一种焦化上升管荒煤气余热回收及利用系统技术方案

一种焦化上升管荒煤气余热回收及利用系统，包括：除盐水箱、除氧器、汽包、若干并联的上升管换热器；还包括供水管路和蒸汽管路；供水管路包括除氧器供水管路、上升管换热器供水管路和汽包供水管路；除氧器供水管路包括供水管路一和供水管路二，供水管路一设有除氧给水泵；供水管路二直接连通脱盐水箱阀门前的管道和除氧器的进水管道作为备用水源，上升管换热器供水管路上设有至少一组强制循环泵。本实用新型专利技术系统通过对给水、蒸汽利用，对供电电源等从系统安全可靠经济性进行优化，将所产蒸汽通过专管直供焦化化产所用，且能真正实现电源、各种给水泵等关键设备的一用一备，方便整个系统的维护检修、杜绝安全隐患，安全性好、稳定性高。

【技术实现步骤摘要】
一种焦化上升管荒煤气余热回收及利用系统
本技术涉及一种余热回收及利用系统，具体涉及一种焦化上升管荒煤气余热回收及利用系统。
技术介绍
炼焦行业焦化工序能耗占到钢铁联合企业总能耗的15％，而炼焦炉的能耗一般达到炼焦工序能耗的70％以上。炼焦煤在焦炉炭化室内高温干馏，发生一系列物理化学变化，形成高温煤气自上升管逸出，温度为650～800℃的荒煤气经桥管进入集气管，由喷洒的循环氨水对其进行急冷。喷洒的循环氨水压力0.15-0.2MPa(表压)、质量浓度为3～5％。氨水汽化过程能够带走荒煤气非常度的热量，荒煤气温度由650～800℃下降到82～86℃，这个过程中，有60％左右的焦油汽冷凝析出。经循环氨水急冷后的荒煤气，进入初冷器，被循环水冷却至22～350C左右后进入后续分离工段，上述过程造成荒煤气带出热被白白浪费。对于焦化上升管荒煤气带出的占焦炉总热36％的显热，由于荒煤气性质复杂，含有多种气体成分和杂质，受炼焦安全性影响，其余热回收的研究并不顺利。目前为止，还没有形成一种高效、可靠、安全的余热回收技术，大部分焦化厂还没有对荒煤气的热量进行回收利用。焦化上升管荒煤气带出热占到焦炉输出热量的36％，具有相当高的回收利用价值，目前国内外研究了各种焦炉上升管余热回收工艺，也进行了一定的工业尝试，但对于大规模推广应用仍存在诸多问题，严重阻碍余热回收的顺利进行，同时现有的技术中着重强调对焦炉上升管荒煤气换热装置的研究，对整个余热系统及钢铁企业生产特点重视度不够，导致实际运行中存在诸多问题。比如：现有已运行的焦化炉上升管荒煤气余热回收系统所产生蒸汽是直接并入现有的低压蒸汽管网，低压蒸汽管网在实际运行中，存在多汽源点并网，用户布局分散，冬夏用汽不平衡，潜在的泄漏点多等多种问题，导致蒸汽管网运行不稳定，热损失大，泄漏频繁等现象，同时对热力能源也有很大的浪费，造成焦炉上升管荒煤气余热回收总体经济效益不高。且现有运行的焦化上升管荒煤气余热回收系统所用除氧器采用单路供水，仅有一条供水管路，除盐水经除氧给水泵进入除氧器，一旦除氧给水泵出现故障，导致除氧补水受到影响，除氧器水箱中的水仅能维持30min，上升管余热回收装置存在干烧风险，极有可能导致换热系统出现故障，再次投运时可能对焦化工艺产生不利影响。对比文件1：CN102925165A一种用于焦炉上升管荒煤气余热回收利用系统，由上升管换热器、主集气管、水/汽换热器组成，上升管换热器进气口连接焦炉的工质气体出口，上升管换热器的热气体出口连接主集气管，主集气管连接水/汽换热器，用于产生蒸汽或热水。对比文件2：CN204824713U公开一种新型焦炉荒煤气上升管余热回收系统，包括上升管，汽包，汽包上设有安全阀和加药装置，联氨除氧装置通过给水泵与汽包连通，汽包底部通过循环热水泵分别与若干组上升管相连接，所述上升管上端与汽包相通，所述的汽包上端通过管道连接蒸汽管网。上述对比文件1和对比文件2公开的焦炉荒煤气上升管余热回收系统产生的蒸汽都是直接并入蒸汽管网，且供水管路不完善，容易造成除氧器除氧水箱烧干等安全隐患。
