一种上升管蒸发器自动温度控制装置的制作方法

本实用新型属于工业余热回收利用技术领域，尤其涉及一种上升管蒸发器自动温度控制装置。

背景技术：

焦炉生产过程中会产生大量高温荒煤气，温度在750～950℃，荒煤气带出的显热占焦炉热量支出的36％。目前的荒煤气余热利用技术主要是采用导热油余热利用系统或者汽化冷却系统回收焦炉上升管直管段的显热，将荒煤气温度降低至400℃，回收的荒煤气显热用于导热油的升温或者生产饱和蒸汽。当荒煤气温度低于400℃的时候，会析出大量焦油，在上升管内壁结焦，所以一般荒煤气余热利用系统荒煤气温度不会降低到400℃以下。焦炉炭化室至焦炉炉顶为耐火砖砌筑的上升管根部通道，荒煤气经过该通道进入上升管，经过桥管三通，在桥管三通进行氨水喷洒，洗去荒煤气中的焦油。荒煤气经过氨水喷洒降温后，进入集气管，然后进入后续化产工序。

在实现本实用新型的过程中，实用新型人发现现有技术至少存在以下问题：在焦炉炭化室生产末期，荒煤气量很少，温度较低，这时蒸发器通水量如果没有减少，会导致的内壁温度很低。推焦之后，新装入的焦煤在炭化室内产生大量的荒煤气，荒煤气中的焦油遇到较冷的上升管蒸发器内壁，会凝结焦油。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种根据荒煤气的温度变化调节进水量，减少内壁焦油的凝结，保证上升管余热利用系统顺利生产的上升管蒸发器自动温度控制装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种上升管蒸发器自动温度控制装置，具有：

上升管；

蒸发器，其为一环形夹套，套装在所述上升管外壁上；

进水管，设置在所述蒸发器下部；

出水管，设置在所述蒸发器上部；

流量调节阀，设置在所述进水管上；

桥管三通，设置在所述上升管上端；

热电偶，设置在所述桥管三通内并能检测桥管三通通过的荒煤气的温度；

PLC控制柜，设置在所述蒸发器外壁上，所述热电偶和流量调节阀通过电路与所述PLC控制柜连接。

所述热电偶上设有热电偶保护套。

一种上述的上升管蒸发器自动温度控制装置的控制方法，PLC控制有自动、远程计算机控制和手动控制三种模式；

其中，自动控制模式是在焦炭生产期间，当热电偶检测的荒煤气温度低于400℃时，流量调节阀开度将调节到35％，降低进水流量，防止上升管蒸发器内壁温度过低而凝结焦油；当荒煤气温度高于400℃时，流量调节阀开启至100％，保证蒸汽产能；

当PLC出现故障时，PLC控制将切换到远程控制系统，由远程控制流量调节阀开度；

当PLC和远程控制都出现故障时，将开启手动调节，手动控制阀门开度；

计算机远程控制系统与PLC控制柜相连，实时显示上升管蒸发器的温度信号和调节阀开度信号。

焦炉烘炉温度达到300℃前，需完成上升管余热回收系统的单体调试工作，主要包括仪表阀门、循环冷却水系统、除盐水系统及汽包给水系统；

焦炉烘炉温度达到300℃后，进行汽包循环系统的调试，由于上升管处于干烧状态，缓慢打开上升管蒸发器给水阀门；

开启强制循环泵，当强制循环泵的转速达到正常后，调节泵的出口阀让循环泵按额定流量的50％工况运行，强制循环泵的流量要根据焦炉装煤的孔数的增多而增大，从第一孔装煤至焦炉完全投入运行时，强制循环泵的流量从50％至100％；

待汽包升至0.3～0.5MPa时应进行全面检查，包括管路膨胀情况、连接法兰是否存在泄漏，待升压至额定压力时，再一次进行全面检查，然后缓慢关闭汽包放散阀门，缓慢开启汽包出口的手动闸阀，进行蒸汽并网。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果，能在荒煤气量较少、温度较低时降低进水量，防止上升管蒸发器内壁由于温度较低而凝结焦油。在荒煤气量较大时，提高进水量，使得蒸汽产能提高并防止由于内壁温度过高而导致结石墨。

