[实用新型]上升管余热插入式温控热膨胀除焦热管导出系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种上升管余热插入式温控热膨胀除焦热管导出系统，能够实现稳定换热、独立除焦、独立安装、快速更换，属于焦炉上升管荒煤气余热回收技术领域。

背景技术

焦炉上升管焦化室出口荒煤气温度约为750℃左右，荒煤气经上升管后进入桥管，在桥管段经喷洒的氨水冷却后进入集气管，此时荒煤气温度降低到85℃。由荒煤气带走的热量占炼焦总热量的36%，用循环氨水虽然能够迅速降低荒煤气的温度，但工艺较复杂、运行成本高、维护量大，冷却后的氨水通过蒸发脱氨后循环使用，不仅大量氨水被消耗，而且荒煤气余热未被利用。目前，国内上升管余热利用的主要方式有：

1、上升管外壁上焊接环形夹套，在夹套下部通入软水，在夹套内水与热荒煤气换热，煤气温度降到450-500℃，水则吸热变成汽水混合物，在夹套上部排出并通过管道送至汽包，汽包内经过汽水分离后，低压饱和蒸汽(一般为0.4-0.7MPa)外供，而饱和水通过管道自流送入上升管夹套下部循环使用。由于夹套容易变形和炸裂、更换成本高、影响生产等原因此类应用未被推广；

2、上升管夹套结构，与汽化上升管相似，区别在于吸收上升管荒煤气余热的介质是导热油或是蒸汽, 导热油循环使用。2006年，济钢和济南冶金设备公司在济钢6 m焦炉的5个上升管上进行了导热油回收荒煤气热量的生产试验。2013年唐山达丰焦化厂也安装了蒸汽换热夹套用于无水蒸氨。由于介质在有限换热面积下未发生相变，此方案投资大且回收热量有限；

3、2008年, 南京圣诺热管有限公司开发出了利用分离式热管回收上升管荒煤气热量的技术，并在上海梅山钢铁股份有限公司的4米3焦炉的一个上升管上进行了连续性试验。此方案的缺点是结焦严重，影响荒煤气导出；

4、外套管+盘管形式，与上升管汽化冷却原理相似，结构进行了改进。2012年武钢做了工业试验，此方案投资大，有爆管现象。

实用新型内容

本实用新型提供一种上升管余热插入式温控热膨胀除焦热管导出系统，利用热管专用换热设备，使进水汽化换热，实现了相变过程，换热量大，独特的防结焦技术、特有的结构及完全独立式安装，避免结焦、爆管、更换困难等问题，解决背景技术存在的上述问题。

本实用新型的技术方案是：

上升管余热插入式温控热膨胀除焦热管导出系统，包含出汽管、进水管、出汽口、进水口、可拆卸连接头和防结焦头；出汽管内设有进水管，进水管下端不封闭，出汽管的下端封闭，出汽管下端设有防结焦头，防结焦头为圆锥结构，锥尖向下；出汽管和进水管的上端与可拆卸连接头连接，可拆卸连接头上设有出汽口和进水口，进水口与出汽口在可拆卸连接头上独立平行布置，出汽口与出汽管上端连通，进水口与进水管上端连通；进水管设置于出汽管内，为一体式结构，出汽管和进水管一起弯成L型结构，L型结构的水平段端部设有可拆卸连接头，垂直段端部设有防结焦头；L型结构的水平段和垂直段安装在上升管内，水平段端部穿出上升管。

所述进水管内设有进水旋流器；所述可拆卸连接头的出汽口与汽包连接，可拆卸连接头的进水口与进水系统连接，进水系统包含脱盐水蓄水箱、水泵和电动调节阀。

所述可拆卸连接头上设有高温热电偶保护套，高温热电偶保护套内设有高温热电偶；高温热电偶连接控制器，控制器转换信号输送给电动调节阀，电动调节阀控制进水系统的进水量，控制出汽管外管壁温度，实现防结焦功能。

所述上升管开有安装孔，L型结构通过上升管顶部进入，进入上升管后，L型结构水平段从安装孔送出，L型结构的水平段端部穿过上升管开孔处，外部通过可拆卸连接头分别与汽包和供水系统连接，可拆卸连接头与上升管连接法兰连接，拆装便捷。

所述的L型结构，进水管与出汽管弯制为一体结构，保证了换热装备的整体性；本实用新型内部进水与外部出汽一体式结构，外部出汽管不仅实现了蒸汽导出功能，而且出汽管使荒煤气与进水管隔离，使出汽管外部不低于结焦温度，同时蒸汽上升逐步加热进水，使进水完全气化，同时实现了上升管与本实用新型可以独立工作互不影响。

所述上升管与进汽管之间设有防弯支架；进水管与出汽管之间设有进水管固定件。

此外，本实用新型还有配置相关辅助设备和仪表，包括汽包及汽包相关设备、脱盐水蓄水箱、压力表、温度表、开关阀门等。

本实用新型可以独立安装与更换、拥有上述结构及除焦技术，换热设备成独立系统，采用简单上升管开孔插入方式，不用更换上升管，不影响生产，更换成本及维护成本低，本实用新型可以称为“独立插入式”换热管，这也是本实用新型与背景技术上升管换热装置本质区别。