利用换热介质间接换热焦炉荒煤气换热器的制作方法

本实用新型涉及一种利用换热介质间接换热焦炉荒煤气换热器。

背景技术：

焦炉荒煤气余热回收的难点在于焦炉上升管换热器，文献中有大量关于焦炉上升管换热器的报道，突出的问题是结焦、腐蚀，以及换热器损坏后不能及时发现。焦炉上升管换热器的结构形式有夹套式、盘管式、热管式等，当换热器壁面与荒煤气直接接触，一旦发生泄漏，会给焦炉安全生产带来隐患。但通常由于单根焦炉上升管换热量不大，并且结焦过程又是变化的过程，通过直接对换热介质参数进行监控来判断换热器状况具有很大难度。通常的做法是利用耐腐蚀、耐高温的金属材料作为与荒煤气侧直接接触换热面，并通过喷涂耐腐蚀涂料来加强换热器的寿命，但该做法会大大提高换热器的造价，由于换热器其他组件破坏造成整个换热器报废，会造成极大的经济损失。

检测焦炉上升管换热器是否发生泄漏是其安全工作的重要保障，在复杂、恶劣的高温荒煤气环境中直接检测换热管泄露存在较大的技术困难，检索发现，中国专利号CN205024150 U《一种焦炉荒煤气上升管工作状态监测系统》通过利用安装在拦焦车上的红外测温仪和测距仪来检测焦炉上升管的工作状态，当上升管更换为换热器后，由于焦化过程的不稳定性，和吸热介质的存在，测得的温度场必然存在很大偏差，而且需要测温装置沿着焦炉上升管换热器周向旋转，才能对整个焦炉上升管换热器给出客观评价，必然给测量带来很多困难；另外，拦焦车在运动过程中必然存在时间间隙，不能及时发现损坏的换热器。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型提供一种监测上升管换热器是否发生泄漏的利用换热介质间接换热焦炉荒煤气换热器。

为达到上述目的，本实用新型利用换热介质间接换热焦炉荒煤气换热器，包括由外向内依次设置的外壳、中间壳和内壳；

所述中间壳与所述内壳围成第一空腔，所述中间壳与外壳或者中间壳、外壳和内壳围成第二空腔；

所述第一空腔通过管道与一容器连通，所述容器的顶部高于所述第一空腔的顶部，所述容器上设置有一液位计；所述第二空腔上设置有一液位计；

所述第一空腔内设置有换热管，所述换热管的入口和出口穿出中间壳和外壳并与中间壳和外壳密封连接。

进一步地，所述中间壳的上下边缘与所述内壳密封连接，所述内、外壳的下边缘与下法兰密封连接，所述内壳的上边缘与上法兰密封连接，所述外壳的上边缘与所述上法兰连接；

或者，所述外壳、中间壳和内壳的下边缘均与下法兰密封连接，所述中间壳和内壳的上边缘与上法兰密封连接，所述外壳的上边缘与上法兰连接。

进一步地，所述外壳的内表面设置有保温层，所述保温层与所述中间壳之间间隔设置。

进一步地，所述内壳的换热介质侧表面设置有翅片或翅针。

进一步地，所述换热管外表面设置有翅片或翅针。

进一步地，用于连通第一密封腔体和容器的管道与中间壳密封连接，所述管道与外壳滑动连接。

进一步地，所述保温层与所述中间壳之间的间隙为2～8mm。

本实用新型利用换热介质间接换热焦炉荒煤气换热器通过液态换热介质进行间接热交换，通过监控液态换热介质液位变化可以及时发现换热器的工作状态，当泄露发生时，及时发现泄露出现的可能位置；

