一種焦爐上升管換熱熱能回收裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及焦爐荒煤氣余熱回收技術領域，尤其涉及一種用于頂裝焦爐或搗固焦爐的焦爐上升管換熱熱能回收裝置。
【背景技術】
[0002]焦爐生產過程中會產生大量的高溫荒煤氣，為了實現節能減排，多年來，我國焦化企業在焦爐荒煤氣余熱回收利用方面做了很多努力和嘗試。早期的焦爐上升管換熱熱能回收裝置，主要是通過在上升管外側設置水夾套來完成換熱，采用這種換熱形式在常溫水進入上升管換熱器換熱的過程中，往往會因管壁溫度降低而使高溫荒煤氣中的焦油等成分冷凝下來，粘黏在換熱器內壁上，在高溫焦炭的烘烤過程中，形成半焦或石墨，極大地影響換熱效率，而且不能保證換熱裝置的長期穩定運行。為了解決這個問題，出現了在上升管內壁加設襯磚的結構，(申請號為200710158683.3，申請日為2007年11月30日的中國專利公開的一種“焦爐用上升管換熱裝置”中有相關記載)，能夠保證荒煤氣中的焦油物不冷凝、上升管換熱裝置內壁不發生堵塞現象，但是也大大降低了熱量回收效率。到目前為止，荒煤氣中焦油蒸汽結焦問題仍是困擾并阻礙荒煤氣余熱回收利用的難題，還沒有形成一種安全可靠、換熱效率高、能夠解決結焦問題并易于實現工業生產應用的成熟技術。
【發明內容】
[0003]本實用新型提供了一種焦爐上升管換熱熱能回收裝置，采用兩段式換熱方式，既可以解決荒煤氣中焦油蒸汽結焦問題，同時又可以最大限度回收荒煤氣的熱能，且裝置結構簡單，操作維護方便，有利于在生產中推廣應用。
[0004]為了達到上述目的，本實用新型采用以下技術方案實現:
[0005]一種焦爐上升管換熱熱能回收方法的裝置，包括設在上升管外側的低溫換熱裝置和設在上升管內部的高溫換熱裝置，所述低溫換熱裝置的出水口通過外接管道與高溫換熱裝置的入水口相連通，低溫換熱裝置和高溫換裝裝置的出水口、入水口分別設在上升管的上部和下部，通過法蘭與管道連接。
[0006]所述低溫換熱裝置為水夾套、螺旋管或環形列管中的一種。
[0007]所述高溫換熱裝置為螺旋管或環形列管中的一種。
[0008]所述上升管內壁設有耐火材料襯磚或涂刷耐火材料。
[0009]所述水夾套內設螺旋折流帶。
[0010]與現有技術相比，本實用新型的有益效果是:
[0011]I)采用兩段式換熱方式，低溫換熱過程吸收上升管管壁傳遞的熱量并進行換熱介質自身的預熱，高溫換熱過程最大限度回收荒煤氣的熱能，在此過程中由于換熱介質經過預熱因此不會出現荒煤氣中焦油蒸汽遇冷結焦的問題，從而解決了困擾荒煤氣余熱回收的最大難題；
[0012]2)用于實現本實用新型所述方法的裝置結構簡單，形式多樣，并可根據實際情況選擇最佳方式，應用十分靈活；
[0013]3)本實用新型所述裝置采用的水夾套、螺旋管和列管式換熱結構均為成熟技術，投入低、見效快，操作簡單，維護方便，有利于焦化企業的推廣應用。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型實施例1的主視圖。
[0015]圖2是本實用新型實施例1的俯視圖。
[0016]圖3是本實用新型實施例2的主視圖。
[0017]圖4是本實用新型實施例2的俯視圖。
[0018]圖中:1.上升管本體2.低溫換熱裝置21.低溫換熱裝置進水口 22.低溫換熱裝置出水口 3.高溫換熱裝置 31.高溫換熱裝置進水口 32.高溫換熱裝置出水口
