【技术实现步骤摘要】
本技术涉及换热，更具体地说，涉及一种焦炉上升管与烟气余热协同利用工艺系统。
技术介绍
1、炼焦煤在焦炉中被隔绝空气加热干馏，生成焦炭，同时产生大量荒煤气。荒煤气温度为600~800℃，其显热占焦炉支出热的～36％。目前，已逐步对焦炉荒煤气的余热进行利用，产出蒸汽供装置使用或并入管网。现有技术对荒煤气的余热利用的流程为：600～800℃的荒煤气自焦炉炭化室经上升管荒煤气余热回收装置后，温度降至450℃以上，再经桥管氨水喷淋降温至82-85℃，汇集到集气管后进行进一步降温及处理。
2、对于上升管荒煤气余热回收装置的汽水侧，现有技术流程为：常温除盐水由除氧给水泵泵入除氧器内，进行热力除氧，除氧蒸汽由自产蒸汽或外来蒸汽提供。除氧水被泵入汽包，上升管换热器与汽包组成汽水循环系统，在上升管换热器内，汽水吸收荒煤气的热量产生蒸汽，经汽包分离后输出。
3、上述工艺中，锅炉除盐水升温及除氧时，消耗了较多量的蒸汽，削弱了荒煤气余热利用的效果。
4、另外，对于焦炉烟道气余热回收及烟气处理，目前典型的工艺路线是：焦炉烟气（温度200～300℃）经余热锅炉降温后，进行活性焦脱硫脱硝一体化处理工艺。由于活性焦脱硫脱硝一体化处理工艺适合的烟气温度为130～135℃。而余热锅炉后烟气温度是160～170℃，因此，现有技术采用循环水降温或空冷的方法，将烟气温度降至130～135℃，以适应活性焦脱硫脱硝一体化处理工艺的需要，在这种情况下，该烟气的低温余热没有得到有效的应用。
5、因此，有必要考虑将焦炉上升管与烟气余热
技术实现思路
1、本技术的目的是针对现有的余热利用装置未能实现焦炉余热与烟气余热的协同利用而易造成能源浪费的问题，设计一种焦炉上升管与烟气余热协同利用工艺系统，从而将焦炉烟气的低温余热加以利用，用来加热焦炉上升管余热利用系统中的除盐水，以节约除氧蒸汽，提高焦炉整体余热利用的效果。
2、本技术的技术方案为：
3、一种焦炉上升管与烟气余热协同利用工艺装置，它包括：除盐水泵2、焦炉烟气-水换热器3、除氧器6、锅炉给水泵8、汽包10、锅炉上升管11、锅炉下降管12、上升管蒸发器管组23，其特征是：除盐水1经除盐水泵2送入焦炉烟气-水换热器3中吸收低温烟气4的热量后进入除氧器6中除氧，被锅炉给水泵8送入汽包10，低温烟气4经焦炉烟气-水换热器3吸热后形成的换热后焦炉烟气直接从焦炉烟气-水换热器3排出引入下道工序；汽包10内的锅炉水经锅炉下降管12进入上升管蒸发器管组23，在上升管蒸发器管组23内，锅炉水与从其底部进入的高温荒煤气19进行换热，高温荒煤气19换热后变成低温荒煤气13流出上升管蒸发器管组23，锅炉水在上升管蒸发器管组23中吸收荒煤气热量后汽化，形成汽水混合物，经锅炉上升管11进入汽包，在汽包10内汽水分离后，饱和蒸汽从汽包10输出，分离后的饱和水经锅炉下降管12进入上升管蒸发器管组23换热继续进行下一轮循环。
4、所述的上升管蒸发器管组23包含若干个独立的上升管蒸发器23-1，焦炉的高温荒煤气19由所述上升管蒸发器23-1下方进入，经换热降温后从上升管蒸发器23-1上方排出，进入下段工序；所述上升管蒸发器23-1的下方侧面及上方侧面还分别包含上升管蒸发器水侧进口23-2及上升管蒸发器水侧出口23-3，锅炉水通过上升管蒸发器水侧进口23-2进入上升管蒸发器23-1，与焦炉的高温荒煤气19进行换热，形成汽水混合物，从上升管蒸发器水侧出口23-3排出，通过锅炉上升管11进入汽包。
5、在锅炉下降管12的管路上还包括自然循环管路22以及强制循环管路20，自然循环管路22与强制循环管路20并列设置；上升管蒸发器管组、汽包、锅炉上升管、锅炉下降管、自然循环管路或强制循环管路组成锅炉汽水循环系统；所述自然循环管路22上安装有自然循环阀21；强制循环管路20上安装有强制循环阀15和强制循环泵16；焦炉上升管余热利用系统在开车、非稳定运行工况下，关闭自然循环阀，打开强制循环阀、启动强制循环泵，锅炉汽水系统采用强制循环方式；系统稳定运行后，打开自然循环阀，停运强制循环泵，关闭强制循环阀，锅炉汽水系统切换至自然循环运行。
