CN208254250U - 一种焦炉余热联合回收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种焦炉余热联合回收系统，包括显热回收系统以及潜热回收系统；所述的显热回收系统包括汽包、除氧器、第一补水箱以及多个上升管换热器，所述的多个上升管换热器分别安装在焦炉的多个荒煤气出口上，多个上升管换热器采用并联的方式连接至汽包；所述的第一补水箱通过除氧水泵连接至除氧器，除氧器通过第一补水泵连接至汽包，汽包的蒸汽出口连接至蒸汽管网；所述的潜热回收系统包括制冷机组、冷却塔、热力站以及与焦炉连接的煤气初冷器，煤气初冷器的上段分别与热力站以及制冷机组连接，煤气初冷器的下段与制冷机组连接，制冷机组与冷却塔连接；本系统可同时回收焦炉荒煤气显热和潜热，以使荒煤气余热能达到更充分的利用。

Description

一种焦炉余热联合回收系统

技术领域

本实用新型涉及一种余热回收系统，具体涉及一种利用焦炉荒煤气显热及潜热生产蒸汽和热水的余热联合回收系统。

背景技术

焦化行业属于高能耗行业，对于低品位余热的浪费比较严重。在焦化行业的常规型焦炉中，焦炉荒煤气温度一般在600～800℃，一般采用循环氨水进行喷洒冷却至80～85℃，再经过初冷器进一步降温至21～35℃。在此过程中，焦炉荒煤气的显热和潜热均未得到有效利用，造成了能量的大量浪费。近年来已经出现了比较成熟的焦炉上升管余热回收装置，可有效回收荒煤气显热，但运行过程中还存在一些问题。另外，也有成功利用初冷器余热生产热水的案例，但仅用来进行冬季采暖。而且在进行上升管余热回收改造或初冷器余热回收改造的过程中没有注意到对显热回收与潜热回收的相互影响，导致进行上升管余热回收后，初冷器偏离原有设计工况，余热回收装置回收装置运行不稳定等问题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种焦炉余热联合回收系统，该系统用以同时回收焦炉荒煤气显热和潜热，解决焦炉荒煤气显热及潜热回收中的相互矛盾，相互制约的问题；此外通过潜热的回收，实现了热能梯级利用，能量就地利用的目的。

为了实现上述任务，本实用新型采用以下技术方案：

一种焦炉余热联合回收系统，包括显热回收系统以及潜热回收系统；

所述的显热回收系统包括汽包、除氧器、第一补水箱以及多个上升管换热器，所述的多个上升管换热器分别安装在焦炉的多个荒煤气出口上，多个上升管换热器采用并联的方式连接至汽包；所述的第一补水箱通过除氧水泵连接至除氧器，除氧器通过第一补水泵连接至汽包，汽包的蒸汽出口连接至蒸汽管网；

所述的潜热回收系统包括制冷机组、冷却塔、热力站以及与焦炉荒煤气集气管道连接的煤气初冷器，煤气初冷器的上段分别与热力站以及制冷机组连接，煤气初冷器的下段与制冷机组连接，制冷机组与冷却塔连接。

进一步地，所述的多个上升管换热器的进水口分别通过第一进水管共同连接至进水总管，进水总管连接至汽包的下降管；所述的多个上升管换热器的出水口分别通过第一出水管连接至出水总管，出水总管连接至汽包的上升管。

进一步地，所述的出水总管上安装有换热循环水泵。

进一步地，所述的每个上升管换热器的荒煤气出口处安装有温度计，第一进水管上安装有电动调节阀。

进一步地，所述的显热回收系统还包括定期排污扩容器以及连续排污扩容器，定期排污扩容器、连续排污扩容器分别连接在汽包不同的排污口上。

进一步地，所述的制冷机组采用热水型溴化锂机组。

进一步地，所述的煤气初冷器的上段的进口、出口分别连接至所述热水型溴化锂机组的热水循环系统的出口、进口，所述的煤气初冷器的下段的进口、出口分别连接至热水型溴化锂机组的冷冻水出口、进口。

