一种直接生产过热蒸汽的上升管换热装置的制作方法

本技术涉及焦炉荒煤气余热回收，具体涉及一种直接生产过热蒸汽的上升管换热装置。

背景技术：

1、炼焦煤在焦炉中被隔绝空气加热干馏，生成焦炭，同时产生大量挥发出来的荒煤气(温度一般在650～800℃)。焦炉荒煤气带出的余热占焦炉支出热的36％左右；而目前焦化行业对荒煤气带出的余热，开发了上升管余热回收技术并取得成功，其是通过上升管换热装置利用荒煤气热量将除氧水加热产生的汽水混合物在汽包内汽水分离，生产饱和蒸汽，然后水通过循环泵继续送至上升管换热器进行加热，循环产生饱和蒸汽。当用户需要生产过热蒸汽时，则将生产的饱和蒸汽再次送回焦炉，在上升管过热装置用荒煤气热量将饱和蒸汽继续加热生产所需温度的过热蒸汽，送到所需工序或直接并网。

2、荒煤气余热回收生产过热蒸汽分别采用了两种换热设备上升管换热装置(水-饱和蒸汽)和上升管过热装置(饱和蒸汽-过热蒸汽)。该工艺流程生产过热蒸汽，需要先通过上升管换热装置在汽化站的汽包生产出饱和蒸汽，再将饱和蒸汽从汽化站送回焦炉的上升管过热装置生产过热蒸汽。中间汽水混合物经历了从焦炉到汽化站，然后饱和蒸汽又从汽化站回焦炉过热，这个过程管道需要保温，经管道散热会损失较多的热量，影响了产汽效率。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于：针对现有荒煤气余热回收生产过热蒸汽时存在热量损失较大、产汽效率较低的问题，本实用新型设计了一种直接生产过热蒸汽的上升管换热装置，该装置有效解决了上述问题。

2、本实用新型是通过如下技术方案实现的：

3、一种直接生产过热蒸汽的上升管换热装置，其特征在于，该上升管换热装置包括：上升管、第一换热夹套、第二换热夹套以及连通管；

4、所述的第一换热夹套中设置有进水口；所述的第二换热夹套中设置有出汽口；所述的第一换热夹套套设于所述上升管的上部，所述的第二换热夹套套设于所述上升管的下部；

5、所述的连通管穿插设置于所述第一换热夹套和第二换热夹套中，且位于所述第二换热夹套中的连通管上设置有若干喷汽嘴。

6、目前，上升管余热回收装置生产过热蒸汽需要先生产饱和蒸汽，然后再生产过热蒸汽，在两次生产及传输过程中会损失大量的热量，影响产汽率。目前的上升管换热器没有实现定量的交换的功能，所以产生的蒸汽的质量也无法的保证。目前的上升管换热器采用的是同向换热的原理，使得产生的蒸汽的效率降低并且这种原理下的换热器的吸热功能无法控制，在焦炉的晾炉阶段，极容易产生吸热过高的现象。

7、本实用新型通过设计的连通管，可以将上部第一换热夹套中产生的饱和蒸汽引导至下部的第二换热夹套中。其中：连通管依靠下部设置的多个喷汽嘴，让饱和蒸汽喷射到下部的第二换热夹套中。

8、具体的，本实用新型设计的上升管换热装置是根据焦炉荒煤气特性，将整根上升管换热装置设计成上下两部分，上部分利用温度较低的荒煤气，将除氧水全部加热成饱和蒸汽，然后饱和蒸汽经过第一换热夹套和第二换热夹套中设计的连通管进入到该上升管的下部分，利用下部分的高温荒煤气再将饱和蒸汽继续加热，从而生成过热蒸汽。

9、进一步的，一种直接生产过热蒸汽的上升管换热装置：所述第一换热夹套的直径大于所述第二换热夹套。

10、进一步的，一种直接生产过热蒸汽的上升管换热装置：所述上升管的内壁设置为弧形结构，且中间部分的内径大于两端的内径。

11、进一步的，一种直接生产过热蒸汽的上升管换热装置：位于所述第二换热夹套中的连通管的管径小于位于所述第一换热夹套中的连通管的管径。

12、进一步的，一种直接生产过热蒸汽的上升管换热装置：所述连通管的一端延伸至所述第一换热夹套的顶部，另一端延伸至所述第二换热夹套的底部。

13、进一步的，一种直接生产过热蒸汽的上升管换热装置：所述的上升管换热装置还包括：流量阀和温度计；所述的流量阀设置于所述进水口处，所述的温度计设置于所述出汽口处；所述的流量阀与温度计联动设置；若所述温度计检测所述出汽口处产生的过热蒸汽温度过高，则调节所述进水口的流量增大；反之，则降低所述进水口的流量。