本实用新型利用换热介质间接换热焦炉荒煤气换热器通过液态换热介质进行间接热交换，有利于提高换热器靠近荒煤气侧壁面温度，降低壁面结焦的可能。

附图说明

图1为本实用新型利用换热介质间接换热焦炉荒煤气换热器实施例1的结构示意图；

图2为图1的右视图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型做进一步的描述。

实施例1

本实施例提供一种利用换热介质间接换热焦炉荒煤气换热器，包括外壳、中间壳、内壳、导热油夹层和导热油、换热器、储油罐和液位计；内壳和中间壳通过焊接连接后形成导热油夹层，在其内装满导热油，导热油通过导热油管与外部导热油储油罐连接，导热油储油罐连接液位计。中间壳和外壳之间存在空气夹层。换热器通过焊接固定在中间壳上。

所述的换热器置于导热油夹层内，换热介质通过换热器壁面、导热油、内壳吸收荒煤气中的热量。

具体结构如图1所示，利用换热介质间接换热焦炉荒煤气换热器由外壳2、空气夹层6、中间壳7、导热油夹层+导热油8、换热器9、内壳10、储油罐13、液位计5和12、以及法兰1和2组成。内壳10和中间壳7通过焊接连接，保证焊缝不泄露，内壳10和中间壳7直接构成导热油夹层8，导热油夹层内装满导热油8，导热油夹层8通过导热油管14与储油罐13连接；储油罐13下部安装液位计12；换热器9的换热面与导热油直接接触；荒煤气中的热量通过内壁10传递给导热油8，导热油8通过导热和自然对流将热量传递给换热器9中的换热介质。

储油罐13中导热油液面初始时高出液位计1cm左右，正常工作时，由于导热油8受热膨胀，液位计12显示的液位会略有增加。

换热介质通过换热介质进/出口进入换热器9，换热器进出口焊接在中间壳7上，换热介质通过换热器壁面与导热油间接换热，换热器9进出口管与外壳孔之间有一定缝隙，避免热膨胀不一致时发生的剪切应力。

空气夹层6靠近外壳侧粘有保温介质，保温介质与中间壳7之间存在2～8mm的缝隙，同时空气夹层6下部留空，保证发生泄漏时，导热油可以顺利沿中间壳7壁面流到空气夹层6底部，液位计5可以及时监控到液位变化。

当出现内壳10腐蚀泄漏时，导热油8会流入到荒煤气侧，此时液位计12的读数会降低，此时监控系统报警。

当发生导热油夹层8焊缝泄漏时，导热油8会进入空气夹层，液位计12读数会降低，液位计5读数会从0缓慢增加，此时监控系统报警。

当换热器9中换热介质泄漏时，若采用气体换热介质，此时储油罐13压力会增加；若采用液体换热介质，液位计12读数会持续增加，此时监控系统报警。

当液位计5读数增加，而液位计12读数基本不变时，可以判定此时导热油夹层8和换热器均出现泄漏。

由于换热介质通过换热器9壁面、导热油8和内壳10三层热阻进行换热，可以通过在换热器9壁面焊接翅片、翅针，内壳10靠近导热油侧焊接翅片、翅针等方式实现强化换热。同时由于热阻增加，导致内壳10荒煤气侧壁面温度较高，内壳10壁面不易结焦。

由于荒煤气具有强烈腐蚀性，所以内壳10靠荒煤气从通过喷涂高温防腐涂料来实现内壳的防腐蚀。

实施例2

在上述实施例的基础上，所述的空气夹层靠近外壳粘有保温材料，保温材料与中间壳之间存在2～8mm的间隙，空气夹层下部与外部液位计相连。本实施例在外壳上设置保温材料，能够阻挡热量的传递，降低外壳温度，保证操作人员的安全。

实施例3

本实施例与实施例1与实施例2的不同之处在于：本实施例中，中间壳的上下边缘不与内壳连接，本实施例中的中间壳的上下边缘与上下法兰密封连接，从而在内壳与中间壳之间留出一个密封空间。本实施例能够实现与实施例1相同的效果。

实施例4

在上述各实施例的基础上，导热油管14焊接在中间壳7上，导热油管与外壳孔有一定缝隙，避免热膨胀不一致时发生的剪切应力。

以上，仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。