本發(fā)明涉及焦爐上升管內荒煤氣顯熱回收利用技術領域，尤其涉及一種焦爐荒煤氣上升管蒸發(fā)器。

背景技術：

焦爐在煉焦過程中，炭化室逸出大量的荒煤氣，經過焦爐上升管、橋管、集氣管冷卻集合后送入化產裝置進行凈化處理；在一個結焦周期內，單孔炭化室產出的荒煤氣約10000m³，荒煤氣經過焦爐上升管時溫度高達650～800℃，含有大量的顯熱。為了降低焦爐荒煤氣溫度便于后續(xù)焦化工藝處理，傳統(tǒng)工藝采用噴循環(huán)氨水急速冷卻高溫荒煤氣，使荒煤氣急劇降溫至80～85℃。該工藝流程不僅浪費了大量荒煤氣顯熱，而且消耗大量的氨水、又浪費了大量的水資源和電力，增加了污水排放量。

焦爐荒煤氣顯熱巨大且未被有效利用。當前煉焦工業(yè)積極尋找降本增效的新途徑，節(jié)能——無疑是降低成本的一個重要手段，并且隨著工業(yè)生產的高速發(fā)展，能源需求量越來越大，而能源的供應卻越來越緊張，各行各業(yè)必須挖潛革新，盡量采取節(jié)能減排措施。

技術實現要素：

針對上述問題，本發(fā)明提供一種能確保換熱效率焦爐荒煤氣上升管蒸發(fā)器。

為達到上述目的，本發(fā)明一種焦爐荒煤氣上升管蒸發(fā)器，包括由內向外依次設置的內管、內套管、保溫層和外夾套；所述內管與內套管之間形成汽水通道，所述汽水通道底部設置有用于向汽水通道通入冷卻水的進水管，所述汽水通道的頂部設置有出水管；還包括溫度傳感器，控制裝置以及進水流量調節(jié)閥；

所述溫度傳感器設置在內套管的外壁上、用于檢測內套管外壁溫度，并將檢測到的溫度信息輸出給控制裝置；

所述控制裝置用于接收溫度傳感器輸出的溫度信息，并依據溫度信息輸出控制信號給進水流量調節(jié)閥；

所述進水流量調節(jié)閥設置在所述進水管上，所述進水流量調節(jié)閥用于接收控制裝置輸出的控制信號，依據控制信號調節(jié)閥門的開度。

進一步地，所述外夾套上設置有平衡孔以及測溫孔，所述溫度傳感器中的測溫探頭設置在測溫孔內、且內套管的外壁接觸。

進一步地，所述內管的側壁外表面設置有至少一組螺旋槽，各所述螺旋槽的深度相同；各所述螺旋槽的側壁與內管側壁的外表面之間無焊縫，各所述螺旋槽的側壁端面與內套管密封連接。

進一步地，所述進水管依次穿過所述外夾套和保溫層，所述進水管的出水口與所述汽水通道連通且所述進水管與所述汽水通道圓周面相切；

所述出水管依次穿過所述外夾套和保溫層，所述出水管的進水口與所述汽水通道連通且所述出水管與所述汽水通道圓周面相切。

進一步地，所述內管和內套管為防腐、耐磨合金無縫鋼管；所述內管的內壁上設置有不粘涂層。

進一步地，其特征在于，所述內套管和所述外夾套上分別設置有波紋補償器。

進一步地，各所述螺旋槽在內管外側形成汽水通道分支；相鄰兩組螺旋槽之間等螺距設置。

進一步地，所述上升管蒸發(fā)器還包括兩個連接法蘭，其中一個連接法蘭與所述內管、內套管和外夾套的頂端連接，另一個連接法蘭與所述內管、內套管和外夾套的底端連接。

進一步地，所述內套管對應所述汽水通道的底部設置有排污口。

本發(fā)明焦爐荒煤氣上升管蒸發(fā)器采用獨特的螺旋式槽汽水通道式結構，使流場分布均勻、換熱效率高、不存在內管局部應力分布不均，有效回收荒煤氣顯熱；內套管外側設有溫度傳感器，依據炭化室結焦周期荒煤氣溫度、流量變化曲線控制調節(jié)閥的開度，進而調節(jié)進水流量確保換熱效率。本發(fā)明上升管蒸發(fā)器在確保焦爐安全運行、不影響生產工藝參數的同時，有效回收焦爐上升管內荒煤氣余熱、降低了冷卻氨水的用量，同時，避免減緩或解決上升管內壁石墨化以及焦油粘結、腐蝕問題。

附圖說明

圖1是本發(fā)明焦爐荒煤氣上升管蒸發(fā)器的一種優(yōu)選結構示意圖；

圖2是圖1的a-a視圖。

具體實施方式

下面結合說明書附圖對本發(fā)明做進一步的描述。

實施例1

結合圖1，本實施例提供一種焦爐荒煤氣上升管蒸發(fā)器，包括由內向外依次設置的內管2、內套管3、保溫層4和外夾套5；其中，所述內管的內側為荒煤氣通道6，所述內管及內套管上下兩端面分別與法蘭7密封連接，所述內管2與內套管3之間形成汽水通道8，汽包給水在夾套內吸收上升管蒸發(fā)器的熱量，產生汽水混合物；所述汽水通道底部設置有用于向汽水通道通入冷卻水的進水管10，所述汽水通道的頂部設置有出水管9；還包括溫度傳感器，控制裝置以及進水流量調節(jié)閥；