4.耐火材料內襯5.螺旋折流帶
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進一步說明:
[0020]見圖1-圖4，是本實用新型的結構示意圖，本實用新型一種焦爐上升管換熱熱能回收方法的裝置，包括設在上升管外側的低溫換熱裝置和設在上升管內部的高溫換熱裝置，所述低溫換熱裝置的出水口通過外接管道與高溫換熱裝置的入水口相連通，低溫換熱裝置和高溫換裝裝置的出水口、入水口分別設在上升管的上部和下部，通過法蘭與管道連接。
[0021]所述低溫換熱裝置為水夾套、螺旋管或環形列管中的一種。
[0022]所述高溫換熱裝置為螺旋管或環形列管中的一種。
[0023]所述上升管內壁設有耐火材料襯磚或涂刷耐火材料。
[0024]所述水夾套內設螺旋折流帶。
[0025]本實用新型的工作原理是通過低溫換熱裝置將常溫水加熱成高溫水，通過高溫換熱裝置高效回收上升管中荒煤氣的熱能。常溫水換熱時，因上升管管壁設有耐火材料內襯，管壁不容易產生結焦現象，預熱后的高溫水在和荒煤氣換熱時，換熱管上也不容易產生半焦或石墨，通過此方法基本可解決換熱過程中結焦現象。同時，通過兩段式換熱可顯著提高熱能回收效率，達到高效回收焦爐上升管余熱的目的。
[0026]低溫換熱裝置與高溫換熱裝置相連形成兩段式換熱結構，可通過外接管道和動力泵實現循環換熱，低溫換熱裝置的出口水溫根據高溫換熱裝置所需進口水溫和連接管道的長度計算后確定，可通過調節水的流量進行精確設定，并可通過控制系統實現自動控制。低溫換熱裝置的出水口與高溫換熱裝置的入水口相連通的外接管道上，還可以設汽包用以緩沖壓力，均衡溫度。
[0027]以下實施例在以本實用新型技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本實用新型的保護范圍不限于下述的實施例。下述實施例中所用方法如無特別說明均為常規方法。
[0028]【實施例1】
[0029]見圖1-圖2，是本實用新型所述焦爐上升管換熱熱能回收裝置的一種具體結構形式，本實施例中上升管內徑380mm，壁厚6mm，高度3000mm，材料為20#鍋爐鋼，上下口采用法蘭與焦爐設備連接。上升管內壁設碳化硅內襯，厚度40mm。上升管內襯起隔熱保護作用，避免低溫水換熱熱能回收裝置換熱面結石墨或半焦，從而影響換熱效果，也防止出焦時燃燒產生有害氣體影響環境。
[0030]溫換熱裝置采用水夾套，水夾套內徑460mm，壁厚10mm，長度2600mm，材料為20#鍋爐鋼。上升管內的高溫換熱裝置采用螺旋管結構，外徑25mm，壁厚3mm，螺旋圈數40圈，材料為耐熱鋼。水夾套式低溫換熱裝置及螺旋管式高溫換熱裝置的進出水口均設有法蘭，水夾套的進水口與外部輸水管道連接，出水口通過管道與螺旋管的進水口連接，螺旋管的出水口通過管道連接用熱設備。
[0031]上升管本體通過下部法蘭連接荒煤氣導入設備，通過上部法蘭連接荒煤氣導出設備，高溫荒煤氣經過上升管本體時，水夾套式低溫換熱熱裝置中的常溫水吸收從上升管本體管壁傳遞的熱量，出口水溫達到110°c后排出，通過外接管道進入高溫換熱裝置的進水口，進水溫度為107°c，高溫水在螺旋管式高溫換熱熱能裝置中盤旋上升，并與上升管中的焦煤氣充分換熱，換熱后溫度可達300°C以上的熱水送后續用熱設備，換熱降溫后的荒煤氣進入化產回收系統。
