[发明专利]一种在线单独切断上升管换热器供水的系统及方法

说明书

本发明提出了一种在线单独切断上升管换热器供水的系统及方法，将至多五个上升管换热器编为一组，使所述上升管换热器并列安装于进水支管和回流支管之间，至少一根分节的应急管与同组中的上升管换热器的毛细回流管、毛细进水管连接，应急管两端分别连接补水泵和排水管网，应急管包括若干节段和安装于各节段、补水泵、排水管网之间的截止阀。用于在不大幅增加上升管换热器系统管网总净重的情况下，在线单独切断上升管换热器的供水。

技术领域

本发明涉及余热利用装置领域，尤其是涉及一种在线单独切断上升管换热器供水的系统及方法。

背景技术

焦炉上升管焦化室出口荒煤气温度约为750℃左右，荒煤气经上升管后进入桥管，在桥管段经喷洒的氨水冷却后进入集气管，此时荒煤气温度降低到85℃。由荒煤气带走的热量占炼焦总热量的36％。为回收此部分热量，目前，国内采用四种形式的上升管余热利用系统：1、上升管外壁上焊接环形夹套，在夹套下部通入软水，在夹套内水与热荒煤气换热，煤气温度降到450-500℃，水则吸热变成汽水混合物，在夹套上部排出并通过管道送至汽包，汽包内经过汽水分离后，低压饱和蒸汽(一般为0.4-0.7MPa)外供，而饱和水通过管道自流送入上升管夹套下部循环使用；2、上升管夹套结构，与汽化上升管相似，区别在于吸收上升管荒煤气余热的介质是导热油或是蒸汽,导热油循环使用；3、分离式热管回收上升管荒煤气热量的技术；4、外套管+盘管形式，与上升管汽化冷却原理相似。

若采用第1、2、4形式的上升管余热利用系统，按照《废热锅炉手册》进行管线布置时，最多每5根上升管为一组，设上升管进水支管、和上升管汽水混合物回流支管，上升管进水支管分别通过毛细进水管、一次进水阀、二次进水阀连通每根上升管的饱和水入口，每根上升管蒸汽出口分别通过毛细蒸汽管、一次回流阀、二次回流阀连通上升管汽水混合物回流支管。

在现有的工艺管线中，如图1所示由于上升管换热器的加热介质为配合煤干馏挥发出的高温、易燃、易爆、有毒的烟气，且在单侧集气管的焦炉上，流经上升管换热器的烟气在结焦初期至结焦末期的时间段内持续产生，不能向大气放散。若在该时间段内发生上升管换热器内夹套或盘管爆管，只能关闭相应上升管换热器的一次进水阀602、二次进水阀603和一次回流阀503、二次回流阀504，等待上升管下焦炉炭化室内的配合煤进入结焦末期产生的烟气大幅减少时，才能更换爆管的上升管(855号)。由于一次进水阀、二次进水阀和一次回流阀、二次回流阀长期处于高温、高速流体的工作环境下，且数量多达几百个难以持续保养，或由于加工的原因阀芯精度不够，常常出现一次进水阀、二次进水阀或一次回流阀、二次回流阀关不严的状态使爆管后的上升管(855号)仍持续向炭化室内漏入饱和水损坏焦炉炉墙，若爆管时相应的炭化室处于结焦初期，那么需要等待几个小时以上待炭化室内配合煤被漏入的饱和水降温至200 ℃以下或待炭化室内配合煤接近结焦末期，才能更换上升管。若关闭上升管进水支管600总进水阀601或进水总管阀门会导致同组的其他上升管换热器(850 号)或全焦炉的其他上升管换热器(835号、840号、845号等)缺水，最终导致被迫缺水的上升管(835号、840号、845号、850号等)一起被高温烟气损毁爆管如2012年武钢焦化的上升管余热利用系统。

现有工艺管线中也有在一次回流阀503前的毛细管505上设置安全阀和在一次进水阀602后的毛细管606上设置放空阀的方案，用于在关闭进水和回流阀门仍漏水时泄压，但由于回流支管501内的蒸汽压力大温度高，进水支管604 内为强制循环后送来的高压饱和水，仅通过放散泄压仍不能确保漏出的水不流入上升管换热器内。若将全部一次阀、二次阀换成耐高温的锥形阀能够解决该问题，但由于锥形阀昂贵，阀门数量多投资太大，且阀门太多难以自动保养维护阀门的正常功能。需利用现有管线开发更经济的切断方式和方法。急需一种在连通上升管换热器的一次进水阀、二次进水阀或一次回流阀、二次回流阀处于关不严状态下，能不切断其它上升管换热器供水且切断爆管的上升管换热器供水的系统及方法。