一种罐式煅烧炉高温煅后焦余热制取蒸汽系统及方法技术方案

一种罐式煅烧炉高温煅后焦余热制取蒸汽系统及方法，所述系统包括蒸汽闪蒸罐、混水罐、循环泵、供水管、余热回收装置以及回水管；本发明专利技术采用强制循环原理和高温热水降压闪蒸原理回收罐式煅烧炉高温排料余热制取蒸汽；除盐水进入混水罐与蒸汽闪蒸罐来的高温水充分混合，再经循环泵加压后，通过供水管进入余热回收器，在余热回收器内，供水与高温石油焦逆流间接换热，产生的高温水通过回水管进入蒸汽闪蒸罐进行减压闪蒸，产生的低压饱和蒸汽通过汽水分离器分离后外供，蒸汽闪蒸罐内未闪蒸的高温水进入混水罐完成下一轮循环；该系统及方法的优点是：自动化程度高、运行安全稳定、余热利用率高。率高。率高。

【技术实现步骤摘要】
一种罐式煅烧炉高温煅后焦余热制取蒸汽系统及方法


[0001]本专利技术属于炭素行业石油焦煅烧领域余热利用领域，具体为一种罐式煅烧炉高温煅后焦余热制取蒸汽系统及方法。

技术介绍

[0002]煅后石油焦是生产铝电解用预焙阳极的主要原材料，目前，罐式煅烧炉具有炭质烧损率低、煅后焦质量优且稳定、无外加燃料等诸多优势，在我国炭素行业得到了广泛应用，已成为我国炭素厂煅烧石油焦的主体装备。
[0003]罐式煅烧炉一般由36～72个独立煅烧罐组成，单罐排料(即产品煅后石油焦)量为100～120kg/h，排料温度为1000～1200℃。由于罐式煅烧炉的排料的显热巨大，余热利用价值显著，近年来，国内部分炭素厂将原有上、下煅后石油焦冷却水套中的上水套改为余热回收器，并增设汽包，余热回收器采用自然循环锅炉原理，由上联箱、下联箱和对流管束组成一个循环回路，该方法依靠蒸汽和水之间的密度差形成推动力，使汽水混合物沿着上升管向上流动通过上联箱进入汽包，汽包中的水经下降管流入下联箱进入水冷壁，从而形成水的自然循环流动。
[0004]上述常规制取蒸汽方法在实际运行过程中存在如下问题：(1)多个余热回收器并联布置，供水量平均分配困难；(2)余热回收器盘管因超温爆管事故频发，余热回收器寿命短，经济性远低于预期。
[0005]上述常规制取蒸汽方法存在上述问题原因如下：(1)罐式煅烧炉单罐排料量为100～120kg/h，这个量很少，导致实际产汽量仅为100～150kg/h，即余热回收器的进水量也为100～150kg/h，如何将如此少量的给水平均分配给36～72个余热回收器没有解决好，导致部分供水量偏少的余热回收器盘管，因供水量不足出现干烧汽化爆管现象。(2)单个余热回收器的结构形式也制约各对流管束的给水量分配，即进水口近的管束供水量多些，远离管束少些，进而加剧了余热回收器局部干烧汽化爆管现象。

