本發(fā)明涉及余熱利用裝置領(lǐng)域，尤其是涉及一種組合式上升管換熱器系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著社會發(fā)展，化石燃料消耗量迅猛增大，能源供應(yīng)形勢越來越緊張，節(jié)能已成為當(dāng)前發(fā)展趨勢。焦化行業(yè)一直是耗能大戶，如果不采取相應(yīng)的措施，生產(chǎn)中大量的熱量損失將造成巨大的能量浪費。近年來，焦化行業(yè)不斷改進(jìn)操作工藝以降低生產(chǎn)耗能，但至今占煉焦輸出熱量30％以上的荒煤氣余熱一直未得到有效的利用，其歸根到底糾結(jié)于一是換熱器的效率低，二是換熱器內(nèi)熱煙氣溫度和流量難以調(diào)控，三是換熱器內(nèi)壁難以承受持續(xù)高溫?zé)煔猸h(huán)境下的氧化剝蝕，換熱器容易漏水損壞上升管下部的爐。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出一種換熱效率高、且能避免調(diào)控高溫?zé)煔鉁囟攘髁康慕M合式上升管換熱器系統(tǒng)。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：本發(fā)明提供一種組合式上升管換熱器系統(tǒng)，包括引導(dǎo)煙氣上升的上升管、與所述上升管相連的一體式橋管、與所述橋管底部相連的承插管以及與所述承插管底部相連的集氣管；所述橋管具有內(nèi)壁和外壁，所述上升管僅具有內(nèi)壁，所述上升管的內(nèi)壁上纏繞有螺旋管蒸發(fā)器，所述橋管的內(nèi)壁和外壁之間纏繞有套管換熱器；所述螺旋管蒸發(fā)器與所述套管換熱器通過一管路相連通。

優(yōu)選地，所述橋管包括與所述上升管的頂部相連的垂直管以及自所述垂直管一側(cè)向下彎折延伸的下降管，所述垂直管的頂部設(shè)有能夠打開或閉合的水封蓋；所述下降管靠近與所述承插管的連接部位處設(shè)有氨水噴灑管，所述氨水噴灑管的另一端連接有氨水噴灑器，所述氨水噴灑器與所述氨水噴灑管可拆卸連接，所述下降管的上側(cè)設(shè)有清焦孔。

優(yōu)選地，所述承插管具有裝配在所述下降管上的承插口，所述承插口上設(shè)置有能夠打開或關(guān)閉所述承插口的翻板。

優(yōu)選地，所述氨水噴灑管的側(cè)壁上設(shè)有朝向承插管內(nèi)部的清掃孔。

優(yōu)選地，所述套管換熱器的底部處設(shè)置有一入口，所述套管換熱器的頂部設(shè)有一出口，所述螺旋管蒸發(fā)器的底部設(shè)有進(jìn)水口，所述螺旋管蒸發(fā)器的頂部設(shè)有出水口，所述出水口與所述入口通過所述管路相連通。

優(yōu)選地，所述管路設(shè)有截止閥，所述截止閥靠近所述螺旋管蒸發(fā)器一側(cè)設(shè)有一支管，所述支管上設(shè)有與一放散管路相連通的彈簧式安全閥。

優(yōu)選地，所述下降管的內(nèi)壁與所述套管換熱器之間設(shè)置有耐高溫導(dǎo)熱層，所述套管換熱器與所述下降管的外壁之間設(shè)置有保溫層，所述保溫層的外側(cè)設(shè)置有殼體。

優(yōu)選地，所述清焦孔上裝配有可拆卸的與電動閥及與所述下降管相連通的調(diào)溫噴灑器。

優(yōu)選地，所述上升管的內(nèi)壁和外壁之間設(shè)置有保溫海泡石。

優(yōu)選地，所述延伸管具有豎直向下延伸的長度段，所述長度段的長度不小于所述上升管的一半。

采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明組合式換熱套管包括上升管以及與所述上升管相連的一體式橋管，所述橋管、所述上升管均具有內(nèi)壁和外壁，所述上升管的內(nèi)壁和外壁之間纏繞有螺旋管蒸發(fā)器，所述橋管的內(nèi)壁和外壁之間纏繞有套管換熱器，所述套管換熱器的換熱面積較單獨在橋管或三通管內(nèi)設(shè)置換熱器提高了換熱面積，又不縮小煙氣通道內(nèi)徑，不阻礙煙氣流通，環(huán)保且節(jié)能。

