一种炭素煅后焦蒸汽换热器空调制冷系统的制作方法

本发明涉及余热利用，更具体地，涉及一种炭素煅后焦蒸汽换热器空调制冷系统。

背景技术：

1、铝用炭素行业一般用罐式煅烧炉把石油焦加工成预焙阳极，作为电解铝工业铝冶炼过程中的阳极材料。石油焦在罐式煅烧炉的料罐里经1200～1300℃的高温煅烧，去除水分、挥发份及其它化工残留物，提高原料密度、机械强度以及增强导电性能，然后经后续的破碎、混捏、焙烧等工艺，最终形成预焙阳极。

2、在煅烧炉料罐里煅烧后的成品称之为煅后焦，由于煅后焦温度较高，目前的生产工艺，在每组料罐的下方各布置一个水套，用于冷却煅后焦，目前水套形式采用最多的是夹套式换热器，就是把换热器做成夹层结构，煅后焦在夹层内壁围拢的空间通过，夹层内壁和夹层外壁之间，有冷却水在其中流过实现对煅后焦冷却的目的，循环水加热后再通过冷却塔降温，得以循环使用，这种方式没有把余热进行利用，更没有把这高品质的余热进行高效利用。

3、如上，目前的工艺，循环冷却水即使是变成热水后，温度也很低，一般低于45℃，无法进行高效利用。由于煅后焦温度较高，因此行业内希望能利用煅后焦的热量生产蒸汽，蒸汽的用途较多，比如发电、冬季采暖、夏季空调制冷或者蒸汽外卖等。

4、如果让目前普遍采用的水套直接生产蒸汽，由于蒸汽的汽化潜热远远大于水的温升比热，因此流经水套的水流大幅减少，由于水套自身的结构特点，夹层内水流、汽流的流向性、方向性将变差，造成换热不均匀，危险的时候甚至产生局部高温而造成设备的损坏。

5、另外，目前工厂里需要消耗一定的能源，在夏季给建筑、厂房进行空调制冷，主要场所有：一是办公区域、倒班宿舍夏季需要空调制冷，二是一些重要的生产场所需要空调制冷，比如中控室，三是一些电气设备间比如配电室、变压站等，由于电气设备在运行中散热量较大，为了确保设备运行安全，一般也需要进行空调制冷。目前工厂里的空调制冷一般采用分体式空调，电耗较高。

6、如上所述，一方面存在高品质余热没有被有效利用，一方面工厂夏季空调制冷还需要消耗其它形式的能源，如何把二者结合起来，减少能源消耗，实现余热制冷，并为企业带来较大经济效益，本发明给出了一种解决方案。

技术实现思路

1、针对上述情况，本发明提供了一种炭素煅后焦蒸汽换热器空调制冷系统，其中所述煅后焦蒸汽换热器，采用多通道壳式料斗换热器。本系统可以实现对余热的高品质回收，同时为全厂有需要的建筑、厂房提供夏季空调制冷。

2、具体来说，本发明专利通过下述技术方案予以实现：

3、一种炭素煅后焦蒸汽换热器空调制冷系统，所述空调制冷系统包括蒸汽收集子单元、产汽水套换热子单元、空调制冷子单元及给水除氧子单元；其中：

4、所述蒸汽收集子单元由汽包及附件、汽包出口蒸汽管路、蒸汽集箱构成；所述产汽水套换热子单元包括下降管、循环泵、产汽水套组、上升管组成；所述给水除氧子单元由除氧蒸汽管路、除氧器、汽包给水管路、给水泵及外来补水管路构成；所述空调制冷子单元包括蒸汽管路、溴化锂制冷机组、凝结水管路、凝结水水泵、冷水供水管路、用户空调模块、冷水循环泵及冷水回水管路；其中：