技术实现思路
本技术主要解决的技术问题是提供一种焦化上升管荒煤气余热回收及利用系统，该系统通过对给水，蒸汽利用，供电电源等从系统安全可靠经济性进行优化，能将所产蒸汽通过专管直供焦化化产所用，且能真正实现电源、各种给水泵等关键设备的一用一备，方便整个系统的维护检修、杜绝安全隐患，具有安全性好、稳定性高的特点。为了解决上述技术问题，本技术采用以下技术方案：提供一种焦化上升管荒煤气余热回收及利用系统，包括：脱盐水箱、除氧器、汽包、若干个并联的上升管换热器；还包括连接各设备的供水管路和蒸汽管路；所述供水管路包括除氧器供水管路、汽包供水管路和上升管换热器供水出水管路；除氧器供水管路包括供除氧器水管路一和除氧器供水管路二，所述除氧器供水管路一设有除氧给水泵，通过除氧给水泵将脱盐水泵入除氧器；所述除氧器供水管路二直接连通脱盐水箱阀门前的管道和除氧器的进水管道，作为备用水源；汽包供水管路上设有汽包给水泵，用于将通过除氧器除氧后的除氧水注入汽包内；上升管换热器供水管路上设有至少一组强制循环泵，所述强制循环泵用于给上升管换热器注水。优选地，上升管换热器进水管路上的强制循环泵采用大流量低扬程的循环泵；同时强制循环泵采用分组、梯级管径配置。多个强制循环泵采用分组、梯级管径配置，能保证每个上升管换热器进出水量相对平均，一定程度上均衡上升管进出口荒煤气的温差，并且上升管换热器内壁表面均匀光滑，无死角，不易凝结，从而尽可能地降低焦油在内壁的凝结。本系统中的汽水工艺流程为：除盐水经除氧泵送至除氧器，后经给水泵送入汽包，汽包内的水由强制循环泵注入上升管荒煤气换热器吸收高温荒煤气(约750℃)的显热及辐射热，产生的气液混合物再返回汽包，汽包内产生的饱和蒸汽通过汽水分离器分离后通过化产专用管道直接供化产使用或供干熄焦除氧用蒸汽。荒煤气流程为：自焦炉炭化室→上升管换热器→桥管→去焦化生产系统。进一步地，所述除氧器供水管路二上设有调节阀，且所述调节阀的前、后各设手动阀门一台。进一步地，所述焦化上升管荒煤气余热回收及利用系统还包括螺杆膨胀发电机组，所述螺杆膨胀发电机组能利用汽包及除氧器的除氧水箱暖冲，用于停电时供电给除氧给水泵和强制循环泵，以防焦化厂突发停电事故对上升管荒煤气换热器干烧破坏；同时还能作为蒸汽量调节机组，用于当化产所用蒸汽量波动有余时开启螺杆发电机组发电。进一步地，所述焦化上升管荒煤气余热回收及利用系统的蒸汽产出口通过专管连接焦化生产系统。进一步地，所述除氧给水泵、汽包给水泵和强制给水泵均采用一用一备的形式设置连接在相应的供水管路上。优选地，所述汽包供水管路上设有至少两组汽包给水泵，至少保证一用一备，必要时多用一备，所述汽包给水泵用于给上升管换热器供水。除氧给水泵及强制给水泵也都可优选采用多用一备的形式设置。进一步地，所述系统中汽包包括汽包一和汽包二，汽包一和汽包二之间通过管路连接。能避免单汽包在定期进行内检及安全阀检验时，需要汽包停止运行，但上升管换热器还要正常使用，无法断开汽包与上升管换热器的连接。设置双汽包能年检时可停用一个汽包，便于维护和检修。进一步地，所述汽包一和汽包二上均设有安全阀，并设有加药投入口。