一种焦炉上升管余热高质量利用装置及其方法

技术领域

本发明属于炼焦技术领域，涉及一种焦炉上升管余热高质量利用装置及其方法。

背景技术

焦炉炼制焦炭产生的副产品-荒煤气，温度高达650～900℃，含有大量的显热，为降低焦炉荒煤气温度便于后续焦化工艺处理，传统工艺采用喷氨水急冷的工艺冷却高温荒煤气，使荒煤气急剧降温至80-85℃，该工艺流程不仅浪费了大量的荒煤气显热，而且需要大量的循环冷却水和配套冷却电力，导致能源浪费。目前运行中的荒煤气上升管余热回收利用装置，大都产生热水或低温蒸汽，热水或低温蒸汽利用价值相对较低，虽然在焦化企业或钢铁联合企业中相对较少的应用场景，同时受到传递距离的限制，传递过剩中热量损失较大，还有时间利用上的局限性，主要应用在冬季，过了采暖季节就通常会出现热水或低温蒸汽过剩，致使二次能源浪费，更无法使荒煤气余热得到真正高价值地利用。

发明内容

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是：一种焦炉上升管余热高质量利用装置，一种焦炉上升管余热高质量利用装置，包括检测n个焦炉上升管温度的n个第一测温仪器；

接收n个所述第一测温仪器传送的焦炉上升管温度的控制器，当检测到焦炉上升管温度＞阈值温度时，所述控制器发出控制信号I；当检测到焦炉上升管温度≤阈值温度时，所述控制器发出控制信号II；

接收所述控制器发出的控制信号I的流量控制阀II，所述流量控制阀II与强制循环泵相连接，所述强制循环泵给焦炉上升管加水、再将焦炉上升管中的水加入高温高压干熄焦锅炉系统蒸发器中；

接收所述控制器发出的控制信号II的流量控制阀I，所述流量控制阀I与水泵相连接，所述水泵给焦炉上升管加水，再将焦炉上升管中的水加入高温高压干熄焦锅炉系统省煤器中。

进一步地：在所述给水泵和焦炉上升管之间设置有防止低温段回水的逆止阀I。

进一步地：在所述强制循环泵和焦炉上升管之间设置有防止高温段回水的逆止阀II。

进一步地：在所述焦炉上升管的进口设置有三通阀I，在所述焦炉上升管的进口设置有三通阀II。

进一步地：所述阈值温度区间是440一—460℃，最优阈值温度为450℃。

进一步地：所述水为经过除氧、化学除盐、除磷酸盐、与干熄焦热管换热器后的软化水。

进一步地：还包括检测干熄焦锅炉外送蒸汽温度T的第二测温仪器，所述控制器接收所述第二测温仪器传送的蒸汽温度T。

进一步地，所述第一测温仪器采用热电偶，所述热电偶位于焦炉上升管的桥管位置，距离上升管水封槽距离在5cm-20cm，且不被氨水喷嘴喷射的氨水接触到；

进一步地：所述强制循环泵给焦炉上升管加水、再将焦炉上升管中的水加入高温高压干熄焦锅炉系统蒸发器中的过程如下：

当检测到外送蒸汽温度T＜530℃时，所述控制器发出控制信号III，所述流量控制阀II接收所述控制器发出控制信号III，减小流量，直至外送蒸汽温度T在530℃～550℃之间；

530℃≤当检测到外送蒸汽温度T≤550℃时，所述强制循环泵给焦炉上升管供水流量保持不变；

当检测到外送蒸汽温度＞550℃时，就将发出控制信号IV，所述流量控制阀II接收所述控制器发出控制信号IV，增大流量，直至外送蒸汽温度T在530℃～550℃之间；

基于所述的一种焦炉上升管余热高质量利用装置的利用方法，包括以下步骤：

控制器与n个第一测温仪器、第二测温仪器建立通信；

获取n个第一测温仪采集的n个焦炉上升管温度，及获取干熄焦锅炉外送蒸汽温度T；

当n个第一测温仪检测到焦炉上升管温度＞阈值温度时，发出控制信号I；当n个第一测温仪检测到焦炉上升管温度≤阈值温度时，发出控制信号II；

所述控制器发出的控制信号I传送给流量控制阀II，所述流量控制阀II打开，实现强制循环泵给焦炉上升管加水、再将焦炉上升管中的水加入高温高压干熄焦锅炉系统蒸发器中；

当检测到外送蒸汽温度T＜530℃时，所述控制器发出控制信号III，所述流量控制阀II接收所述控制器发出控制信号III，减小流量，直至外送蒸汽温度T在530℃～550℃之间；

530℃≤当检测到外送蒸汽温度T≤550℃时，所述强制循环泵给焦炉上升管供水流量保持不变；

当检测到外送蒸汽温度T＞550℃时，就将发出控制信号IV，所述流量控制阀II接收所述控制器发出控制信号IV，增大流量，直至外送蒸汽温度T在530℃～550℃之间；