6、本技术还包含一个蒸汽过热系统，汽包10输出的锅炉饱和蒸汽14进入上升管过热器管组17中与焦炉的高温荒煤气19换热形成过热蒸汽，并从过热蒸汽总管18输出供后继工艺使用。
7、所述上升管过热器管组17包含若干个独立的上升管过热器17-1，所述上升管过热器17-1的上方侧面及下方侧面还分别包含上升管过热器蒸汽进口17-2 及上升管过热器蒸汽出口17-3，饱和蒸汽通过上升管过热器蒸汽进口17-2进入上升管过热器17-1，与焦炉荒煤气进行换热，形成过热蒸汽，从上升管过热器蒸汽出口17-3排出，并入过热蒸汽总管18；上升管过热器17-1的数量根据锅炉蒸汽参数及系统热量平衡计算后确定。
8、所述焦炉烟气—水换热器3采用常温除盐水与焦炉烟气余热锅炉后的低温烟气进行换热，常温除盐水吸收了该低温烟气的余热后，进入除氧器，有效地节约除氧蒸汽的用量；换热后焦炉烟气的温度根据满足后序工艺的需求确定。
9、本技术的有益效果是：
10、本技术的一种焦炉上升管与烟气余热协同利用工艺装置，锅炉汽水循环采用了双循环系统模式：当焦炉上升管余热利用系统在开车、非稳定运行等工况下，锅炉汽水系统采用强制循环模式；系统稳定运行后，锅炉汽水循环切换至自然循环运行模式。在自然循环工况下，蒸发器循环水量、产汽量与焦炉荒煤气的热量相适应，实现自动调节；同时，也节约了系统的运行费用及设备检维修的费用。
11、本技术的一种焦炉上升管与烟气余热协同利用工艺装置，实现了上升管与焦炉烟气在余热的协同利用：通过常温除盐水与焦炉烟气余热锅炉后的低温烟气进行换热，有效地节约了上升管余热锅炉除氧蒸汽的用量，提高焦炉整体余热利用的效果。
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1.一种焦炉上升管与烟气余热协同利用工艺装置，它包括：除盐水泵（2）、焦炉烟气-水换热器（3）、除氧器（6）、锅炉给水泵（8）、汽包（10）、锅炉上升管（11）、锅炉下降管（12）、上升管蒸发器管组（23），其特征是：除盐水（1）经除盐水泵（2）送入焦炉烟气-水换热器（3）中吸收低温烟气（4）的热量后进入除氧器（6）中除氧，被锅炉给水泵（8）送入汽包（10），低温烟气（4）经焦炉烟气-水换热器（3）吸热后形成的换热后焦炉烟气直接从焦炉烟气-水换热器（3）排出引入下道工序；汽包（10）内的锅炉水经锅炉下降管（12）进入上升管蒸发器管组（23），在上升管蒸发器管组（23）内，锅炉水与从其底部进入的高温荒煤气（19）进行换热，高温荒煤气（19）换热后变成低温荒煤气（13）流出上升管蒸发器管组（23），锅炉水在上升管蒸发器管组（23）中吸收荒煤气热量后汽化，形成汽水混合物，经锅炉上升管（11）进入汽包，在汽包（10）内汽水分离后，饱和蒸汽从汽包（10）输出，分离后的饱和水经锅炉下降管（12）进入上升管蒸发器管组（23）换热继续进行下一轮循环。
2.根据权利要求1所述的焦炉上升
3.根据权利要求1所述的焦炉上升管与烟气余热协同利用工艺装置，其特征是：在锅炉下降管（12）的管路上还包括自然循环管路（22）以及强制循环管路（20），自然循环管路（22）与强制循环管路（20）并列设置；上升管蒸发器管组、汽包、锅炉上升管、锅炉下降管、自然循环管路或强制循环管路组成锅炉汽水循环系统；所述自然循环管路（22）上安装有自然循环阀（21）；强制循环管路（20）上安装有强制循环阀（15）和强制循环泵（16）；焦炉上升管余热利用系统在开车、非稳定运行工况下，关闭自然循环阀，打开强制循环阀、启动强制循环泵，锅炉汽水系统采用强制循环方式；系统稳定运行后，打开自然循环阀，停运强制循环泵，关闭强制循环阀，锅炉汽水系统切换至自然循环运行。