进一步地，所述上升管换热器采用复合材料夹套型结构，中心为荒煤气通道，四周设有汽水通道；上升管换热器底部设置进水口和排污口，顶部设置汽水出口。上升管换热器内壁通过结构与材料相结合的复合设计，实现多重防护，保证事故水不会流入炭化室。进一步地，所述焦化上升管荒煤气余热回收及利用系统还包括加药取样系统，所述加药取样系统包括加药装置和取样冷却器，所述加药装置用于给除氧后的给水管道中添加联氨溶液，以及连接汽包的加药投入口，给汽包中设置添加磷酸三钠溶液，所述取样冷却器用于分别定期化验除氧水的含氧量、汽包水的酸碱度和电导率以及蒸汽质量。进一步地，所述焦化上升管荒煤气余热回收及利用系统还包括，定期排污扩容器，所述定期排污扩容器与汽包的排污口连接。进一步地，所述焦化上升管荒煤气余热回收及利用系统还包括设置在装煤车上的红外测温设备和激光测距设备，以及设置在上升管荒煤气余热回收装置法兰预留孔测量进出口用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种焦化上升管荒煤气余热回收及利用系统，其特征在于，包括：脱盐水箱、除氧器、汽包、若干个并联的上升管换热器；还包括连接各设备的供水管路和蒸汽管路；所述供水管路包括除氧器供水管路、汽包供水管路和上升管换热器供水出水管路；除氧器供水管路包括供除氧器水管路一和除氧器供水管路二，所述除氧器供水管路一设有除氧给水泵，通过除氧给水泵将脱盐水泵入除氧器；所述除氧器供水管路二直接连通脱盐水箱阀门前的管道和除氧器的进水管道，作为备用水源；汽包供水管路上设有汽包给水泵，用于将通过除氧器除氧后的除氧水注入汽包内；上升管换热器供水管路上设有至少一组强制循环泵，所述强制循环泵用于给上升管换热器注水。

【技术特征摘要】
1.一种焦化上升管荒煤气余热回收及利用系统，其特征在于，包括：脱盐水箱、除氧器、汽包、若干个并联的上升管换热器；还包括连接各设备的供水管路和蒸汽管路；所述供水管路包括除氧器供水管路、汽包供水管路和上升管换热器供水出水管路；除氧器供水管路包括供除氧器水管路一和除氧器供水管路二，所述除氧器供水管路一设有除氧给水泵，通过除氧给水泵将脱盐水泵入除氧器；所述除氧器供水管路二直接连通脱盐水箱阀门前的管道和除氧器的进水管道，作为备用水源；汽包供水管路上设有汽包给水泵，用于将通过除氧器除氧后的除氧水注入汽包内；上升管换热器供水管路上设有至少一组强制循环泵，所述强制循环泵用于给上升管换热器注水。2.根据权利要求1所述的一种焦化上升管荒煤气余热回收及利用系统，其特征在于，所述焦化上升管荒煤气余热回收及利用系统还包括螺杆膨胀发电机组，所述螺杆膨胀发电机组能利用汽包及除氧器的除氧水箱缓冲，用于停电时供电给除氧给水泵和强制循环泵；同时还能作为蒸汽量调节机组，用于当化产所用蒸汽量波动有余时开启螺杆发电机组发电。3.根据权利要求1所述的一种焦化上升管荒煤气余热回收及利用系统，其特征在于，所述焦化上升管荒煤气余热回收及利用系统的蒸汽产出口通过专管连接焦化生产系统。4.根据权利要求1所述的一种焦化上升管荒煤气余热回收及利用系统，其特征在于，所述除氧给水泵、汽包给水泵和强制给水泵均采用一用一备的形式设置连接在相应的供水管路上。5.根据权利要求1所述的一种焦化上升管荒煤气余热回收及利用系统，其特征在于，所述汽包包括汽...

【专利技术属性】
技术研发人员：李兹焕，王尚，林建湘，
申请(专利权)人：湖南华菱节能环保科技有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南,43