所述控制器发出的控制信号II传送流量控制阀I，所述流量控制阀I打开，实现给水泵给焦炉上升管加水，再将焦炉上升管中的水加入高温高压干熄焦锅炉系统省煤器中。

本发明提供的一种焦炉上升管余热高质量利用装置，具有以下优点：该发明通过焦炉上升管余热回收工艺和干熄焦锅炉系统生产蒸汽工艺耦合起来，针对焦炉上升管内煤气温度曲线，利用焦炉上升管温度测量仪器测量温度显示和配套的控制器控制焦炉上升管进口三通阀、出口三通阀切换以及逆止阀来实现高温段运行或低温段独立运行，将焦炉上升管温度测量仪器将上升管余热利用分为高温段、低温段两部分，分别利用给水泵、强制循环泵提供流动动力供给干熄焦锅炉系统中进行补水操作和依次通过高温高压干熄焦锅炉系统蒸发器、过热器产生高温高压蒸汽，充分利用上升管余热生产中可以全天候可以利用、可以远距离输送、具有更广泛应用场景和更高利用价值的高温高压蒸汽，从而实现上升管余热的高价值利用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是该装置的结构图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

图1是该装置的结构图；

一种焦炉上升管余热高质量利用装置，包括检测n个焦炉上升管温度的n个第一测温仪器；

接收n个所述第一测温仪器传送的焦炉上升管温度的控制器，当检测到焦炉上升管温度>阈值温度时，所述控制器发出控制信号I；当检测到焦炉上升管温度≤阈值温度时，所述控制器发出控制信号II；

接收所述控制器发出的控制信号I的流量控制阀II，所述流量控制阀II与强制循环泵相连接，所述强制循环泵给焦炉上升管加水、再将焦炉上升管中的水加入高温高压干熄焦锅炉系统蒸发器中；

接收所述控制器发出的控制信号II的流量控制阀I，所述流量控制阀I与水泵相连接，所述水泵给焦炉上升管加水，再将焦炉上升管中的水加入高温高压干熄焦锅炉系统省煤器中。

所述水为经过除氧、化学除盐、除磷酸盐、与干熄焦热管换热器后的软化水。

所述高温高压干熄焦锅炉汽包系统以及配套锅炉强制循环泵、干熄焦热管换热器、省煤器、过热器、蒸发器、减温器、给水泵、流量控制阀、管线阀门等组.成；

所述第一测温仪器采用测温热电偶，所述测温热电偶位于焦炉上升管的桥管位置，距离上升管水封槽距离在5cm-20cm，且不被氨水喷嘴喷射的氨水接触到。

在所述给水泵和焦炉上升管之间设置有防止低温段回水的逆止阀I。

在所述强制循环泵和焦炉上升管之间设置有防止高温段回水的逆止阀II。

在所述焦炉上升管的进口设置有三通阀I，在所述焦炉上升管的进口设置有三通阀II。

所述阈值温度为区间是440——460℃，最优阈值温度为450℃，将450设置为最优阈值温度，基于以下原因：充分利用炼焦煤在焦炉干馏过程为干燥脱气、一次裂解、二次裂解三个过程，在干燥脱气、一次裂解时产生荒煤气温度较低，且煤气中含焦油量相对较少；当产生高温荒煤气在降温降至450°时易从煤气中析出焦油等。

该装置，还包括检测干熄焦锅炉外送蒸汽温度T的第二测温仪器，所述控制器接收所述第二测温仪器传送的蒸汽温度T。

所述强制循环泵给焦炉上升管加水、再将焦炉上升管中的水加入高温高压干熄焦锅炉系统蒸发器中的过程如下：

当检测到外送蒸汽温度T＜530℃时，所述控制器发出控制信号III，所述流量控制器II接收所述控制器发出控制信号III，减小流量；减少给焦炉上升管的供水量；直至当检测到外送蒸汽温度T在530℃～550℃之间。

530℃≤当检测到外送蒸汽温度T≤550℃时，所述强制循环泵流量保持不变；

当检测到外送蒸汽温度T＞550℃时，就将发出控制信号IV，所述流量控制器II接收所述控制器发出控制信号IV，减小流量，减少给焦炉上升管的供水量；直至当检测到外送蒸汽温度T在530℃～550℃之间。

基于一种焦炉上升管余热高质量利用装置的利用方法，包括以下步骤：

控制器与n个第一测温仪器、第二测温仪器建立通信；

获取n个第一测温仪采集的n个焦炉上升管温度，及获取干熄焦锅炉外送蒸汽温度T；

当n个第一测温仪检测到焦炉上升管温度＞阈值温度时，发出控制信号I；当n个第一测温仪检测到焦炉上升管温度≤阈值温度时，发出控制信号II；

所述控制器发出的控制信号I传送给强制循环泵，所述强制循环泵给焦炉上升管加水、再将焦炉上升管中的水加入高温高压干熄焦锅炉系统蒸发器中；

当检测到外送蒸汽温度T＜530℃时，所述控制器发出控制信号III，所述流量控制阀II接收所述控制器发出控制信号III，减小流量；减少给焦炉上升管的供水量；直至当检测到外送蒸汽温度在530℃～550℃之间。

530℃≤当检测到外送蒸汽温度T≤550℃时，所述强制循环泵给焦炉上升管供水流量保持不变；

当检测到外送蒸汽温度T＞550℃时，就将发出控制信号IV，所述强制循环泵到焦炉上升管段上流量控制阀II接收所述控制器发出控制信号IV，减小流量，减少给焦炉上升管的供水量；直至当检测到外送蒸汽温度T在530℃～550℃之间。

所述控制器发出的控制信号II传送流量控制阀I，所述流量控制阀I打开，实现给水泵给焦炉上升管加水，再将焦炉上升管中的水加入高温高压干熄焦锅炉系统省煤器中。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。