一种焦炉荒煤气余热回收利用系统的制作方法

本实用新型涉及余热回收装置技术领域，具体涉及一种焦炉荒煤气余热回收利用系统。

背景技术：

炼焦工艺流程中产生的余热资源的高效回收利用，是建立资源节约、环境友好的绿色焦化厂节能的主要方向，也是降低焦炉能耗的主要途径之一。但是，我国对二次能源品质潜力的挖掘、价值的开发以及低品质余热余能利用支撑技术与装备开发滞后，上升管内高温焦炉荒煤气的余热就一直未能有效利用，只能用循环氨水降温把热量白白浪费。鉴于此，如何提供一种焦炉荒煤气余热回收利用系统以提高焦炉荒煤气余热回收利用效率实现余热重复利用目的是本领域技术人员需要解决的技术难题。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术中炼焦工艺流程中上升管内高温焦炉荒煤气余热没有得到充分利用的难题，而提供一种焦炉荒煤气余热回收利用系统。

本实用新型为解决上述技术问题，采用以下技术方案来实现：

设计一种焦炉荒煤气余热回收利用系统，包括上升管、热交换罐、换热管、蒸汽发电机组、取暖片和储水罐；所述上升管设有换热出口和换热进口，其内部设有换热介质，所述换热出口设置在上升管的下端，所述换热进口设置在上升管的上端，所述换热进口依次通过第一开关电磁阀、第一止逆阀和第一强制循环泵与换热管的输出端连接，所述换热管的输入端与上升管的换热出口连接；所述换热管外形为螺旋状结构，其竖直设置在热交换罐内，且所述换热管的输入端设置上侧，所述换热管的输出端设置在下侧；所述热交换罐内充装有去离子水，所述热交换罐通过热水循环管道与取暖片连接，所述热水循环管道上设有第二开关电磁阀和第二强制循环泵，所述第二强制循环泵用于将热交换罐中的去离子水循环至取暖片，由所述取暖片对外释放热能，所述热水循环管道的进水端口设置在热交换罐的上端部位，热水循环管道的回水端口设置在热交换罐的下端部位，且所述热交换罐中的去离子水的高度漫过换热管、热水循环管道的进水端口和热水循环管道回水端口；所述热交换罐顶端通过蒸汽连接管道与蒸汽发电机组连接，所述的蒸汽连接管道上还设有第三强制循环泵，所述的第三强制循环泵通过输出的水蒸汽驱动所述蒸汽发电机组工作；所述蒸汽发电机组通过冷凝水循环管道与储水罐连接，所述冷凝水循环管道上还设有第四强制循环泵，所述第四强制循环泵用于经驱动所述蒸汽发电机组后冷凝的水蒸汽输送至储水罐中；所述热交换罐底端通过进水管道与储水罐连接，所述进水管道上还设有第五强制循环泵和第二止逆阀，所述第五强制循环泵用于将储水罐中的去离子水补充至热交换罐中；所述热交换罐与去离子水机连接，所述去离子水机与水源连接，所述去离子水机为储水罐补充水源；所述热交换罐还设有热交换液位计，所述储水罐还设有储水罐液位计。

优选的，所述上升管设有若干个，彼此之间互相并联设置，且每一个所述上升管的换热进口均通过第一开关电磁阀、第一止逆阀和第一强制循环泵与换热管的输出端连接，每一个所述上升管的换热进口均与换热管的输入端连接。

优选的，所述热交换罐顶端还设有泄压阀。

本实用新型采用上述结构后，有益效果在于：

(1)本实用新型通过上升管中的循环介质循环带出荒煤气的余热并通过换热管将荒煤气的余热传递至热交换罐中的去离子水，去离子水经加热以后的蒸汽用于驱动蒸汽发电机组工作产生电能，没有汽化的去离子水经热水循环管道连接至取暖片用于取暖，本实用新型结构简单，将荒煤气的余热进行充分分级利用，具有利用效率高的有益效果；

(2)本实用新型自动化程度高，通过第一强制循环泵自动循环驱动换热介质，通过第二强制循环泵自动循环驱动热水至散热片中用于取暖，通过第三强制循环泵驱动蒸汽至蒸汽发电机组用于发电工作，通过第四强制循环泵强制循环驱动冷凝水至储水罐中，并间接起到提高水资源利用效率的效果，通过第五强制循环泵强制循环驱动储水罐中的去离子水及时补充至热交换罐中，具有使用方便、高效的有益效果；

(3)本实用新型将余热资源分能量级别利用，将产生的蒸汽用于发电，将高温的去离子水用于取暖，对余热资源进行了充分利用；

(4)本实用新型的上升管采用上端进入温度较低的换热介质、下端输出温度较高的换热介质设计，其温度梯度分布与上升管中的荒煤气温度梯度一致，可有效避免因换热介质与荒煤气温差较大对上升管结构的影响，降低了上升管裂开的可能性，有效延长了设备的使用寿命；同理，本实用新型中的热交换罐中，换热管从上端输入高温换热介质，下端输出低温换热介质，使得热交换罐中的去离子水呈现上端温度高、下端温度低的温度梯度分布，上端温度较高时去离子水便产生汽化，同时冷凝水循环管道的进水端口也设置在热交换罐的上端，凝水循环管道的排水端口设置在热交换罐的下端，上端的高温去离子水经冷凝水循环管道的进水端口排至取暖片中，温度降低后输出至热交换罐的下端，使得热交换罐中的温度梯度始终保持一致，避免热交换罐温度变化较快或者换热介质与去离子水温差较大引起设备损坏的可能性，进而延长了设备的使用寿命；