通過在所述上升管上先纏繞盤式蒸發(fā)管，所述螺旋盤管式蒸發(fā)器僅起到將水預(yù)熱升溫的效果，降低了對所述上升管耐高溫又必須是良好導(dǎo)熱體的矛盾需求，降低筒體加工成本。另外，也能避免水流過早蒸發(fā)成蒸發(fā)成蒸汽，由于蒸汽導(dǎo)熱系數(shù)限制和余熱利用系統(tǒng)能級限制，剩余的換熱器并未起到增產(chǎn)目的，從而能夠充分發(fā)揮換熱器的換熱效率。

通過將所述調(diào)溫噴灑器裝配在所述下降管的上側(cè)的清焦孔處，當(dāng)檢測到進(jìn)入所述橋管下降管的煙氣溫度超過煙氣溫度上限時，通過電動閥控制降溫介質(zhì)如：氨水、蒸汽進(jìn)入噴灑器給煙氣降溫，防止高溫?zé)煔鈸p壞上升管下部的爐體。

通過將套管換熱器設(shè)置在螺旋管換熱器以后，當(dāng)套管換熱器內(nèi)壁破損時，泄漏的水蒸氣會流向承插口，防止水蒸氣流入上升管下部的爐體，損壞爐體耐火材料。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明組合式上升管換熱器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為對圖1中a處的局部放大圖。

圖3為對圖1中b處的局部放大圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請參見圖1-圖2所示，本發(fā)明公開一種組合式上升管換熱器系統(tǒng)100，包括引導(dǎo)煙氣自一爐體內(nèi)上升的上升管10、與所述上升管10相連且向下延伸的一體式橋管20、與所述橋管20底部相連的承插管30以及與所述承插管30底部相連的集氣管40，所述爐體內(nèi)的煙氣自所述上升管10向上流動，然后經(jīng)所述橋管20和承插管30向下流入所述集氣管40。

所述橋管20具有內(nèi)壁和外壁，所述上升管10僅具有內(nèi)壁，所述上升管10的內(nèi)壁外側(cè)纏繞有螺旋管蒸發(fā)器11，所述橋管20的內(nèi)壁和外壁之間纏繞有套管換熱器21；所述螺旋管蒸發(fā)器11與所述套管換熱器21通過一管路50相連通。所述螺旋管蒸發(fā)器11的底部設(shè)有進(jìn)水口111，所述螺旋管蒸發(fā)器11的頂部設(shè)有出水口112。所述套管換熱器21的底部處設(shè)置有一入口211，所述套管換熱器21的頂部設(shè)有一出口212，所述出水口112與所述入口211通過所述管路50相連通，液態(tài)水通過所述進(jìn)水口111依次經(jīng)出水口112、管路50以及入口211，最后經(jīng)所述出口212流出，所述套管換熱器21的換熱面積較單獨在橋管或三通管內(nèi)設(shè)置換熱器提高了換熱面積，有不縮小煙氣通道內(nèi)徑，不阻礙煙氣流通，環(huán)保且節(jié)能。通過在所述上升管10上先纏繞盤式蒸發(fā)管11，所述螺旋盤管式蒸發(fā)器11僅起到將水預(yù)熱升溫的效果，降低了對所述上升管10耐高溫又必須是良好導(dǎo)熱體的矛盾需求，降低筒體加工成本。另外，也能避免水流過早蒸發(fā)成蒸發(fā)成蒸汽，由于蒸汽導(dǎo)熱系數(shù)限制和余熱利用系統(tǒng)能級限制，剩余的換熱器并未起到增產(chǎn)目的，從而能夠充分發(fā)揮換熱器的換熱效率。