14、配合本实用新型的上升管换热装置，在进水口设置了一个定量流量阀，在出汽口设置了一个远传温度计，定量流量阀根据出汽口的过热蒸汽温度来调节进水流量，保证换热效果和蒸汽的质量。

15、本实用新型的有益效果：

16、(1)本实用新型设计的上升管换热装置，可以通过控制进入上升管换热装置的进水量，直接将水加热生成所需温度的过热蒸汽，减少了管道散热，增加了吨焦产汽率。即本实用新型的上升管换热装置解决了现有过热蒸汽生产时所面临的热量损失大以及产汽效率低的问题。

17、(2)本实用新型将上升管的内壁设计为弧形结构，使上升管的内部呈现中间大、两头小的结构形式，其有利于对上升管内的荒煤气起扰动作用；同时也能利于充分利用上升管下部的高温荒煤气余热资源，便于与上部的余热资源平衡。

18、(3)本实用新型将第一换热夹套和第二换热夹套呈上下布置，并且将第一换热夹套的直径设置为大于第二换热夹套，这样能够使得上部夹套空间大，便于温度的少量升高；下部夹套空间小，便于加压后的蒸汽迅速升温。

19、(4)本实用新型设计的上升管换热装置，其结构设计简单且可以直接生产所需温度的过热蒸汽，使用方便。本实用新型的上升管换热装置可以直接利用循环泵供水，简化了水和蒸汽管线。本实用新型的上升管换热装置，充分利用了荒煤气特性，其换热效率高，热量损失少，且产汽效率高。

技术特征：

1.一种直接生产过热蒸汽的上升管换热装置，其特征在于，该上升管换热装置包括：上升管(1)、第一换热夹套(2)、第二换热夹套(3)以及连通管(4)；

2.根据权利要求1所述的一种直接生产过热蒸汽的上升管换热装置，其特征在于，所述第一换热夹套(2)的直径大于所述第二换热夹套(3)。

3.根据权利要求1所述的一种直接生产过热蒸汽的上升管换热装置，其特征在于，所述上升管(1)的内壁设置为弧形结构，且中间部分的内径大于两端的内径。

4.根据权利要求1所述的一种直接生产过热蒸汽的上升管换热装置，其特征在于，位于所述第二换热夹套(3)中的连通管(4)的管径小于位于所述第一换热夹套(2)中的连通管(4)的管径。

5.根据权利要求1所述的一种直接生产过热蒸汽的上升管换热装置，其特征在于，所述连通管(4)的一端延伸至所述第一换热夹套(2)的顶部，另一端延伸至所述第二换热夹套(3)的底部。

6.根据权利要求1所述的一种直接生产过热蒸汽的上升管换热装置，其特征在于，所述的上升管换热装置还包括：流量阀和温度计；所述的流量阀设置于所述进水口(2-1)处，所述的温度计设置于所述出汽口(3-1)处；

技术总结本技术公开了一种直接生产过热蒸汽的上升管换热装置，包括：上升管、第一换热夹套、第二换热夹套以及连通管；第一换热夹套中设置有进水口；第二换热夹套中设置有出汽口；第一换热夹套套设于上升管的上部，第二换热夹套套设于上升管的下部；连通管穿插设置于第一换热夹套和第二换热夹套中，且位于第二换热夹套中的连通管上设置有若干喷汽嘴。本技术设计的上升管换热装置根据焦炉荒煤气特性，将整根上升管换热装置设计成上下两部分，上部分利用温度较低的荒煤气，将除氧水全部加热成饱和蒸汽，然后饱和蒸汽经过连通管进入到该上升管的下部分，利用下部分的高温荒煤气再将饱和蒸汽继续加热，从而生成过热蒸汽，其热量损失少、产汽效率高。技术研发人员：孟晓东,刘向勇,汪琴,周有恒受保护的技术使用者：江苏龙冶节能科技有限公司技术研发日：20231010技术公布日：2024/6/23