一种利用管式炉废气的余热生产蒸汽的系统技术方案

本发明专利技术涉及煤焦油加热管式炉的余热利用领域，具体涉及一种利用用于焦油蒸馏的管式炉的废气余热回收生产饱和蒸汽的系统。其包括：外壳、换热器、进气气道、出气气道、软水箱、给水泵和蒸汽出口阀，换热器主要由支撑盘和传热管束组成；进气气道连接于换热器右端上并与传热管束相连通；出气气道连接于换热器左端上并与传热管束相连通；给水泵进水端与软水箱连接，出水端通过给水截止阀和防止水逆流的给水止回阀与外壳侧壁上的进水口连接，外壳的底部具有下排污阀和灰水排放闸阀。本发明专利技术生产蒸汽的过程较为简单，设备容易布置，占地面积少，传热管采用螺旋翅片结构，换热效率高。

【技术实现步骤摘要】
一种利用管式炉废气的余热生产蒸汽的系统
本专利技术涉及煤焦油加热管式炉的余热利用领域，具体涉及一种利用用于焦油蒸馏的管式炉的废气余热回收生产饱和蒸汽的系统。
技术介绍
管式炉是焦油蒸馏系统的主要设备。我国焦化厂用于焦油蒸馏的管式炉有筒式管式炉及方箱式管式炉两种类型，一般焦油蒸馏装置多采用筒式管式炉。筒式管式炉主要由燃烧室50、辐射室51、对流室52和主烟囱53四部分组成(见图1)。配合不同的生产规模焦油加工所用的圆筒管式炉有多种规格，炉式管多为单程，辐射段炉管及对流段管的材质为lCr5M0合金钢，对流段翅片管的材质为20号钢。辐射段圆管沿炉壁圆周等距离排列，无死角，加热均匀。对流段炉管在燃烧室顶上水平排列，兼受对流和辐射两种传热方式的作用。蒸汽过热管可设置于辐射段或对流段中，其加热面积应满足将所需的蒸汽加热至400-450°C的要求。辐射管热强度可取为18000-22000千卡/米2.时；当采用光管时，对流段热强度可取为6000-10000千卡/米2.时。焦油在炉管内的初速取为0.5-0.9米/秒，一般取0.55米/秒。速度过小，焦油流动的湍流强度不够，可能引起焦油局部过热，管壁上产生结焦现象；速度过大，则阻力增大。管式炉加热后的排烟温度由于工艺规定的不同，管式炉的排烟温度也有所不同，烟囱排烟温度约在300-400°C之间，平均350°C左右。若将管式炉的烟气温度由350°C回收降至150°C，所利用的热量用于生产0.5MPa的饱和蒸汽，并在厂内蒸汽管网进行利用。完全符合国家节能减排的大致方针，符合节能减排和环保要求。
技术实现思路
本专利技术针对焦油加热管式炉排放烟气温度较高，能量浪费较大且污染大气环境等问题，提供了一种利用管式炉废气的余热生产蒸汽的系统，有效地回收管式炉排放的废气的能量，其采用的技术方案如下:一种利用管式炉废气的余热生产蒸汽的系统，包括:外壳，其安装于固定基体上；换热器，其主要由支撑盘和传热管束组成，所述传热管束固接于支撑盘上；进气气道，其连接于换热器右端上并与传热管束相连通；出气气道，其连接于换热器左端上并与传热管束相连通；用于存储软水的软水箱，给水泵，其进水端与软水箱连接，出水端通过给水截止阀和防止水逆流的给水止回阀与外壳侧壁上的进水口连接；和安装于外壳顶面上的蒸汽出口阀；所述外壳的底部具有下排污阀和灰水排放闸阀。在上述技术方案基础上,还包括检测外壳内水位的水位传感器。可选的，所述外壳侧壁上设有上排污阀和验水阀。在上述技术方案基础上，所述进气气道上设有烟气进口阀和防爆阀。在上述技术方案基础上，所述出气气道上设有消音器。在上述技术方案基础上，所述外壳的顶部设置有用于安装仪表的仪表阀、用于对外壳内腔进行快速减压的放空阀和防止外壳内腔中气压过载的安全阀。在上述技术方案基础上，所述传热管束由若干条螺旋形的翅片传热管组成。在上述技术方案基础上，所述外壳的进水口位于外壳的左半部分上，所述外壳的外层设置有保温层。可选的，还包括:辅助烟囱，所述辅助烟囱与出气气道连接。可选的，所述辅助烟囱中设置有吸风机。所述给水泵为两台且相互并联，一台开启一台作为备用，所述给水泵的启闭由水位传感器控制。本专利技术具有如下优点:本专利技术生产蒸汽的过程较为简单，设备容易布置，占地面积少；传热管采用螺旋翅片结构，传热通过管壁传递进行，其热量直接传递给饱和水进行换热，从换热机理而言，水的给热系数远远大于气体的给热系数，换热效率高；螺旋翅片结构的换热器温度适应性好，在热废气温度大大超过设计温度时，也不必担心发生故障，且生产状况正常。【附图说明】图1:管式炉的结构示意图；图2:本专利技术的结构示意图(与管式炉配合后)；图3:本专利技术的剖面结构示意图(与管式炉配合后)；图4:图3中换热器的右视结构示意图；【具体实施方式】下面结合附图和实例对本专利技术作进一步说明:这里需要说明的是，文中所述方位词左、右、顶和底均是以图2所示的视图为基准定义的，应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请所请求的保护范围。如图2和图3所示，一种利用管式炉废气的余热生产蒸汽的系统，其特征在于，包括:外壳1，其安装于固定基体上；换热器2，其主要由支撑盘20和传热管束21组成(见图4)，所述传热管束21固接于支撑盘20上；进气气道3，其连接于换热器2右端上并与传热管束21相连通；出气气道4，其连接于换热器2左端上并与传热管束21相连通；用于存储软水的软水箱5，给水泵6，其进水端与软水箱5连接，出水端通过给水截止阀7和防止水逆流的给水止回阀8与外壳I侧壁上的进水口连接；和安装于外壳I顶面上的蒸汽出口阀9 ;所述外壳I的底部具有下排污阀10和灰水排放闸阀11。优选的，还包括检测外壳I内水位的水位传感器12，使用时外壳I内水位应高于换热器2。可选的，所述外壳I侧壁上设有上排污阀32和验水阀33，所述验水阀33所处位置应高于工艺规定水位。优选的，所述进气气道3上设有烟气进口阀30和防爆阀31。优选的，所述出气气道4上设有消音器32。优选的，所述外壳I的顶部设置有用于安装仪表的仪表阀13、用于对外壳I内腔进行快速减压的放空阀14和防止外壳I内腔中气压过载的安全阀15。优选的，所述传热管束21由若干条螺旋形的翅片传热管组成，翅片传热管更利于换器。优选的，所述外壳I的进水口位于外壳的左半部分上(以图2为参照)，此处需要说明的是如此设置的原因是:由于烟气是由传热管束21的右端入左端出，故传热管束21右半部分的温度要高于左半部分的温度，所以外壳内腔中右半部分的蒸汽产生量要大于左半部分的蒸汽产生量，外壳I的进水口设置于外壳的左半部分上(较低温区)可减少对以成气态的蒸汽产生的冷凝效果，有利于蒸汽总量的产生。所述外壳I的外层设置有保温层23。可选的，还包括:辅助烟囱22，所述辅助烟囱22与出气气道4连接，利用辅助烟囱22的烟囱效应可便于热交换后的废气排出。可选的，所述辅助烟囱22中设置有吸风机(图中未示出)，吸风机可设置于辅助烟囱22内部或它的顶部，当辅助烟囱22的吸力不足时，可使用吸风机。所述给水泵6为两台且相互并联，所述给水泵6的启闭由水位传感器12控制。工作过程:管式炉烟气在主烟囱53引出，由于主烟囱53顶端封闭，烟气经连接于主烟? 53上的进气气道3进入换热器2的传热管中并与管间软水换热，换热后的废气经出气气道4和辅助烟囱22排掉；在换热过程中管间软水被加热升温由于连续不断的换热升温汽液混合物逐步产生，在外壳内腔的中上部产生汽液分离，蒸汽汇集达到额定压力后经蒸汽出口阀送入厂区供用户使用，为确保安全运行，外壳内水位控制采用自动水位控制，设二台给水泵一开一备。当水位传感器检测外壳内水位低于工艺规定水位时，给水泵立即启动上水，水位值高于上限规定时给水泵停止送水。假设管式炉主机功率300-450万千卡/时，要生产的水蒸汽的额定工作压力为0.5MPa，额定工作温度为151°C，额定蒸汽产量为415_900Kg/，给水温度为25°C，管式炉烟气流量为4821.5Nm3/，进口烟气温度为350°C，换热器阻力1400Pa时。若将管式炉烟气温度由350°C降至150°C，废气比热为Cp = 1.2964Kj/Nm3.K，则可回收热量(按实际300万千卡/h计算)为:4821.53*(35本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用管式炉废气的余热生产蒸汽的系统，其特征在于，包括：外壳(1)，其安装于固定基体上；换热器(2)，其主要由支撑盘(20)和传热管束(21)组成，所述传热管束(21)固接于支撑盘(20)上；进气气道(3)，其连接于换热器(2)右端上并与传热管束(21)相连通；出气气道(4)，其连接于换热器(2)左端上并与传热管束(21)相连通；用于存储软水的软水箱(5)，给水泵(6)，其进水端与软水箱(5)连接，出水端通过给水截止阀(7)和防止水逆流的给水止回阀(8)与外壳(1)侧壁上的进水口连接；和安装于外壳(1)顶面上的蒸汽出口阀(9)；所述外壳(1)的底部具有下排污阀(10)和灰水排放闸阀(11)。