所述溫度傳感器設置在內套管的外壁上、用于內套管外壁溫度，并將檢測到的溫度信息輸出給控制裝置；

所述控制裝置用于接收溫度傳感器輸出的溫度信息，并依據溫度信息輸出控制信號給進水流量調節(jié)閥；

所述進水流量調節(jié)閥設置在所述進水管上，所述進水流量調節(jié)閥用于接收控制裝置輸出的控制信號，依據控制信號調節(jié)閥門的開度。

具體的，所述進水流量調節(jié)閥為數控閥；所述溫度傳感器的類型為熱電偶傳感器或熱敏電阻傳感器。

本實施例中通過設置在內套管外側設有溫度傳感器，實時檢測內套管溫度，依據炭化室結焦周期荒煤氣溫度及流量變化，控制進水管上的進水流量調節(jié)閥的開度，進而調節(jié)進水流量，確保換熱效率。相對于現有技術上升管結構，本發(fā)明在確保焦爐安全運行、不影響生產工藝參數的同時，有效回收焦爐上升管內荒煤氣余熱、降低了冷卻氨水的用量，

本實施例中的上升管蒸發(fā)器數量僅僅作為一個舉例，并不對本發(fā)明的保護范圍形成限定，在上述實施例的基礎上，焦爐上升管內荒煤氣量決定串聯運行的上升管蒸發(fā)器數量，相鄰的上升管蒸發(fā)器可通過法蘭連接，上升管蒸發(fā)器的頂部設置汽水出口9與上升管蒸發(fā)器底部設置進水口10通過連接管連接，從而實現荒煤氣量和該系統(tǒng)的顯熱回收能力的匹配。

實施例2

作為實施例1的具體方案，所述外夾套上設置有平衡孔13以及用于放置溫度傳感器的測溫孔14，所述溫度傳感器中的測溫熱電偶與內套管3的外壁接觸。

本實施例中的平衡孔13可以有效平衡外夾套5內因溫差引起的壓力差；內套管3外側設有測溫孔14，可依據炭化室結焦周期荒煤氣溫度、流量變化曲線控制進水流量確保換熱效率。

實施例3

作為實施例1的進一步改進，所述內管的側壁外表面車有若干組螺旋槽，各所述螺旋槽的深度相同，各所述螺旋槽在內管外側形成汽水通道分支；各所述螺旋槽的側壁端面與內套管密封連接。

較佳的，相鄰兩組螺旋槽之間等螺距設置。

本實施例中焦爐荒煤氣上升管蒸發(fā)器，采用獨特的螺旋式孔槽汽水通道式結構，利用車床對內管的外壁進行加工、車銑出螺旋槽，通過車銑工藝使得螺旋孔槽與螺旋槽的側壁之間沒有焊縫，使得夾套內汽水流場均勻分布，延長換熱路徑，保證介質間進行充分熱交換，提高換熱效率高、不存在內管局部用力分布不均，有效回收荒煤氣顯熱。

實施例4

作為實施例1的具體方案，所述進水管10依次穿過所述保溫層4和外夾套5，所述進水管10的出水口與所述汽水通道連通且所述進水管與所述汽水通道圓周面相切；

所述出水管9依次穿過所述保溫層4和外夾套5，所述出水管的進水口與所述汽水通道連通且所述出水管與所述汽水通道圓周面相切。

所述內套管對應所述汽水通道的底部還設置有排污口11。

實施例5

作為實施例1的具體方案，所述內管和內套管為防腐、耐磨合金無縫鋼管；所述內管的內壁上設有不粘涂層1以防結焦，同時作為主要受熱面。本實施例中，通過在內管的側壁上設置不粘涂層，避免減緩上升管內壁石墨化、焦油粘結和腐蝕的問題，延長了內管和內套管的使用壽命。

實施例6

作為實施例與實施例1的不同之處在于，所述內套管和所述外夾套上分別設置有波紋補償器。由于內管2、內套管3、外夾套5的受熱程度不一樣，材質也不一樣，因此，本實施例在所述內套管3和外夾套5上設置了波紋補償器，以補償三者之間的漲縮率引起的形變差異，避免上升管換熱器發(fā)生破壞。

實施例7

在實施例1的基礎上，所述上升管蒸發(fā)器還包括兩個連接法蘭7，其中一個連接法蘭與所述內管2、內套管3和外夾套5的頂端連接，另一個連接法蘭與所述內管2、內套管3和外夾套5的底端連接。

本實施例中的內管2、內套管3直接與法蘭連接，避免了內套管直接與內管外壁焊接時的局部熱用力，從而能夠保證內管使用壽命，防止內管破裂、發(fā)生漏水現象。

以上，僅為本發(fā)明的較佳實施例，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求所界定的保護范圍為準。