所述上升管10的內(nèi)壁外側(cè)設(shè)置有保溫海泡石，而不封裝，使在筒體發(fā)生破損冒火或螺旋管蒸發(fā)器11滲漏蒸汽時能及時發(fā)現(xiàn)，因為海泡石不耐水沖刷，海泡石外不封裝殼體使得當(dāng)所述螺旋管蒸發(fā)器11泄漏時，泄露的液體不在筒體內(nèi)外殼間積累壓力，并向殼體內(nèi)的爐體泄露。

所述橋管20包括與所述上升管10的頂部相連的垂直管22以及自所述垂直管22一側(cè)向下彎折延伸的下降管23，所述垂直管22的頂部設(shè)有能夠打開或閉合的水封蓋24，便于將煙氣放散出所述垂直管22的外部。所述下降管23靠近與所述承插管30的連接部位處設(shè)有氨水噴灑管25，所述氨水噴灑管25的另一端連接有氨水噴灑器26，所述氨水噴灑器26與所述氨水噴灑管25可拆卸連接。所述氨水噴灑管25及氨水噴灑器26呈45度角朝向煙氣出口設(shè)置在所述下降管23的側(cè)面，使對煙氣的氨水噴灑降溫發(fā)生在煙氣經(jīng)所述螺旋盤管蒸發(fā)器11和套管換熱器21換熱后換熱，降低了煙氣降溫的幅度，不使煙氣提前經(jīng)氨水降溫產(chǎn)生大量焦油附著在所述橋管20內(nèi)壁。

所述氨水噴灑管25的側(cè)壁上設(shè)有朝向承插管30內(nèi)部的清掃孔27，既便于在煙氣從所述垂直管22放散時，向所述橋管20內(nèi)鼓入空氣進(jìn)行燃燒清掃，以清除所述橋管20內(nèi)的石墨沉積物，又有利于在煙氣不流經(jīng)所述下降管23進(jìn)行換熱時，通過鼓風(fēng)燃燒清掃保持所述套管換熱器21內(nèi)的溫度；。

如圖3，所述下降管23的管壁上設(shè)有清焦孔231，便于機(jī)械清掃所述橋管20內(nèi)部，淸焦孔231上裝配可拆卸的調(diào)溫噴灑器233，噴灑器連通電動閥235及所述下降管23，調(diào)溫噴灑器上還設(shè)置用于測量煙氣溫度熱電偶234，由于熱電偶遠(yuǎn)離所述上升管10下部的爐頂區(qū)域，方便對熱電偶檢修。

當(dāng)熱電偶檢測到進(jìn)入所述橋管下降管的煙氣溫度超過煙氣溫度上限：1200℃時，plc控制器控制電動閥打開，使管路中的80℃蒸汽經(jīng)噴灑器進(jìn)入橋管下降段降煙氣降溫，防止高溫?zé)煔鈸p壞上升管下部的爐體。

當(dāng)熱電偶檢測到煙氣溫度低于1000℃時，plc控制器控制電動閥關(guān)閉，切斷進(jìn)入噴灑器的蒸汽。

所述下降管23的內(nèi)壁與所述套管換熱器21之間設(shè)置有耐高溫導(dǎo)熱層，所述套管換熱器21與所述下降管23的外壁之間設(shè)置有保溫層，所述保溫層的外側(cè)設(shè)置有殼體。

所述下降管23具有豎直向下延伸的長度段232，所述長度段232的長度不小于所述上升管10的一半，使得所述套管換熱器21的換熱效率能夠得到最大程度的發(fā)揮。

所述承插管30具有裝配在所述下降管23上的承插口31，所述承插口31上設(shè)置有能夠打開或關(guān)閉所述承插口31的翻板32，所述翻板32在一把手的作用下開合一定的間隙，便于在鼓風(fēng)燃燒清掃時要打開所述翻板32使少量可燃煙氣倒流。

所述管路50設(shè)有截止閥51，所述截止閥51靠近所述螺旋管蒸發(fā)器11一側(cè)設(shè)有一支管，所述支管上設(shè)有與一放散管路52相連通的彈簧式安全閥53，便于在更換一體式橋管20時，可不中斷螺旋盤管式蒸發(fā)器11的供水，保持對上升管10筒體的降溫，降低高溫?zé)煔鈱λ錾仙?0筒體損壞。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。