本发明涉及一种煅烧焦冷却和余热利用系统，尤其涉及一种炭素罐式炉高温煅烧焦的冷却和余热利用系统及使用方法。
背景技术：
随着预焙阳极生产原料质量的恶化、电解行业对于阳极质量要求的提高以及预焙阳极生产企业对于成本的控制，罐式炉在煅后焦质量和实收率方面的优势得以体现，使得大部分企业使用罐式炉进行石油焦的煅烧，目前全国采用罐式炉生产的煅烧焦达到年产700万吨以上。同时为了降低生产成本，提高企业的收益率，越来越多的企业开始重视罐式炉余热的利用。罐式炉余热利用主要包括以下两个部分：
（1）罐式炉高温烟气中所携带的热量。罐式炉烟气温度一般在900~1000℃左右，该部分热量占罐式炉热支出的60%~70%，折合成每吨煅烧焦在5.0~6.0gj左右；
（2）罐式炉高温煅烧焦所带走热量。罐式炉高温煅烧焦进入冷却水套之前的温度一般在1000~1100℃左右，该部分热量占罐式炉热支出的20%~25%，折合成每吨煅烧焦在1.5~2.0gj左右。
现阶段罐式炉高温烟气余热利用技术已经非常成熟，而高温煅烧焦并未对该部分热量进行余热回收，主要通过罐式炉的水冷套，使用循环冷却水与高温煅烧焦间接传热的方法，将高温煅烧焦冷却至50℃~100℃左右，采用该方法冷却高温煅烧焦主要存在以下两个问题：
（1）造成大量的高温煅烧焦所携带热量完全浪费；
（2）高温煅烧焦冷却需要大量的循环冷却水，大约每吨煅烧焦40吨左右的循环水，循环水在冷却过程中消耗将近1%左右，每年造成大量的冷却水的消耗。
技术实现要素：
本发明是为了解决上述问题而提出的一种罐式炉高温煅烧焦冷却和余热利用系统及使用方法，目的是充分利用高温煅烧焦中所携带的热量，生产低温低压过热蒸汽，以实现余热的回收利用，同时将高温煅烧焦冷却至排料所需温度。
为达上述目的本发明一种罐式炉高温煅烧焦冷却和余热利用系统，罐式炉水冷套包括上水套和下水套，上水套采用汽化冷却方式与高温煅烧焦进行换热，并通过汽包进行汽水分离生产饱和蒸汽，产生的饱和蒸汽接入烟道总管的过热器，给下游用户提供所需的过热蒸汽；下水套采用冷却水间接换热的方式，将上水套冷却后的高温煅烧焦进一步降温至排料温度进入罐式炉排料系统。
上水套由换热管并联组成，换热管采用焊接方式内贴于钢板内套筒内，使上水套形成套筒换热结构，套筒内部为高温煅烧焦流通通道，套筒中的换热管为高温循环水以及汽水混合物的流通通道。
所述的上水套和下水套采用直筒的方式，使上下水套的物料流通面积相同。
所述的上水套下部设置高温循环水的进口，接下降管集合管，上部设置汽水混合物的出口，接上升管支管。
上水套的上升管支管的高温汽水混合物通过上升管集合管接入上升管总管进入汽包，高温循环水通过下降管总管并经下降管集合管分至各个上水套的高温循环水的进口。
上水套中的高温循环水通过设置在高位的汽包存在的高度差使系统形成自然循环。
上水套底部设置排污口。
汽包设置有新鲜除盐除氧水加入管，用于控制和调节汽包内的压力水平的压力表和安全阀，汽包内的压力控制在0.8~1.2mpa；同时在底部设置有对汽包污水外排口。
下水套下部设循环冷却水进口，接循环冷却水上水管，上部设循环冷却水出口，接循环冷却水回水管。
下水套循环冷却水回水管将升温后的循环冷却水接入风冷机，冷却后返回循环冷却水池，并通过循环冷却水循环泵进行循环使用；循环冷却水池设置新鲜软化水加水管。
上升管总管和下降管总管上设置截止阀。
循环冷却水上水管与下降管总管之间的连接管路上设有冷却水进水切换阀，循环冷却水回水管与上升管总管之间的连接管路上设有冷却水回水切换阀。
一种罐式炉高温煅烧焦冷却和余热利用系统的使用方法，高温煅烧焦从上水套进入，在上水套中，高温煅烧焦与上水套的换热管中高温循环水通过汽化冷却方式进行换热，并形成汽水混合物进入上升管支管，其它罐体的上水套的上升管支管经上升管集合管汇集后进入上升管总管接入汽包，汽水混合物经汽包进行汽水分离；分离后的饱和蒸汽接入设置在罐式炉总烟道排烟口的过热器进行加热后形成过热蒸汽，以提供给下游用户，分离后的高温水与汽包补水经下降管总管进入下降管集合管，并分至各个的上水套进行循环换热；下水套的进水口接循环冷却水池中的循环冷却水上水管，出水口接循环冷却水池的循环冷却水回水管，换热后的冷却水通过风冷机进行降温后进入循环冷却水池循环使用；当汽包或蒸汽过热系统出现故障必须停止运行时，关闭上升总管和下降总管的截止阀，使上水套与汽包循环系统切断，并打开冷却水进水切换阀和冷却水回水切换阀，使上水套的进水和回水接入循环冷却水池的循环冷却水系统。
分离后的饱和蒸汽温度在170℃~190℃。
通过上水套的高温循环水的汽化冷却，高温煅烧焦从1000~1100℃冷却至200~300℃。
通过下水套冷却后的煅烧焦被降温至60℃~80℃。