(5)本实用新型节能环保效果明显，充分利用了余热资源，有效降低了炼焦过程的能耗水平。

附图说明

下面结合附图中的实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但并不构成对本实用新型的任何限制。

图1是本实用新型的结构示意图。

图中：上升管1、热交换罐2、换热管3、蒸汽发电机组4、取暖片5、储水罐6、第一开关电磁阀7、第一止逆阀8、第一强制循环泵9、热水循环管道10、第二开关电磁阀11、第二强制循环泵12、蒸汽连接管道13、第三强制循环泵14、冷凝水循环管道15、第四强制循环泵16、进水管道17、第五强制循环泵18、第二止逆阀19、去离子水机20、热交换液位计21、储水罐液位计22、泄压阀23。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

参阅附图1所示，本实用新型的一种焦炉荒煤气余热回收利用系统，包括上升管1、热交换罐2、换热管3、蒸汽发电机组4、取暖片5和储水罐6；所述上升管1设有换热出口和换热进口，其内部设有换热介质，所述换热出口设置在上升管1的下端，所述换热进口设置在上升管1的上端，所述换热进口依次通过第一开关电磁阀7、第一止逆阀8和第一强制循环泵9与换热管3的输出端连接，所述换热管3的输入端与上升管1的换热出口连接；所述换热管3外形为螺旋状结构，其竖直设置在热交换罐2内，且所述换热管3的输入端设置上侧，所述换热管3的输出端设置在下侧；所述热交换罐2内充装有去离子水，所述热交换罐2通过热水循环管道10与取暖片5连接，所述热水循环管道10上设有第二开关电磁阀11和第二强制循环泵12，所述第二强制循环泵12用于将热交换罐2中的去离子水循环至取暖片5，由所述取暖片5对外释放热能，所述热水循环管道10的进水端口设置在热交换罐2的上端部位，热水循环管道10的回水端口设置在热交换罐2的下端部位，且所述热交换罐2中的去离子水的高度漫过换热管3、热水循环管道10的进水端口和热水循环管道10回水端口；所述热交换罐2顶端通过蒸汽连接管道13与蒸汽发电机组4连接，所述的蒸汽连接管道13上还设有第三强制循环泵14，所述的第三强制循环泵14通过输出的水蒸汽驱动所述蒸汽发电机组4工作；所述蒸汽发电机组4通过冷凝水循环管道15与储水罐6连接，所述冷凝水循环管道15上还设有第四强制循环泵16，所述第四强制循环泵16用于经驱动所述蒸汽发电机组4后冷凝的水蒸汽输送至储水罐6中；所述热交换罐2底端通过进水管道17与储水罐6连接，所述进水管道17上还设有第五强制循环泵18和第二止逆阀19，所述第五强制循环泵18用于将储水罐6中的去离子水补充至热交换罐2中；所述热交换罐2与去离子水机20连接，所述去离子水机20与水源连接，所述去离子水机20为储水罐6补充水源；所述热交换罐2还设有热交换液位计21，所述储水罐6还设有储水罐液位计22。所述上升管1设有三个，彼此之间互相并联设置，且每一个所述上升管1的换热进口均通过第一开关电磁阀7、第一止逆阀8和第一强制循环泵9与换热管3的输出端连接，每一个所述上升管1的换热进口均与换热管3的输入端连接，所述热交换罐2顶端还设有泄压阀23。

工作原理：储水罐液位计22实时感知储水罐6中的水位信息，当储水罐6中水位高度低于进水管道17时，储水罐液位计22便将信息传递至系统的控制装置中，由控制装置驱动去离子水机20运行对储水罐6补充供水，使得储水罐6中始终保持高于进水管道17的水位；热交换液位计21实时感知热交换罐2中的水位信息，当热交换罐2中水位高度低于换热管3或热水循环管道10时，热交换液位计21便将信息传递至系统的控制装置中，由控制装置驱动第五强制循环泵18进行补水，确保热交换罐2中的水位始终高于换热管3或热水循环管道10；高温焦炉荒煤气从上升管1的下端向上端排出，而通过设置在上升管1上端的换热进口输入换热介质，经过换热介质在上升管1中换热蓄能以后经上升管1下端的换热出口输出至换热管3中，换热管通过热交换罐2中的去离子水释放能量，将换热介质中的热能传递至热交换罐2中的去离子中，使得去离子水温度急剧上升，一部分由液态变为气态，气态的水蒸气由第三强制循环泵14驱动经过蒸汽连接管道13排至蒸汽发电机组4中用于产生电能，同时水蒸气在蒸汽发电机组4中冷却以后由第四强制循环泵16经冷凝水循环管道15循环至储水罐6中，起到循环利用的效果；而取暖片5通过热水循环管道10与热交换罐2连接，利用热水循环管道10上的第二强制循环泵12强制驱动热交换罐2中的高温去离子水进行取暖工作；换热管3的输出端设置在下侧并通过第一开关电磁阀7、第一止逆阀8和第一强制循环泵9与上升管1上端的换热进口连接，形成换热介质的持续循环。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，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，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。