一种热媒式焦炉上升管荒煤气余热回收装置和发电设备的制作方法

文档序号:14979938发布日期:2018-07-20 19:55阅读:255来源:国知局

本实用新型属于电力设备领域,特别涉及一种具备均流分配、反冲洗及快速停用功能的热媒式焦炉上升管荒煤气余热回收装置和发电设备。



背景技术:

焦炉能对煤炭做高温干馏处理,将其高效地转换为焦炭、焦炉煤气、煤焦油、粗苯等产物,是高效的能量转换窑炉。在焦炉支出热中,650℃-700℃荒煤气的带出热约占36%,具有极高的回收利用价值。目前,通常采用降温处理工艺来实现荒煤气的工业应用,传统工艺为:向高温荒煤气喷洒大量70℃-75℃循环氨水使其降温,实现余热回收,然而,这会导致高温荒煤气带出热因循环氨水的大量蒸发而浪费。

在20世纪80年代,日本大部分焦化厂曾将导热油用于上升管回收荒煤气带出热:他们将上升管做成夹套管,导热油通过夹套管与高温荒煤气间接换热,被加热的高温导热油可用于多种用途,例如蒸氨、蒸馏煤焦油、干燥入炉煤等等。后来,我国济钢曾在五孔上升管进行了类似的试验;我国武钢、马钢、鞍钢、涟钢、北京焦化厂、沈阳煤气二厂、本钢一铁、平顶山焦化厂等多家企业曾在上升管采用水汽化冷却技术回收这部分热量;此外,也有企业采用以氮气为介质、与高温荒煤气间接换热的方法。

然而,现有上升管或多或少存在以下问题:并联实用上升管时,对于热媒泵和外置式蒸发器而言,上升管存在远端和近端的位置区别,相对来说,远端的热媒流动阻力大一些,近端的热媒流动阻力小一些,这就导致了各个上升管之间的热媒流量不一样,形成最终的回收热量不均匀和出口管路上温度的不均匀;同时,现有上升管不具反冲洗功能,也不具快速停车功能,一旦上升管堵塞即需要更换,且更换麻烦。



技术实现要素:

技术问题:为了解决现有技术的缺陷,本实用新型提供了一种具备均流分配、反冲洗及快速停用功能的热媒式焦炉上升管荒煤气余热回收装置和发电设备。

技术方案:本实用新型提供的一种热媒式焦炉上升管荒煤气余热回收装置,包括上升管换热器、热媒进口管路、热媒出口管路、反冲气体进口管路、热媒回收管路、第一透明视镜管、第二透明视镜管;所述上升管换热器包括自外而内依次设置的外壳体、换热盘管和内壳体;所述热媒进口管路、热媒回收管路并联后依次与第一透明视镜管、换热盘管的热媒入口连接;所述热媒出口管路、反冲气体进口管路并联后依次与第二透明视镜管、换热盘管的热媒出口连接;所述热媒进口管路上依次设有第一止回阀、节流孔板第一透明视镜管,所述节流孔板上并联设有第一截止阀;所述热媒出口管路上设有第二止回阀;所述反冲气体进口管路上设有第二截止阀;所述热媒回收管路上设有第三截止阀。

本实用新型还提供了一种热媒式焦炉上升管荒煤气余热回收发电设备,包括余热回收回路和热功转换回路;所述余热回收回路包括换热器组、外置式蒸发器、热媒泵;所述换热器组包括一组上述热媒式焦炉上升管荒煤气余热回收装置,一组热媒式焦炉上升管荒煤气余热回收装置的热媒进口管路并联后与热媒泵连接,一组热媒式焦炉上升管荒煤气余热回收装置的热媒出口管路并联后与外置式蒸发器的热媒管路一端连接,一组热媒式焦炉上升管荒煤气余热回收装置的反冲气体进口管路并联后与氮气气源连接,一组热媒式焦炉上升管荒煤气余热回收装置的热媒回收管路并联后与热媒收集罐连接;外置式蒸发器的热媒管路另一端与热媒泵连接;所述热功转换回路包括依次连接成环的外置式蒸发器的给水管路、一组并联设置的过热器、热工转换装置、循环水泵。