进一步地，所述的热水型溴化锂机组的冷却水进口、出口分别通过冷却水进水管、冷却水出水管连接至所述冷却塔，所述的冷却水出水管上安装有冷却水循环泵。

进一步地，所述的潜热回收系统还包括第二补水箱，第二补水箱通过第二补水泵连接热水型溴化锂机组以及煤气初冷器的下段。

进一步地，所述的热力站包括第三补水箱，第三补水箱通过第三补水泵连接热水型溴化锂机组以及煤气初冷器的上段。

进一步地，所述的制冷机组设置两组，包括所述的热水型溴化锂机组以及与热水型溴化锂机组并行设置的作为备用的蒸汽型溴化锂机组。

进一步地，所述的第二出水管、第三出水管上均安装有流量计。

本实用新型具有以下技术特点：

1.本实用新型可在保证焦炉长期、安全、稳定地连续生产的同时，连续回收荒煤气显热及潜热。

2.本实用新型在每个上升管换热器进水口安装有电动调节阀，这种方式可有效避免烟气温度波动带来的换热效率下降、换热器内部结焦等问题。

3.本实用新型对初冷器余热改造充分考虑了由于上升管余热回收导致的荒煤气温度下降的情况，可有效提高余热回收效果，降低投资。

4.本实用新型的系统运行稳定，自动化程度高，大多设备可实现无人值守，不需要单独配备操作人员。

附图说明

图1为本实用新型中显热回收系统的结构原理图；

图2为本实用新型中潜热回收系统的结构原理图；

图中标号代表：1—上升管换热器，2—汽包，3—第一补水泵，4—除氧器， 5—除氧水泵，6—第一补水箱，7—电动调节阀，8—换热循环水泵，9—定期排污扩容器，10—连续排污扩容器，11—进水总管，12—温度计，13—出水总管， 14—上段，15—中段，16—下段，17—第三补水泵，18—第三补水箱，19—热水循环泵，20—热水型溴化锂机组，21—蒸汽型溴化锂机组，22—冷却水循环泵， 23—冷却塔，24—流量计，25—冷冻水循环泵，26—第二补水泵，27—第二补水箱，28—第二出水管，29—第二进水管，30—第三出水管，31—第三进水管。

具体实施方式

本实用新型公开了一种焦炉余热联合回收系统，如图1和图2所示，包括显热回收系统以及潜热回收系统；

所述的显热回收系统包括汽包2、除氧器4、第一补水箱6以及多个上升管换热器1，所述的多个上升管换热器1分别安装在焦炉的多个荒煤气出口上，例如，在一个荒煤气出口上安装一个上升管换热器1，用以替换原有焦炉的上升管；所述的多个上升管换热器1采用并联的方式连接至汽包2；所述的第一补水箱6 通过除氧水泵5连接至除氧器4的进水口，除氧器4的出水口通过第一补水泵3 连接至汽包2的进水口，汽包2的蒸汽出口连接至蒸汽管网。

具体地，所述的多个上升管换热器1的进水口分别通过第一进水管共同连接至一根进水总管11，进水总管11连接至汽包2的下降管；所述的多个上升管换热器1的出水口分别通过第一出水管连接至出水总管13，出水总管13连接至汽包2的上升管；所述的出水总管13上安装有换热循环水泵8，用于为上升管换热器1和汽包2之间的水循环提供动力。

在每个上升管换热器1进水口连接的第一进水管上均安装有一个电动调节阀7，每个上升管换热器1的荒煤气出口(即荒煤气从上升管换热器1排出的口) 处均安装有温度计12，通过温度计12监控荒煤气的温度；电动调节阀7用于调节第一进水管内的流量，同时在某一上升管换热器1故障时可通过远程控制将该换热器1切出系统。通过电动调节阀7和温度计12的设置，可实现上升管换热器1内的给水流量控制，从而来控制荒煤气出口的温度，取得最佳的换热效果；采用这种方式可有效地避免烟气温度波动带来的换热效率下降、上升管换热器1 内部结焦等问题；

