CN2769699Y - 造气工艺气冷却热管式蒸汽发生器 - Google Patents

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杨峻
李来所
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Abstract

本实用新型设计了一种采用热管为传热元件，气—汽(水)隔离，可有效地调节与控制管壁温度，避免露点腐蚀现象，并且产生中、低压蒸汽饱和，满足后续生产工艺用汽的热管式蒸汽发生器。该热管式蒸汽发生器包括上升管、下降管、汽包、积灰器，其中若干台热管式蒸汽发生器采用串联布置，热管在蒸汽发生器中的热管倾斜设置，每一根热管冷段均插入相对应的套管中组成若干片通过数根上升管、下降管与汽包相连，其特征在于在工艺气进口处每一根热管上部均布有挡灰装置。

Description

造气工艺气冷却热管式蒸汽发生器
技术领域
本实用新型属以热管为传热元件组成的各种换热及余热回收装置，具体说是一种造气工艺气冷却热管式蒸汽发生器。
背景技术
目前，各中型氮肥厂造气工艺均以煤、焦碳为原料，在煤气发生炉中产生1000℃-700℃高温半水煤气(称工艺气)，经过造气废锅使工艺气温度降低至250℃以下，经后序工艺作为生产氮肥的原料气。这里的造气废锅一般采用列管式换热器，工艺气走管程，汽、水走壳程进行换热，使工艺气温度降低，冷却至所需温度，同时产生0.3MPa以下的低压蒸汽。由于工艺气中含尘量较高，粉尘不断地冲刷，以及换热管自身的露点腐蚀及管子破损，造成大量的水、汽泄漏，进入半水煤气工艺气烟道，严重影响生产及安全性。同时产生的蒸汽压力过低，无法满足后序工艺中生产用蒸汽。
发明内容
本实用新型的目的则是针对上述存在的问题，设计了一种采用热管为传热元件，气—汽(水)隔离，可有效地调节与控制管壁温度，避免露点腐蚀现象，并且产生中、低压饱和蒸汽，满足后序生产工艺用汽的热管式蒸汽发生器。
本实用新型的目的可以通过以下措施来实现：
一种由上升管、下降管、汽包组成的造气工艺气冷却热管式蒸汽发生器，其中若干台热管式蒸汽发生器采用串联布置，热管式蒸汽发生器中的热管倾斜设置，每一根热管冷段均插入相对应的套管中组成若干片通过数根上升管、下降管与汽包相连，其特征在于在工艺气进口处每一根热管上部均布有挡灰装置。
本实用新型的目的还可以通过以下措施来实现：
每一片中的套管均为互通结构；设备底部设有排灰装置。
本实用新型的优点如下：
1、采用热管为传热元件，热管冷段在套管内，此部分产生蒸汽，整个汽水系统的受热及循环完全与工艺气隔离，独立存在于工艺气烟道以外，是一种间接式传热过程。这就使本系统有别于目前使用的一般造气废热锅炉的间壁式传热过程。
2、系统中热管元件间相互独立，工艺气与蒸汽发生区隔离，互不影响，即使单根或数根热管损坏，也不影响系统的正常运行，水、汽也不会由于热管破损而进入工艺气，造成事故。
3、通过对热管传热面积的调整，可以方便地控制管壁温度，有效地避免出现露点腐蚀。
4、采用该装置可以解决以往废锅由于温差应力造成的管板焊点损坏，或粉尘冲刷等原因损坏的换热管。
5、设备中设有挡灰装置和排灰装置，减小对换热管的冲刷和使粉尘沉积于排灰口集中排放。
6、操作简单，维修方便，工作可靠，整个系统的热量输送过程不需要任何外界动力。
工艺气冷却热管式蒸汽发生器有效地解决了以往造气废锅存在的一系列问题，使工艺气降至所需温度，回收的热量又可产生生产用蒸汽，保证了生产的连续性，其结构简单，运行稳定，安全可靠。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图。
图2是图1侧视图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步描述：
本实用新型依次由四台热管式蒸汽发生器2、3、5、6采用U型串联布置，使工艺气温度逐级降低至所需温度。设备中的传热元件是热管9，热管9具有很大的导热能力。它通过管内工作液的流动与相变传递热量，在热管9蒸发段工作液吸收工艺气的热量蒸发而变成蒸汽，蒸汽在一定的压差下由蒸发段向冷凝段流动，传出热量，工作液在重力或毛细力作用下回到蒸发段。这种工作过程是循环往复进行的，因此热量也连续不断地从蒸发段传输到冷凝段，即从热源传输到冷源。由于传输的是潜热，所以热管9可以在极小的温差下传输较多的热量。
本实用新型中热管蒸发段采用高频焊翅片强化传热，高温工艺气由进口1流入将热量传给热管蒸发段外壁，热管外壁通过导热将热量传给热管内部工作液。在蒸发段工作液吸收热量蒸发而变成蒸汽，在一定的压差下向冷凝段流动。在冷凝段蒸汽凝结成液体，放出凝结潜热，通过热管管壁将热量传给套管8内饱和水。饱和水吸收热量产生饱和蒸汽，通过上升管10传输给汽包12，在汽包12内汽水分离，产生工艺用蒸汽，饱和水则由下降管11回到套管8内。这样连续不断地通过吸收、蒸发、传输热量将工艺气温度降至工作所需温度，产生工艺用蒸汽。工艺气中的大量粉尘在进口时首先由挡灰装置7阻挡，降低其流速，减小对换热管的磨损，设备底部设有排灰装置4，可以沉集粉尘，集中排放。

Claims (3)

1、一种由上升管、下降管、汽包组成的造气工艺气冷却热管式蒸汽发生器，其中若干台热管式蒸汽发生器采用串联布置，热管式蒸汽发生器中的热管倾斜设置，每一根热管冷段均插入相对应的套管中组成若干片通过数根上升管、下降管与汽包相连，其特征在于在工艺气进口处每一根热管上部均布有挡灰装置。
2、根据权利要求1所述的造气工艺气冷却热管式蒸汽发生器，其特征在于每一片中的套管均为互通结构。
3、根据权利要求1所述的造气工艺气冷却热管式蒸汽发生器，其特征在于设备底部设有排灰装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102183002A (zh) * 2011-03-21 2011-09-14 昆明理工大学 一种采用套管式热虹吸管高效传热管的有机工质蒸发器
CN102494549A (zh) * 2011-12-26 2012-06-13 唐山市天元化工设备有限公司 一种焦炉上升管荒煤气余热回收利用方法及设备

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