为质量比为4：4：2的铁精粉、石墨粉、三氧化二铝粉，即本系统导热油换热器上升管为一种气-固-液换热方式的余热回收系统。

还包括导热油循环系统，所述的导热油循环系统包括储油罐、供油泵、输送管路、过热器、换热器，其中储油罐通过设有供油泵的输送管路与导热油换热器式上升管的进油口连通，出油口通过输送管路连通过热器和换热器，所述的过热器和换热器通过输送管路与储油罐连通，形成闭路循环系统。

还包括汽包，所述的换热器为油水换热器，所述的汽包通过上升管和下降管与油水换热器连接，具体安装时，将油水换热器外壳体上部与软化水汽包由上升管和下降管相连接，高温导热油通过换热器内列管运行，与列管外运行的软化水进行热交换，不断产生蒸汽，导热油温度降低后重复循环利用，换热器上部与软化水汽包相连接，软化水自除氧器除氧后进入汽包内，汽包内不断产生的蒸汽连续不断的外送。

本实用新型通过气-固-液的换热方式吸收套筒内荒煤气的热量，并且传导给列管内的导热油，导热油吸收热量后，将热量带出上升管以外，再与油水换热器交换热量，水加热后产生蒸汽，油降温后继续循环使用，产生的蒸汽不断输出，用于化产工艺系统中的蒸氨工段、脱苯工段等，或者用于发电。其中换热时，上升管夹套内的半环形换热器内导热油吸收热量后，由出油口连接输送管路，输送至地面站油水换热系统，依次连接有蒸汽过热器、油水换热器、导热油输送泵等，形成一套完整的油路循环系统，其中当导热油进入油水换热器，油水换热器与汽包相连，油水换热器位于汽包的下方，汽包软化水管路的上升管和下降管与油水换热器的外壳相连，而油水换热器的两端封头与导热油输送泵的进口管路串联，且在实施时，并列安装多个油水换热器和汽包，与导热油输送泵的进口管路并列连接，可以起到相互切换使用。

与现有技术相比，本实用新型具有以下特点：

（1）采用导热油作为传热工质，在高温上升管内进行余热回收，导热油在换热器内吸热过程中不产生汽化，不产生相变，不会造成余热回收换热器的高压工作状态，安全可靠；

（2）采用耐热不锈钢制作而成，能够经受高温环境，具有抗干烧能力；

（3）可对上升管的余热进行有效的回收利用，以年产100万吨焦炉为例，每年可生产0.8MPa-2.5 MPa、温度250℃的蒸汽约12万吨，产生经济效益约1200万元/年，实现了节能利用。

附图说明

图1为本实用新型的系统运行图；

图2为导热油换热器上升管的结构示意图；

图3为导热油换热器上升管的剖视图；

图中：1-导热油换热器上升管、2-套筒、3-外壳、4-出油口、5-进油口、6-输送管路、7-过热器、8-油水换热器、9-汽包、10-导热油循环泵、11-列管、12-翅片、13-内衬转、14-导热固体粉末。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图2、3所示的一种焦炉上升管高效导热余热回收系统，包括导热油换热器上升管1，所述的导热油换热器上升管1包括安装在外壳3内的套筒2和导热油换热器；其中所述的导热油换热器安装在套筒2和外壳3之间，所述的套筒2为通过翅片12固定连接的内筒和外筒，内筒和外筒之间形成夹层空腔。

其中导热油换热器由两组对称安装在外壳3与套筒2之间的半环形的导热油换热器组成，每组导热油换热器由上半环形联箱、下半环形联箱、内夹层、外夹层和至少2根列管11组成，列管11间隔均匀固定在由上半环形联箱、下半环形联箱、内夹层和外夹层之间的空腔内，其中所述的上半环形联箱上开设出油口4、下半环形联箱上开设进油口5；（此外，设计时，导热油换热器也可以是螺旋盘管一体式导热油换热器，套装在套筒2和外壳3之间）。