5、所述汽包通过出口蒸汽管路将汽包分离蒸汽输入给蒸汽集箱，所述蒸汽集箱输出端一路通过蒸汽引出管路将蒸汽输出给所述溴化锂制冷机组；所述溴化锂制冷机组输出端一路依次通过凝结水管路、凝结水水泵与所述除氧器连接；所述溴化锂制冷机组输出端的另一路通过溴化锂制冷机组与所述用户空调制冷模块连接；所述空调制冷模块依从通过冷水循环泵、冷水回水管路与所述溴化锂制冷机组连接；所述蒸汽集箱输出端的另一路通过除氧蒸汽管路与所述除氧器连接；所述给水除氧器输出端一路依次通过给水泵和汽包给水管路将除氧后热水输送给所述汽包；所述除氧器输入端的另一路，通过外来补水管路为除氧器提供补水；

6、所述汽包及附件依次通过下降管、循环泵将汽包分离热水输入给所述产汽水套组；所述产汽水套组输出端通过上升管将换热产生的热水、汽水混合物或蒸汽重新输送给所述汽包及附件；所述产汽水套组由多个多通道壳式料斗换热器构成。

7、进一步地，所述多通道壳式料斗换热器包括装置本体、第一法兰、第二法兰、集汽管组件、给水管组件、外保温层、若干加强肋构成，所述装置本体是由若干壳式换热器围成立式扁形中空的结构；所述装置本体上端设置有第一法兰，并与第一法兰焊接连接；其下端设置有第二法兰，并与第二法兰焊接连接；所述装置本体底部设置有给水管组件，其顶部设置有集汽管组件；所述装置本体外表面上设置有3组以上加强肋。

8、进一步地，所述多通道壳式料斗换热器由8台扁形壳式换热器，以及4台弯型壳式换热器构成。

9、进一步地，所述给水管组件，由进水管，环状连通管、与每台壳式换热器连接的连接管组成，所述集汽管组件，由出汽管，环状连通管、与每台壳式换热器连接的连接管组成。

10、进一步地，所述加强肋分别设置在壳式的顶部、中部和底部；所述加强肋内径与所述壳式外缘相等。

11、进一步地，所述装置本体外表面设有保温层。

12、有益效果

13、1、本发明对煅后焦冷却设置了多通道壳式料斗换热器，使得余热得以高效回收。

14、2、本发明设置了汽包，汽包具有较大的调节性，无论多通道壳式料斗换热器里的工质处于什么状态(热水、汽水两相流、蒸汽)，均可以输送至汽包。汽水在汽包里扩容闪蒸、汽水分离，蒸汽汇集在汽包上部空间，热水聚集在汽包下部。

15、3、本发明设置强制循环泵，可以对多通道壳式料斗换热器提供强大的动力源，无论多通道壳式料斗换热器里工质处于什么状态，均可以为让多通道壳式料斗换热器的工质处于流动状态，及时把煅后焦的热量带走。避免蒸汽过热器局部产生高温而损坏。强制循环泵的加压，使得多通道壳式料斗换热器工质压力略大于汽包压力，多通道壳式料斗换热器工质进入汽包后，可进行扩容闪蒸，生产更多蒸汽。

16、4、本发明设置了除氧功能，减少高温氧化的可能性，延长系统及设备、管道的寿命。

17、5、本发明结合了溴化锂制冷机组，溴化锂制冷机是利用不同温度下溴化锂水溶液对水蒸汽的吸收与释放来实现制冷的，这种循环要利用外来热源实现制冷，常用热源为蒸汽、热水、燃气、燃油等；本发明溴化锂制冷机组直接热源为蒸汽，间接热源为煅后焦余热，即实现余热利用节能减碳，又产生较大经济效益。

18、6、本发明通过多通道壳式换热器，使得过去夹套式换热器的单一壳体，变成12个壳式换热器，形成多通道，每个壳式换热器也就是每个通道，都单独进水及出汽，使得水、汽更具有流向性、更具有方向性，确保换热效果。

19、7、本发明如果用煅后焦热量生产蒸汽，就必须提高压力，多通道壳式换热器较原来单一壳体，具有更好的承压能力，可以大大减少过去夹套式换热器的钢耗量。

20、8、本发明中多通道壳体换热器采用扁口儿结构，由于煅后焦的热量是与壳体换热器内壁进行导热来换热，因此扁口结构较方形结构、圆形结构，更有利于热量传导，提高换热效率。

21、9、本发明中给水管组件采用环状结构，有利于保证统一的进水压力；本发明中出汽管组件也采用环形结构，有利于蒸汽的收集及排出。