【技术特征摘要】
1.一种利用管式炉废气的余热生产蒸汽的系统，其特征在于，包括: 外壳(I)，其安装于固定基体上； 换热器(2)，其主要由支撑盘(20)和传热管束(21)组成，所述传热管束(21)固接于支撑盘(20)上； 进气气道(3)，其连接于换热器(2)右端上并与传热管束(21)相连通； 出气气道(4)，其连接于换热器(2)左端上并与传热管束(21)相连通； 用于存储软水的软水箱(5), 给水泵(6)，其进水端与软水箱(5)连接，出水端通过给水截止阀(7)和防止水逆流的给水止回阀(8)与外壳(I)侧壁上的进水口连接； 和安装于外壳(I)顶面上的蒸汽出口阀(9)； 所述外壳(I)的底部具有下排污阀(10)和灰水排放闸阀(11)。2.根据权利要求1所述一种利用管式炉废气的余热生产蒸汽的系统，其特征在于:还包括检测外壳(I)内水位的水位传感器(12)。3.根据权利要求2所述一种利用管式炉废气的余热生产蒸汽的系统，其特征在于:所述进气气道(3)上设有烟气进口阀(30)和防爆阀(31)。4.根据权利要求2所述一种利用管式炉废气的余热生产...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢同春，栾攀，
申请(专利权)人：青岛中拓科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37