环形膜式水冷套、荒煤气显热回收发电装置的制作方法

本实用新型涉及一种环形膜式水冷套、荒煤气显热回收发电装置。

背景技术：
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上升管属于焦炉的一个设备，目前，炼焦企业普遍使用炭化室法烧制焦炭这一传统工艺，加入炭化室内的焦煤被加热后产生大量的荒煤气，其温度在650℃～800℃左右，上升管的作用就是将炭化室产生的高温荒煤气导入集气管。每个焦化企业焦炭产能不同，炭化室的孔数也不同，每孔炭化室都设有一支或两支上升管。而众多上升管内的高温荒煤气余热如何利用，已经被越来越多的企业所重视。

目前国内外对焦炉高温荒煤气余热回收利用做了大量的研究，也有相应的余热回收结构和方法，但是现有技术中的结构和方法存在的问题是：由于荒煤气的固有特性，这些结构和方法在工业生产中存在重大运行缺陷和安全隐患，因此都没有得到正式的工业化应用。比如，现有技术中公开的水夹套汽化方式，低压的水及水蒸气的混合物走夹套间，高温荒煤气走夹套内筒，其存在的主要缺陷是：由于夹套内筒外壁是水及水蒸气的混合物，夹套内筒壁温接近水及水蒸气的混合物温度，荒煤气中的焦油在夹套内筒内壁冷凝析出，逐渐与煤灰等其他物质结焦引起上升管堵塞。

技术实现要素：
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因此，本实用新型的目的即在于提供一种环形膜式水冷套、荒煤气显热回收发电装置，该环形膜式水冷套、荒煤气显热回收发电装置，通过提高上升管显热回收装置的内管壁温度（高于焦油的析出温度），可以解决荒煤气中的焦油析出结焦引起荒煤气通道堵塞的问题，同时提高焦炉荒煤气的显热回收率。

本实用新型环形膜式水冷套，其特征在于：包括上、下设置的上环形管、下环形管和设在上环形管、下环形管之间的管套，所述管套包括多根钢管和连接相邻钢管的扁钢片，多根钢管和扁钢片排布形成环形状，多根钢管上、下端分别与上环形管、下环形管贯通，在下环形管、上环形管上分别设有进水口和出汽口。

进一步的，上述钢管为无缝钢管。

本实用新型荒煤气显热回收发电装置，其特征在于：包括超高压燃气锅炉和焦炉，所述超高压燃气锅炉内设有过热器，所述过热器连接有汽包；所述焦炉的出荒煤气口上设有环形膜式水冷套，所述环形膜式水冷套包括上、下设置的上环形管、下环形管和设在上环形管、下环形管之间的管套，所述管套包括多根钢管和连接相邻钢管的扁钢片，多根钢管和扁钢片排布形成环形状，多根钢管上、下端分别与上环形管、下环形管贯通，在下环形管、上环形管上分别设有进水口和出汽口，所述下环形管进水口通过管路和循环泵与汽包的底部水侧连通，所述上环形管通过管路与汽包的上部汽侧连通。

进一步的，上述钢管为无缝钢管。

进一步的，上述汽包顶部输出13.7MPa以上的超高压饱和蒸汽。

进一步的，上述超高压燃气锅炉内设有省煤器，所述省煤器输出的高温水与汽包上部进水口连通，所述过热器与汽包顶部出汽口连通，所述过热器与汽轮机高压缸入口连通，所述超高压燃气锅炉内设有再热器，所述再热器入口与汽轮机高压缸出口联通、出口与汽轮机低压缸进口连通，所述汽轮机输出端与发电机连接。

本实用新型荒煤气显热回收发电装置的工作方法，所述荒煤气显热回收发电装置包括超高压燃气锅炉和焦炉，所述超高压燃气锅炉内设有过热器，所述过热器连接有汽包；所述焦炉的出荒煤气口上设有环形膜式水冷套，所述环形膜式水冷套包括上、下设置的上环形管、下环形管和设在上环形管、下环形管之间的管套，所述管套包括多根钢管和连接相邻钢管的扁钢片，多根钢管和扁钢片排布形成环形状，多根钢管上、下端分别与上环形管、下环形管贯通，在下环形管、上环形管上分别设有进水口和出汽口，所述下环形管进水口通过管路和循环泵与汽包的底部水侧连通，所述上环形管通过管路与汽包的上部汽侧连通；工作时，一方面荒煤气从焦炉的出荒煤气口输出，并从环形膜式水冷套自下而上输出，输出后的荒煤气通往净化器；另一方面，汽包输出高温高压汽通过循环泵从下环形管进水口进入环形膜式水冷套内吸热，形成超高压汽水混合物穿过各个钢管，而后从上环形管出汽口输出并回到汽包的上部汽侧。

本实用新型的优点在于：环形膜式水冷套与荒煤气直接接触，提高传热效率，因而提高了荒煤气显热回收率；环形膜式水冷套内壁温高于荒煤气中焦油析出温度，可完全避免环形膜式水冷套的内壁面因温度低发生焦油析出造成结焦堵塞的问题；并利用已有的高温超高压发电机组，将荒煤气回收的显热高效转化为功（电），达到少投入、多产出的目的。