[0032]【實施例2】
[0033]見圖3-圖4，是本實用新型所述焦爐上升管換熱熱能回收裝置的另一種具體結構形式，本實施例中上升管內徑380mm，壁厚6mm，高度3000mm，材料為20#鍋爐鋼，上下口采用法蘭與焦爐設備連接。上升管內壁設粘土磚內襯，厚度40mm。溫換熱裝置采用水夾套，水夾套內徑460mm，壁厚10mm，長度2600mm，材料為20#鍋爐鋼。水夾套與上升管外壁之間還設有螺旋折流帶，進一步提高換熱效率。
[0034]上升管內的高溫換熱裝置采用環狀列管式結構，管徑25mm，壁厚3mm，沿上升管周向豎直均布16個，材料為耐熱鋼。水夾套式低溫換熱裝置及列管式高溫換熱裝置的進出水口均設有法蘭，水夾套的進水口與外部輸水管道連接，出水口通過管道與列管的進水口連接，列管的出水口通過管道連接用熱設備。
[0035]上升管本體通過下部法蘭連接荒煤氣導入設備，通過上部法蘭連接荒煤氣導出設備，高溫荒煤氣經過上升管本體時，水夾套式低溫換熱熱裝置中的常溫水吸收從上升管本體管壁傳遞的熱量，出口水溫達到120°C后排出，通過外接管道進入高溫換熱裝置的進水口，進水溫度為116°C，高溫水在環狀列管式高溫換熱熱能裝置中與上升管中的焦煤氣充分換熱，換熱后溫度可達300°C以上的熱水送后續用熱設備，換熱降溫后的荒煤氣進入化產回收系統。
【主權項】
1.一種焦爐上升管換熱熱能回收裝置，其特征在于，包括設在上升管外側的低溫換熱裝置和設在上升管內部的高溫換熱裝置，所述低溫換熱裝置的出水口通過外接管道與高溫換熱裝置的入水口相連通，低溫換熱裝置和高溫換裝裝置的出水口、入水口分別設在上升管的上部和下部，并通過法蘭與管道連接。
2.根據權利要求1所述的一種焦爐上升管換熱熱能回收裝置，其特征在于，所述低溫換熱裝置為水夾套、螺旋管或環形列管中的一種。
3.根據權利要求1所述的一種焦爐上升管換熱熱能回收裝置，其特征在于，所述高溫換熱裝置為螺旋管或環形列管中的一種。
4.根據權利要求1所述的一種焦爐上升管換熱熱能回收裝置，其特征在于，所述上升管內壁設有耐火材料襯磚或涂刷耐火材料。
5.根據權利要求2所述的一種焦爐上升管換熱熱能回收裝置，其特征在于，所述水夾套內設螺旋折流帶。
【專利摘要】本實用新型涉及一種焦爐上升管換熱熱能回收裝置，包括設在上升管外側的低溫換熱裝置和設在上升管內部的高溫換熱裝置，所述低溫換熱裝置的出水口通過外接管道與高溫換熱裝置的入水口相連通，低溫換熱裝置和高溫換裝裝置的出水口、入水口分別設在上升管的上部和下部，通過法蘭與管道連接。與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：1)采用兩段式換熱方式，低溫換熱過程吸收上升管管壁傳遞的熱量并進行換熱介質自身的預熱，高溫換熱過程最大限度回收荒煤氣的熱能，既解決了荒煤氣中焦油蒸汽結焦問題，又可以最大限度回收荒煤氣的熱能；2)裝置結構簡單，形式多樣，應用靈活；3)設備投入低、見效快，操作簡單，維護方便。
【IPC分類】F28D7-00, C10B27-00, F28F1-00
【公開號】CN204509192
【申請號】CN201520115255
【發明人】劉洪艷, 白宏偉, 張德慶, 盧占剛
【申請人】鞍山拜爾自控有限公司
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年2月25日