本发明的优点效果：高温煅烧焦与上水套高温循环水通过汽化冷却的方式回收其所携带的热量，形成低压饱和蒸汽，充分回收其余热；通过汽包产生的低压饱和蒸汽通过设置在烟道总管的过热器形成过热蒸汽，提高了蒸汽品质，为后续蒸汽利用形式提供保障；罐式炉水冷套分为上下两个水套，高温煅烧焦大部分热量均通过上水套形成了蒸汽，下水套只需使用少量的冷却水就能将煅烧焦冷却至排料所需温度，大大减少了罐式炉煅烧焦冷却系统用水量；当汽包及蒸汽系统出现问题时，可以将其与上水套进行隔断，通过下水套的循环冷却水系统补水，保证上水套的冷却效果，大大提高了系统的安全性和可靠性。
附图说明
图1是本发明流程图。
图中：1、上水套；2、下水套；3、上升管支管；4、上升管集合管；5、上升管总管；6、汽包；7、下降管总管；8、下降管集合管；9、下降管支管；10、汽包给水泵；11、过热器；12、风冷机；13、循环冷却水池；14、循环冷却水循环泵；15、循环冷却水上水管；16、循环冷却水回水管；17、冷却水进水切换阀；18、冷却水回水切换阀；19、压力表；20、安全阀；21、新鲜软化水加水管；22、新鲜除盐除氧水加入管。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细描述，但本发明的保护范围不受实施例所限。
如图1所示一种罐式炉高温煅烧焦冷却和余热利用系统，罐式炉水冷套包括上水套1和下水套2，上水套1采用汽化冷却方式与高温煅烧焦进行换热，并通过汽包6进行汽水分离生产饱和蒸汽，产生的饱和蒸汽接入烟道总管的过热器11，给下游用户提供所需的过热蒸汽；下水套2采用冷却水间接换热的方式，将上水套1冷却后的高温煅烧焦进一步降温至排料温度进入罐式炉排料系统。
上水套1由换热管并联组成，换热管采用焊接方式内贴于钢板内套筒内，使上水套形成套筒换热结构，套筒内部为高温煅烧焦流通通道，套筒中的换热管为高温循环水以及汽水混合物的流通通道。
所述的上水套1和下水套2采用直筒的方式，使上下水套的物料流通面积相同。
所述的上水套1下部设置高温循环水的进口，接下降管集合管8，上部设置汽水混合物的出口，接上升管支管3。
上水套1的上升管支管3的高温汽水混合物通过上升管集合管4接入上升管总管5进入汽包6，高温循环水通过下降管总管7并经下降管集合管8分至各个上水套1的高温循环水的进口。
上水套1中的高温循环水通过设置在高位的汽包6存在的高度差使系统形成自然循环。
上水套1底部设置排污口。
汽包1设置有新鲜除盐除氧水加入管22，用于控制和调节汽包内的压力水平的压力表19和安全阀20，汽包6内的压力控制在0.8~1.2mpa，新鲜除盐除氧水加入管22上设有的汽包给水泵10不断补充新鲜新鲜除盐除氧水，以保证汽包中高温循环水水量和水位；同时在底部设置有对汽包6污水进行外排排污口。
下水套2下部设循环冷却水进口，接循环冷却水上水管15，上部设循环冷却水出口，接循环冷却水回水管16。
下水套2循环冷却水回水管16将升温后的循环冷却水接入风冷机12，冷却后返回循环冷却水池13，并通过循环冷却水循环泵14进行循环使用；循环冷却水池13设置新鲜软化水加水管21。
上升管总管5和下降管总管7上设置截止阀。
循环冷却水上水管15与下降管集合管7之间的连接管路上设有冷却水进水切换阀17，循环冷却水回水管16与上升管总管5之间的连接管路上设有冷却水回水切换阀18。
一种罐式炉高温煅烧焦冷却和余热利用系统的使用方法，高温煅烧焦从上水套1进入，在上水套1中，高温煅烧焦与上水套1的换热管中高温循环水通过汽化冷却方式进行换热，并形成汽水混合物进入上升管支管3，其它罐体的上水套1的上升管支管3经上升管集合管4汇集后进入上升管总管5接入汽包6，汽水混合物经汽包6进行汽水分离；分离后的饱和蒸汽接入设置在罐式炉总烟道排烟口的过热器11进行加热后形成过热蒸汽，以提供给下游用户，分离后的高温水与汽包6补水经下降管总管7进入下降管集合管8，并分至各个的上水套1进行循环换热；下水套2的进水口接循环冷却水池13中的循环冷却水上水管15，出水口接循环冷却水池13的循环冷却水回水管16，换热后的冷却水通过风冷机12进行降温后进入循环冷却水池13，当汽包6出现故障必须停止运行时，关闭上升总管5和下降总管7的截止阀，使上水套1与汽包6循环系统切断，并打开冷却水进水切换阀17和冷却水回水切换阀18，使上水套1的进水和回水接入循环冷却水池13的循环冷却水系统，保证上水套的冷却效果，避免出现排料温度过高现象。
分离后的饱和蒸汽温度在170℃~190℃。
通过上水套1的高温循环水的汽化冷却，高温煅烧焦从1000~1100℃冷却至200~300℃。
通过下水套2冷却后的煅烧焦被降温至60℃~80℃。