外壳3为圆筒状结构，由两个半圆形筒体相对扣装而成，在两个半圆形筒体的两端均安装半圆形法兰盘，两半圆形筒体用法兰连接，便于检修拆卸，取出夹套中的半环形换热器。

套筒2、外壳3均为耐热不锈钢结构，内筒和外筒之间形成夹层空腔内填充耐高温、导热性好的内衬砖13，其中空腔内的所焊接有多个条形翅片12；所述的导热油换热器的内夹套内填充固体导热材料14，所述的固体导热材料为质量比为4：4：2的铁精粉、石墨粉、三氧化二铝粉。

如图1所示，还还包括导热油循环系统，所述的导热油循环系统包括储油罐、供油泵、输送管路6、过热器7、换热器8，其中储油罐通过设有供油泵的输送管路6与导热油换热器式上升管的进油口5连通，出油口4通过输送管路6连接过热器7和换热器8，所述的过热器7和换热器8通过输送管路与储油罐连通，形成闭路循环系统，包括汽包9，所述的换热器8为油水换热器，所述的汽包9通过上升管和下降管与油水换热器8连接。运行时，通过气-固-液的换热方式吸收套筒内荒煤气的热量，并且传导给列管11内的导热油，导热油吸收热量后，将热量带出上升管以外，再与油水换热器8交换热量，水加热后产生蒸汽，油降温后继续循环使用，产生的蒸汽不断输出，用于化产工艺系统中的蒸氨工段、脱苯工段等，或者用于发电，其中上升管夹套内的半环形换热器内导热油吸收热量后，由出油口4连接输送管路，输送至地面站油水换热系统，依次连接有蒸汽过热器、油水换热器、导热油输送泵等，形成一套完整的油路循环系统，其中当导热油进入油水换热器，油水换热器与汽包相连，油水换热器位于汽包的下方，汽包软化水管路的上升管和下降管与油水换热器的外壳相连，而油水换热器的两端封头与导热油输送泵的进口管路串联，且在实施时，并列安装多个油水换热器和汽包，与导热油输送泵的进口管路并列连接，可以起到相互切换使用。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种焦炉上升管高效导热余热回收系统，其特征在于，包括导热油换热器上升管，所述的导热油换热器上升管包括安装在外壳内的套筒和导热油换热器；其中所述的导热油换热器安装在套筒和外壳之间，所述的套筒为通过翅片固定连接的内筒和外筒，内筒和外筒之间形成夹层空腔。

2.根据权利要求1所述的焦炉上升管高效导热余热回收系统，其特征在于，所述的导热油换热器由两组对称安装在外壳与套筒之间的半环形的导热油换热器组成，每组导热油换热器由上半环形联箱、下半环形联箱、内夹层、外夹层和至少2根列管组成，列管间隔均匀固定在由上半环形联箱、下半环形联箱、内夹层和外夹层之间的空腔内，其中所述的上半环形联箱上开设出油口、下半环形联箱上开设进油口。

3.根据权利要求1或2所述的焦炉上升管高效导热余热回收系统，其特征在于，所述的导热油换热器是螺旋盘管一体式导热油换热器，套装在套筒和外壳之间。

4.根据权利要求1或2所述的焦炉上升管高效导热余热回收系统，其特征在于，所述的外壳为圆筒状结构，由两个半圆形筒体相对扣装而成，在两个半圆形筒体的两端均安装半圆形法兰盘。

5.根据权利要求1或2所述的焦炉上升管高效导热余热回收系统，其特征在于，所述的套筒为耐热不锈钢结构，内筒和外筒之间形成夹层空腔内填充耐高温、导热性好的内衬砖。

6.根据权利要求2所述的焦炉上升管高效导热余热回收系统，其特征在于，所述的导热油换热器的内夹套内填充固体导热材料。

7.根据权利要求1或2所述的焦炉上升管高效导热余热回收系统，其特征在于，还包括导热油循环系统，所述的导热油循环系统包括储油罐、供油泵、输送管路、过热器、换热器，其中储油罐通过设有供油泵的输送管路与导热油换热器式上升管的进油口连通，出油口通过输送管路连通过热器和换热器，所述的过热器和换热器通过输送管路与储油罐连通，形成闭路循环系统。

8.根据权利要求1或2所述的焦炉上升管高效导热余热回收系统，其特征在于，还包括汽包，所述的换热器为油水换热器，所述的汽包通过上升管和下降管与油水换热器连接。