附图说明：

图1是本实用新型荒煤气显热回收发电装置构造原理示意图；

图2是本实用新型环形膜式水冷套结构示意图；

图3是图2的A-A剖面图。

具体实施方式：

下面结合实施例对本实用新型方法作进一步的详细说明。需要特别说明的是，本实用新型的保护范围应当包括但不限于本实施例所公开的技术内容。

本实用新型环形膜式水冷套包括上、下设置的上环形管1、下环形管2和设在上环形管、下环形管之间的管套3，所述管套3包括多根钢管4和连接相邻钢管的扁钢片5，多根钢管4和扁钢片5排布形成环形状，多根钢管上、下端分别与上环形管、下环形管贯通，在下环形管2、上环形管1上分别设有进水口6和出汽口7。

进一步的，上述钢管为无缝钢管，该环形状可以是圆环形或椭圆环形。

本实用新型荒煤气显热回收发电装置包括超高压燃气锅炉A1和焦炉A2，所述超高压燃气锅炉内设有过热器A3，所述过热器A3连接有汽包A4；所述焦炉A2的出荒煤气口上设有环形膜式水冷套A5，所述环形膜式水冷套A5包括上、下设置的上环形管1、下环形管2和设在上环形管、下环形管之间的管套3，所述管套3包括多根钢管4和连接相邻钢管的扁钢片5，多根钢管4和扁钢片5排布形成环形状，多根钢管上、下端分别与上环形管、下环形管贯通，在下环形管2、上环形管1上分别设有进水口6和出汽口7，所述下环形管进水口通过管路和循环泵A6与汽包的底部水侧A7连通，所述上环形管通过管路与汽包A4的上部汽侧A8连通。

进一步的，为了设计合理，上述钢管为无缝钢管，该环形状可以是圆环形或椭圆环形。各无缝钢管平行排列，并在相邻的无缝钢管之间采用合金扁钢作为密封件。

进一步的，为了确保环形膜式水冷套内超高压介质（汽包输出超高压饱和水）温度高于荒煤气中焦油析出温度，以完全避免环形膜式水冷套的内壁面因温度低发生焦油析出造成结焦堵塞的问题，上述汽包底部水侧输出13.7MPa以上的饱和水，在该压力下对应的饱和温度在335℃，可确保膜式水冷套内壁的温度高于焦油的析出温度，即可确保荒煤气中焦油不会析出。

进一步的，为了设计合理，上述超高压燃气锅炉内设有省煤器A9，所述省煤器A9输出的超高压未饱和水与汽包上部进水口连通，所述过热器A3与汽包顶部出汽口连通，所述过热器A3与汽轮机A11高压缸进口连通，所述超高压燃气锅炉内设有再热器A12，所述再热器入口与汽轮机A11高压缸出口联通、出口与汽轮机A11低压缸进口连通，所述汽轮机输出端与发电机A10连接。

本实用新型将环形膜式水冷套作为荒煤气上升管，从超高压煤气炉汽包底部水侧引出的13.7MPa，335℃饱和水通过循环泵送入环形膜式水冷套下环形管，利用了超高压燃气锅炉汽包内饱和水为环形膜式水冷套提供吸热介质，完全避免了以往荒煤气中焦油因为上升管壁温低而析出，饱和水吸热后的汽水混合物从环形膜式水冷套上环形管回到超高压燃气锅炉汽包内，本装置及方法利用环形膜式水冷套将荒煤气回收的显热送入超高压燃气锅炉产生过热蒸汽，通过高温超高压一次再热汽轮发电机组转化为功，实现了荒煤气显热回收发电的目的，并大幅减少了余热回收发电装置的投资。

本实用新型荒煤气显热回收发电装置的工作方法，所述荒煤气显热回收发电装置包括超高压燃气锅炉和焦炉，所述超高压燃气锅炉内设有过热器，所述过热器连接有汽包；所述焦炉的出荒煤气口上设有环形膜式水冷套，所述环形膜式水冷套包括上、下设置的上环形管、下环形管和设在上环形管、下环形管之间的管套，所述管套包括多根钢管和连接相邻钢管的扁钢片，多根钢管和扁钢片排布形成环形状，多根钢管上、下端分别与上环形管、下环形管贯通，在下环形管、上环形管上分别设有进水口和出汽口，所述下环形管进水口通过管路和循环泵与汽包的底部水侧连通，所述上环形管通过管路与汽包的上部汽侧连通；工作时，一方面荒煤气从焦炉的出荒煤气口输出，并从环形膜式水冷套自下而上输出，输出后的荒煤气通往净化器；另一方面，汽包输出超高压饱和水通过循环泵从下环形管进水口进入环形膜式水冷套内吸热，形成汽水混合物穿过各个钢管，而后从上环形管出汽口输出并回到汽包的上部汽侧。

本实用新型的优点在于：环形膜式水冷套与荒煤气直接接触，提高传热效率，因而提高了荒煤气显热回收率；环形膜式水冷套内壁温高于荒煤气中焦油析出温度，可完全避免环形膜式水冷套的内壁面因温度低发生焦油析出造成结焦堵塞的问题；并利用已有的高温超高压发电机组，将荒煤气回收的显热高效转化为功，达到少投入、多产出的目的。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。