技术实现思路

[0006]针对上述现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种运行安全、稳定、余热利用率高的一种罐式煅烧炉高温煅后焦余热制取蒸汽系统及方法。
[0007]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种罐式煅烧炉高温煅后焦余热制取蒸汽系统，包括蒸汽闪蒸罐、混水罐、循环泵、供水管、余热回收装置以及回水管；所述余热回收装置用于高温煅后焦与水进行换热，该余热回收装置通过回水管与蒸汽闪蒸罐进水口连接；所述蒸汽闪蒸罐壳体顶部设置有蒸汽出口，底部设有排水口；所述蒸汽闪蒸罐排水口与混水罐进水口相连接；所述混水罐壳体上还设有除盐水补水口以及混水罐出水口；所述混水罐出水口通过供水管与余热回收装置连接；所述供水管上装有循环泵。
[0008]进一步地，所述蒸汽闪蒸罐壳体内设有进水分布管，所述进水分布管与蒸汽闪蒸罐进水口连接，该进水分布管上均匀布置有多个小孔；所述蒸汽闪蒸罐壳体内，蒸汽出口的
下方还设有汽水分离器。
[0009]进一步地，所述蒸汽闪蒸罐壳体上还设有温度计、压力计、蒸汽闪蒸罐液位计以及安全阀，所述蒸汽出口与蒸汽管道连接，所述蒸汽管道上设有蒸汽调压阀；所述蒸汽闪蒸罐采用高温热水降压闪蒸原理制取低压饱和蒸汽。
[0010]进一步地，所述混水罐壳体上设有混水罐液位计，所述混水罐进水口与蒸汽闪蒸罐排水口连接的管路上设有排水阀；所述混水罐壳体上的除盐水补水口与除盐水管道连接，所述除盐水管道上设有补水阀；所述混水罐壳体底部还设有泄水口，所述泄水口与泄水管道连接，所述泄水管道上设有泄水阀。
[0011]进一步地，所述余热回收装置包括至少一个余热回收器，每个余热回收器包括余热回收器壳体，壳体中部设置有煅后焦通道，所述煅后焦通道外侧环绕有换热盘管；所述换热盘管两端分别设有进、出水口，所述进、出水口分别连接供水管、及回水管；所述煅后焦通道顶部设有高温煅后焦入口，底部设有低温煅后焦出口。
[0012]进一步地，所述换热盘管采用强制循环原理，以热水作为回收热量载体，结构形式为单管顺流螺旋换热盘管。
[0013]进一步地，所述余热回收器的布置形式采用同程式布置方式，即流经每个余热回收器的水流过的路径长度都相同。
[0014]基于上述系统制取蒸汽方法为：高压除盐水进入混水罐与蒸汽闪蒸罐来的高温水充分混合，再经循环泵加压后，通过供水管进入余热回收装置，在余热回收装置内，供水通过螺旋换热盘管与高温石油焦逆流间接换热，产生的高温水通过回水管进入蒸汽闪蒸罐进行减压闪蒸，产生的低压饱和蒸汽通过汽水分离器分离后外供，蒸汽闪蒸罐内未闪蒸的高温水进入混水罐完成下一轮循环。
[0015]与常规制取蒸汽方法相比较，本专利技术的优点是：
[0016]1、本专利技术的余热回收器采用强制循环原理替代自然循环原理，采用热水作为回收热量的载体，单个余热回收器的供水量是常规方法的10倍以上，同时换热器采用单管顺流螺旋换热盘管，换热盘管内水量充足，换热效率高，避免局部汽化的产生。
[0017]2、本专利技术的余热回收器的进出口连接的供水管和回水管的布置形式采用同程式布置方式，使得多组并联的余热回收器的水系统阻力更易平衡，避免因余热回收器供水不足造成的汽化过热破损事故。
[0018]3、本专利技术的蒸汽闪蒸罐采用高温热水降压闪蒸原理制取低压饱和蒸汽，同时闪蒸罐和混水罐配置压力、温度和液位等仪表，可实现自动化安全稳定运行。
[0019]4、本专利技术采用模块化设计，根据罐式煅烧炉的产能匹配相应型号的余热利用器，可缩短设计工期，提高设计效率。
附图说明
[0020]图1为本专利技术一种罐式煅烧炉高温煅后焦余热制取蒸汽系统结构示意图；
[0021]图中，1
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蒸汽闪蒸罐、2
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混水罐、3
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循环泵、4
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供水管、5
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余热回收器、6
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回水管、7
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蒸汽调压阀、8
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排水阀、9
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补水阀、10
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泄水阀；
[0022]1.1
‑
温度计、1.2
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压力计、1.3
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蒸汽闪蒸罐液位计、1.4
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安全阀、1.5
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汽水分离器、1.6
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进水分布管、1.7
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蒸汽闪蒸罐壳体；2.1
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混水罐壳体、2.2
‑
混水罐液位计；5.1
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余热回
收器壳体、5.2
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换热盘管；
[0023]a
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蒸汽闪蒸罐进水口、b
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蒸汽闪蒸罐蒸汽出口、c
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蒸汽闪蒸罐排水口；d
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混水罐进水口、e
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混水罐除盐水补水口、f
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混水罐出水口、g
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混水罐泄水口；h
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余热回收器进水口、j
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种罐式煅烧炉高温煅后焦余热制取蒸汽系统，其特征在于：包括蒸汽闪蒸罐、混水罐、循环泵、供水管、余热回收装置以及回水管；所述余热回收装置用于高温煅后焦与水进行换热，该余热回收装置通过回水管与蒸汽闪蒸罐进水口连接；所述蒸汽闪蒸罐壳体顶部设置有蒸汽出口，底部设有排水口；所述蒸汽闪蒸罐排水口与混水罐进水口相连接；所述混水罐壳体上还设有除盐水补水口以及混水罐出水口；所述混水罐出水口通过供水管与余热回收装置连接；所述供水管上装有循环泵。2.根据权利要求1所述的一种罐式煅烧炉高温煅后焦余热制取蒸汽系统，其特征在于：所述蒸汽闪蒸罐壳体内设有进水分布管，所述进水分布管与蒸汽闪蒸罐进水口连接，该进水分布管上均匀布置有多个小孔；所述蒸汽闪蒸罐壳体内，蒸汽出口的下方还设有汽水分离器。3.根据权利要求1所述的一种罐式煅烧炉高温煅后焦余热制取蒸汽系统，其特征在于：所述蒸汽闪蒸罐壳体上还设有温度计、压力计、蒸汽闪蒸罐液位计以及安全阀；所述蒸汽出口与蒸汽管道连接，所述蒸汽管道上设有蒸汽调压阀；所述蒸汽闪蒸罐采用高温热水降压闪蒸原理制取低压饱和蒸汽。4.根据权利要求1所述的一种罐式煅烧炉高温煅后焦余热制取蒸汽系统，其特征在于：所述混水罐壳体上设有混水罐液位计，所述混水罐进水口与蒸汽闪蒸罐排水口连接的管路上设有排水阀；所述混水罐壳体上的除盐水补水口与除盐水管道连接，所述除盐水管道上设有补水阀...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦学深，曹晶晶，邱峰，朱东旭，
申请(专利权)人：东北大学设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：