作为改进,所述过热器包括自外而内依次设置的过热器外壳、过热器换热管、过热器内壳。

作为另一种改进,所述节流孔板的热媒流动阻力远大于余热回收回路的其他设备和管路的热媒流动阻力。

有益效果:本实用新型提供的热媒式焦炉上升管荒煤气余热回收装置和发电装置结构简单、成本低廉、使用方便,同时具备均流分配、反冲洗及快速停用功能。

附图说明

图1为热媒式焦炉上升管荒煤气余热回收装置的结构示意图。

图2为热媒式焦炉上升管荒煤气余热发电设备的结构示意图。

图3为过热器的结构示意图。

具体实施方式

下面对本实用新型热媒式焦炉上升管荒煤气余热回收装置和发电设备作出进一步说明。

实施例1

热媒式焦炉上升管荒煤气余热回收装置,见图1,包括上升管换热器11、热媒进口管路12、热媒出口管路13、反冲气体进口管路14、热媒回收管路15、第一透明视镜管16、第二透明视镜管17;上升管换热器11包括自外而内依次设置的外壳体111、换热盘管112和内壳体113;热媒进口管路12、热媒回收管路15并联后依次与第一透明视镜管16、换热盘管112的热媒入口连接;热媒出口管路13、反冲气体进口管路14并联后依次与第二透明视镜管17、换热盘管112的热媒出口连接;热媒进口管路12上依次设有第一止回阀121、节流孔板122第一透明视镜管16,节流孔板122上并联设有第一截止阀123;热媒出口管路13上设有第二止回阀131;反冲气体进口管路14上设有第二截止阀141;热媒回收管路15上设有第三截止阀151。

实施例2

热媒式焦炉上升管荒煤气余热回收发电设备,见图2,包括余热回收回路和热功转换回路;余热回收回路包括换热器组1、外置式蒸发器2、热媒泵3;换热器组1包括一组实施例1的热媒式焦炉上升管荒煤气余热回收装置,一组热媒式焦炉上升管荒煤气余热回收装置的热媒进口管路12并联后与热媒泵3连接,一组热媒式焦炉上升管荒煤气余热回收装置的热媒出口管路13并联后与外置式蒸发器2的热媒管路一端连接,一组热媒式焦炉上升管荒煤气余热回收装置的反冲气体进口管路14并联后与氮气气源连接,一组热媒式焦炉上升管荒煤气余热回收装置的热媒回收管路15并联后与热媒收集罐连接;外置式蒸发器2的热媒管路另一端与热媒泵3连接;热功转换回路包括依次连接成环的外置式蒸发器2的饱和蒸汽管路、一组并联设置的过热器4、热工转换装置5、循环水泵6。过热器4包括自外而内依次设置的过热器外壳41、过热器换热管42、过热器内壳43。

该装置的工作原理:

(1)均流分配技术:

正常运行时,第一截止阀123、第二截止阀141、第三截止阀151关闭,热媒通过节流孔板122由低温热媒总管分配进入各热媒进口管路12;通常,焦炉上有数十个节流孔板122,对于热媒泵3和外置式蒸发器2而言,数十个节流孔板122存在远端和近端的位置区别,相对来说,远端的热媒流动阻力大一些,近端的热媒流动阻力小一些,这就导致了各个节流孔板122之间的热媒流量不一样,形成最终的回收热量不均匀和热媒出口管路13上温度的不均匀;本实用新型中,节流孔板122的流动阻力设计成远大于管路阻力,在总阻力中,管路阻力可忽略不计,总阻力近似等于节流孔板122的流动阻力,这就使得从热媒泵3到外置式蒸发器2之间各节流孔板122间的热媒流动阻力都几乎相等,因而流量也相等,吸热量也相当,各热媒式焦炉上升管荒煤气余热回收装置的工作状态几乎相当。

当个别热媒式焦炉上升管荒煤气余热回收装置由于事故或其他因素需要更换节流孔板122时,节流孔板122旁路上的第一截止阀123打开,热媒快速进入热媒式焦炉上升管荒煤气余热回收装置内,待正常后再关闭第一截止阀123。

(2)反冲洗技术:

当热媒式焦炉上升管荒煤气余热回收装置由于非正常工作,如超温、热媒非正常流动等因素,可能导致热媒结焦碳化积聚在热媒式焦炉上升管荒煤气余热回收装置的换热盘管内时,会影响换热效果,此时又可能由于其他某些原因导致不能立即更换该上升管,此时可发挥反冲洗功能。

正常工作状态第一止回阀121、第二止回阀131打开,第一截止阀123、第二截止阀141、第三截止阀151关闭。

当启用反冲洗功能时,第一止回阀121、第二止回阀131、第一截止阀123关闭,第二截止阀141、第三截止阀151关闭打开,压力氮气将热媒式焦炉上升管荒煤气余热回收装置的换热盘管内的热媒吹入热媒收集罐,同时对换热盘管内的结焦的热媒进行压力冲洗。

(3)快速停用技术:

当需要短时间大批量更换热媒式焦炉上升管荒煤气余热回收装置,或者整座焦炉处于焖炉压产阶段停用全部热媒式焦炉上升管荒煤气余热回收装置时,可使用该技术。

对于热媒式焦炉上升管荒煤气余热回收装置,采用上述反冲洗技术的方法,可使其实现快速停用。

对于过热器,在过热器的过热蒸汽出口管路上设置了放空阀门;正常工况,放空阀门关闭;需快速停用时,关闭管路上所有打开的阀门,打开放空阀门,对于滞留在上升管内的蒸汽,通过放空阀对外排放。

此时,所有的热媒式焦炉上升管荒煤气余热回收装置和过热器均可处于干烧状态。由于热媒式焦炉上升管荒煤气余热回收装置和过热器全部采用了耐高温的材料,能承受高温,不至于损坏。

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