附图说明

图1为本实用新型实施例中提供的上升管蒸发器自动温度控制装置的结构示意图；

图2为焦炉上升管余热回收工艺流程图；

上述图中的标记均为：1、上升管，2、蒸发器，3、进水管，4、出水管，5、流量调节阀，6、桥管三通，7、热电偶，8、PLC控制柜，9、汽包，10、强制循环泵，11、焦炉，12、汽包给水泵，13、除盐水箱。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

参见图1-2，一种上升管蒸发器自动温度控制装置，具有：

上升管；

蒸发器，其为一环形夹套，套装在上升管外壁上；

进水管，设置在蒸发器下部；

出水管，设置在蒸发器上部；

流量调节阀，设置在进水管上；

桥管三通，设置在上升管上端；

热电偶，设置在桥管三通内并能检测桥管三通通过的荒煤气的温度；

PLC控制柜，设置在蒸发器外壁上，热电偶和流量调节阀通过电路与PLC控制柜连接。

热电偶上设有热电偶保护套。

一种上述的上升管蒸发器自动温度控制装置的控制方法，PLC控制有自动、远程计算机控制和手动控制三种模式；

其中，自动控制模式是在焦炭生产期间，当热电偶检测的荒煤气温度低于400℃时，流量调节阀开度将调节到35％，降低进水流量，防止上升管蒸发器内壁温度过低而凝结焦油；当荒煤气温度高于400℃时，流量调节阀开启至100％，保证蒸汽产能；

当PLC出现故障时，PLC控制将切换到远程控制系统，由远程控制流量调节阀开度；

当PLC和远程控制都出现故障时，将开启手动调节，手动控制阀门开度；

计算机远程控制系统与PLC控制柜相连，实时显示上升管蒸发器的温度信号和调节阀开度信号。

焦炉烘炉温度达到300℃前，需完成上升管余热回收系统的单体调试工作，主要包括仪表阀门、循环冷却水系统、除盐水系统及汽包给水系统；

焦炉烘炉温度达到300℃后，进行汽包循环系统的调试，由于上升管处于干烧状态，缓慢打开上升管蒸发器给水阀门；

开启强制循环泵，当强制循环泵的转速达到正常后，调节泵的出口阀让循环泵按额定流量的50％工况运行，强制循环泵的流量要根据焦炉装煤的孔数的增多而增大，从第一孔装煤至焦炉完全投入运行时，强制循环泵的流量从50％至100％；

待汽包升至0.3～0.5MPa时应进行全面检查，包括管路膨胀情况、连接法兰是否存在泄漏，待升压至额定压力时，再一次进行全面检查，然后缓慢关闭汽包放散阀门，缓慢开启汽包出口的手动闸阀，进行蒸汽并网。

有益效果：

(1)实现了6m焦炉上升管余热回收系统的安全有效投用；

(2)通过采用新型材料及结构的上升管，确保了焦炉系统的稳定运行。

平均产生165℃、0.7MPa饱和蒸汽4t/h，具有很好的运行效益。

年产生饱和蒸汽为：4×24×365＝3.5万吨/年，

按公司内部价100元/吨计算，年产生经济效益为：3.5×100＝350万元/年；

运行成本：

除盐水：3.5万吨/年×5元/吨＝17.5万元/年；

电耗：35kwh×0.6元/kwh×24h×365天＝18.4万元/年。

则运行成本合计：17.5+18.4＝35.9万元/年。

综上，折合直接效益为350-35.9＝314.1万元/年。

其他效益：

(1)降低工序能耗约10kg/吨焦；

(2)按年产焦46万吨焦炭产量、可产生0.5MPa饱和蒸汽约3.33万吨，折合标煤0.11万吨、CO2减排近0.88万吨。

采用上述的方案后，能在荒煤气量较少、温度较低时降低进水量，防止上升管蒸发器内壁由于温度较低而凝结焦油。在荒煤气量较大时，提高进水量，使得蒸汽产能提高并防止由于内壁温度过高而导致结石墨。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。