所述的显热回收系统还包括定期排污扩容器9以及连续排污扩容器10，定期排污扩容器9、连续排污扩容器10分别连接在汽包2不同的排污口上，通过排污起到维持汽包2内水质及提高产出蒸汽品质的作用；其中，连续排污扩容器 10还与所述的除氧器4连接。

所述的显热回收系统的工作过程为：

给水经过除氧器4除氧后进入汽包2内，汽包2内的给水经下降管后分流成若干分支分别流经每个上升管换热器1内换热通道，给水在换热通道内被加热获得的汽水混合物被送回汽包2内，汽水混合物在汽包2内汽水分离，经汽包2 内汽水分离装置分离出来的蒸汽排出汽包2通过蒸汽管网送往用户端。

所述的潜热回收系统包括制冷机组、冷却塔23、热力站以及与焦炉荒煤气集气管道连接的煤气初冷器，煤气初冷器的上段14分别与热力站以及制冷机组连接，煤气初冷器的下段16与制冷机组连接，制冷机组与冷却塔23连接。

煤气初冷器包括上段14、中段15和下段16，高温荒煤气顺序通过上段14、中段15和下段16。

如图2所示，所述的煤气初冷器的上段14的进口、出口分别连接至所述热水型溴化锂机组20的热水循环系统的出口、进口，所述的煤气初冷器的下段16 的进口、出口分别连接至热水型溴化锂机组20的冷冻水出口、进口。

具体地，煤气初冷器上段14的进口、出口上分别连接第二进水管29、第二出水管28，第二出水管28一方面连接热力站，在热力站中，第二出水管28将热水供给给供暖系统，以供采暖用户使用；第二进水管29则连接供暖系统的回水端，构成供暖循环。另外，在第二进水管29上安装有热水循环泵19，为热水循环提供动力。

在另一方面，第二出水管28还连接至制冷机组，本方案中制冷机组采用热水型溴化锂机组20，第二出水管28、第二进水管29分别与热水型溴化锂机组 20的热水循环系统的进口、出口，相当于热水型溴化锂机组20与供暖系统并行设置。热水型溴化锂机组20主要使用上段14高温水作为驱动热源，进行初冷器下段16的冷水制取或用于动机采暖。

煤气初冷器下段16的进口、出口上分别连接第三进水管31、第三出水管30，其中第三出水管30连接热水型溴化锂机组20的冷冻水出口，第三进水管31连接热水型溴化锂机组20的冷冻水出口，在第三进水管31上安装有冷冻水循环泵 25。

所述的热力站包括第三补水箱18，第三补水箱18通过第三补水泵17连接热水型溴化锂机组20及煤气初冷器的上段14；具体地，第三补水泵17连接通过所述的第二进水管29连接热水型溴化锂机组20及煤气初冷器的上段14，以向供水循环中补水。

所述的热水型溴化锂机组20的冷却水进口、出口分别通过冷却水进水管、冷却水出水管连接至所述冷却塔23的出水口、进水口，所述的冷却水出水管上安装有冷却水循环泵22，为冷却水循环提供动力。

所述的潜热回收系统还包括第二补水箱27，第二补水箱27通过第二补水泵 26连接热水型溴化锂机组20以及煤气初冷器的下段16；具体地，第二补水泵 26分别连接所述的冷却水进水管以及第三进水管31。

进一步地，所述的第二出水管28、第三出水管30上均安装有流量计24。

作为优选，所述的制冷机组设置两组，包括所述的热水型溴化锂机组20以及与热水型溴化锂机组20并行设置的作为备用的蒸汽型溴化锂机组21。

在夏季时，将煤气初冷器上段14产生的余热水直接引入热水型溴化锂制冷机组的热水循环系统，作为驱动热源制取低温冷冻水，用于下段16降温。主要工艺流程为：将初冷器上段14循环水出水引至热水型溴化锂制冷机组，驱动机组生产低温水，上段14循环水从热水型溴化锂制冷机组出来后，返回高温冷却段，继续冷却高温荒煤气，循环使用。热水型溴化锂制冷机组生产的低温水通往煤气初冷器下段16，冷却煤气后返回热水型溴化锂制冷机组，由热水型溴化锂制冷机组降温后达到要求返回煤气初冷器下段16循环使用。