4.根据权利要求1所述的焦炉上升管与烟气余热协同利用工艺装置，其特征是：它还包含一个蒸汽过热系统，汽包（10）输出的锅炉饱和蒸汽（14）进入上升管过热器管组（17）中与焦炉的高温荒煤气（19）换热形成过热蒸汽，并从过热蒸汽总管（18）输出供后继工艺使用。
5. 根据权利要求4所述的焦炉上升管与烟气余热协同利用工艺装置，其特征是：所述上升管过热器管组（17）包含若干个独立的上升管过热器（17-1），所述上升管过热器（17-1）的上方侧面及下方侧面还分别包含上升管过热器蒸汽进口（17-2） 及上升管过热器蒸汽出口（17-3），饱和蒸汽通过上升管过热器蒸汽进口（17-2）进入上升管过热器（17-1），与焦炉荒煤气进行换热，形成过热蒸汽，从上升管过热器蒸汽出口（17-3）排出，并入过热蒸汽总管（18）；上升管过热器（17-1）的数量根据锅炉蒸汽参数及系统热量平衡计算后确定。
6.根据权利要求1所述的焦炉上升管与烟气余热协同利用工艺装置，其特征是：所述焦炉烟气—水换热器（3）采用常温除盐水与焦炉烟气余热锅炉后的低温烟气进行换热，常温除盐水吸收了该低温烟气的余热后，进入除氧器，有效地节约除氧蒸汽的用量；换热后焦炉烟气的温度根据满足后序工艺的需求确定。
...【技术特征摘要】
1.一种焦炉上升管与烟气余热协同利用工艺装置，它包括：除盐水泵（2）、焦炉烟气-水换热器（3）、除氧器（6）、锅炉给水泵（8）、汽包（10）、锅炉上升管（11）、锅炉下降管（12）、上升管蒸发器管组（23），其特征是：除盐水（1）经除盐水泵（2）送入焦炉烟气-水换热器（3）中吸收低温烟气（4）的热量后进入除氧器（6）中除氧，被锅炉给水泵（8）送入汽包（10），低温烟气（4）经焦炉烟气-水换热器（3）吸热后形成的换热后焦炉烟气直接从焦炉烟气-水换热器（3）排出引入下道工序；汽包（10）内的锅炉水经锅炉下降管（12）进入上升管蒸发器管组（23），在上升管蒸发器管组（23）内，锅炉水与从其底部进入的高温荒煤气（19）进行换热，高温荒煤气（19）换热后变成低温荒煤气（13）流出上升管蒸发器管组（23），锅炉水在上升管蒸发器管组（23）中吸收荒煤气热量后汽化，形成汽水混合物，经锅炉上升管（11）进入汽包，在汽包（10）内汽水分离后，饱和蒸汽从汽包（10）输出，分离后的饱和水经锅炉下降管（12）进入上升管蒸发器管组（23）换热继续进行下一轮循环。
2.根据权利要求1所述的焦炉上升管与烟气余热协同利用工艺装置，其特征是：所述的上升管蒸发器管组（23）包含若干个独立的上升管蒸发器（23-1），焦炉的高温荒煤气（19）由所述上升管蒸发器（23-1）下方进入，经换热降温后从上升管蒸发器（23-1）上方排出，进入下段工序；所述上升管蒸发器（23-1）的下方侧面及上方侧面还分别包含上升管蒸发器水侧进口（23-2）及上升管蒸发器水侧出口（23-3），锅炉水通过上升管蒸发器水侧进口（23-2）进入上升管蒸发器（23-1），与焦炉的高温荒煤气（19）进行换热，形成汽水混合物，从上升管蒸发器水侧出口（23-3）排出，通过锅炉上升管（11）进入汽包。
3.根据权利要求1所述的焦炉上升管与烟气余热协同利用工艺装置，其特征是：在锅炉下降管...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈军，陆桂清，王明军，郭宏新，杨玉猛，
申请(专利权)人：南京圣诺热管有限公司，
类型：新型
国别省市：
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