在冬季时，通过改变初冷器上段14外部管路流程，实现对外供暖。主要工艺流程为：将供暖系统的水回水引至初冷器上段14循环水管路，接受来自荒煤气的热量，温度升高，采暖水从初冷器上段14出来后，抵达供暖系统进行放热，为用户供暖，温度在此得到释放和降低。同时蒸汽型溴化锂机组21作为补充，以满足工况变动的需求。

Claims (10)

1.一种焦炉余热联合回收系统，其特征在于，包括显热回收系统以及潜热回收系统；

所述的显热回收系统包括汽包(2)、除氧器(4)、第一补水箱(6)以及多个上升管换热器(1)，所述的多个上升管换热器(1)分别安装在焦炉的多个荒煤气出口上，多个上升管换热器(1)采用并联的方式连接至汽包(2)；所述的第一补水箱(6)通过除氧水泵(5)连接至除氧器(4)，除氧器(4)通过第一补水泵(3)连接至汽包(2)，汽包(2)的蒸汽出口连接至蒸汽管网；

所述的潜热回收系统包括制冷机组、冷却塔(23)、热力站以及与焦炉荒煤气集气管道连接的煤气初冷器，煤气初冷器的上段(14)分别与热力站以及制冷机组连接，煤气初冷器的下段(16)与制冷机组连接，制冷机组与冷却塔(23)连接。

2.如权利要求1所述的焦炉余热联合回收系统，其特征在于，所述的多个上升管换热器(1)的进水口分别通过第一进水管共同连接至进水总管(11)，进水总管(11)连接至汽包(2)的下降管；所述的多个上升管换热器(1)的出水口分别通过第一出水管连接至出水总管(13)，出水总管(13)连接至汽包(2)的上升管。

3.如权利要求1所述的焦炉余热联合回收系统，其特征在于，所述的上升管换热器(1)的荒煤气出口处安装有温度计(12)，第一进水管上安装有电动调节阀(7)。

4.如权利要求1所述的焦炉余热联合回收系统，其特征在于，所述的显热回收系统还包括定期排污扩容器(9)以及连续排污扩容器(10)，定期排污扩容器(9)、连续排污扩容器(10)分别连接在汽包(2)不同的排污口上。

5.如权利要求1所述的焦炉余热联合回收系统，其特征在于，所述的制冷机组采用热水型溴化锂机组(20)。

6.如权利要求5所述的焦炉余热联合回收系统，其特征在于，所述的煤气初冷器的上段(14)的进口、出口分别连接至所述热水型溴化锂机组(20)的热水循环系统的出口、进口，所述的煤气初冷器的下段(16)的进口、出口分别连接至热水型溴化锂机组(20)的冷冻水出口、进口。

7.如权利要求5所述的焦炉余热联合回收系统，其特征在于，所述的热水型溴化锂机组(20)的冷却水进口、出口分别通过冷却水进水管、冷却水出水管连接至所述冷却塔(23)，所述的冷却水出水管上安装有冷却水循环泵(22)。

8.如权利要求5所述的焦炉余热联合回收系统，其特征在于，所述的潜热回收系统还包括第二补水箱(27)，第二补水箱(27)通过第二补水泵(26)连接热水型溴化锂机组(20)以及煤气初冷器的下段(16)。

9.如权利要求5所述的焦炉余热联合回收系统，其特征在于，所述的热力站包括第三补水箱(18)，第三补水箱(18)通过第三补水泵(17)连接热水型溴化锂机组(20)以及煤气初冷器的上段(14)。

10.如权利要求5所述的焦炉余热联合回收系统，其特征在于，所述的制冷机组设置两组，包括所述的热水型溴化锂机组(20)以及与热水型溴化锂机组(20)并行设置的作为备用的蒸汽型溴化锂机组(21)。