一種用于煙氣余熱回收系統(tǒng)的高效反吹除焦方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明專利涉及一種用于煙氣余熱回收系統(tǒng)的高效反吹除焦方法，及其該方法涉及的系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]進入21世紀，隨著化石燃料的日漸枯竭以及環(huán)境污染的日益嚴重，節(jié)能減排無疑成為一個熱門課題。目前，國內(nèi)鋼鐵及石油行業(yè)的加熱爐在生產(chǎn)過程中，一般加熱爐煙氣余熱回收為了避免產(chǎn)生露點腐蝕及結(jié)焦等問題，常常將預熱助燃空氣后的煙氣(通常在300°C左右)直接排出，造成余熱的浪費。如果將煙氣溫度降到露點溫度以下，雖然可以使更多的熱量得以利用，但換熱器內(nèi)會產(chǎn)生的結(jié)焦現(xiàn)象，并且結(jié)焦不利于換熱，嚴重時就會影響到生產(chǎn)。針對換熱器結(jié)焦現(xiàn)象，必須適時進行清理才能繼續(xù)使用，以滿足生產(chǎn)條件，個別煉油廠采用高壓水清洗方法，高壓水方法費時費力，安全系數(shù)低。目前國內(nèi)大的煉油廠采用蒸汽燒焦法，這樣做成本低，雖然蒸汽除焦方法能大大縮短停機時間，但蒸汽法有其固有的弊端:安全系數(shù)比高壓水更低，工人勞動強度大，溫度控制不好會將換熱管燒彎曲?，F(xiàn)在國外發(fā)達國家采用機械除焦方法，也就是通常所說的PIGGING，國內(nèi)稱作通球，國內(nèi)通球基本是用于只管管道清洗，既調(diào)試后的管道清洗，而不適用于急彎彎管或90度鑄造彎頭(堵頭)，國外的機械除焦技術遠優(yōu)越于國內(nèi)，除焦效率很高，但是機械除焦最大的缺點就是不能在線清焦，而且拆卸比較麻煩。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明公開了一種用于煙氣余熱回收系統(tǒng)的高效反吹除焦方法。在一些特殊的煙氣余熱回收系統(tǒng)中，如燃料氣中含有少量硫磷等，為防止焦油析出，排煙溫度一般在露點溫度以上，系統(tǒng)效率較低。為進一步提高系統(tǒng)效率，可將排煙溫度降至露點溫度以下，但會有焦油析出，堵塞換熱器，嚴重影響換熱性能。針對現(xiàn)有技術中存在的不足，本發(fā)明旨在克服一般含有少量硫磷的煙氣管道內(nèi)結(jié)焦的缺陷，提出了一種用于煙氣余熱回收系統(tǒng)的高效反吹除焦方法。其優(yōu)點是:將煙氣冷卻到露點溫度以下，回收低品位熱能，及時清除焦油，從而降低能耗，節(jié)約能源，同時可以降低污染物的排放，有利于環(huán)保。
[0004]本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的:
[0005]一種用于煙氣余熱回收系統(tǒng)的高效反吹除焦方法，系統(tǒng)包括反吹除焦單元、冷卻單元、自動控制單元等，其特征在于:
[0006]所述反吹除焦單元主要包括鼓風機、熱風發(fā)生器、噴嘴、焦油廢氣閥門、吸附室。熱風發(fā)生單元安裝在換熱器出口的旁路上，通過導入管伸入到煙氣主管道中。當除焦時，首先將煙氣切換至旁路通道，再利用熱風發(fā)生裝置，使700?900°C的高溫空氣由噴頭均勻高速流出，吹向翅片板換熱器，從而使焦油短時間內(nèi)完全去除，同時高溫空氣將廢氣從除焦旁路帶入廢氣吸附室，再利用活性炭進行吸附處理。
[0007]所述冷卻單元主要包括過鼓風機、空氣進口閥門、空氣出口閥門、離心泵、冷卻水進口閥門、冷卻水出口閥門。對空氣進行預熱時:鼓風機吸入外界的空氣通過閥門進入翅片板換熱器與煙氣進行熱交換，然后將預熱后的空氣通入加熱爐，來提高加熱爐余熱利用率；對換熱器進行除焦時:先將空氣管道的進出口閥門關閉，打開冷卻水進出口閥門，利用離心泵將冷卻水通過閥門進入翅片板換熱器，防止除焦時產(chǎn)生的高溫空氣損壞換熱器，然后使冷卻水通入蓄水槽，實現(xiàn)冷卻水的循環(huán)利用。
[0008]所述自動控制單元包括熱電偶、壓差變送器、液位計以及管路電磁閥。本系統(tǒng)閥門配有連鎖裝置，實現(xiàn)自動控制。設定換熱器內(nèi)煙氣側(cè)壓差峰谷值，當壓差超過峰值時，控制系統(tǒng)自動打開電磁閥(3，4，21，17)，關閉電磁閥(2，5，12，18)以及鼓風機(19)，煙氣切換至旁路通道，關閉空氣系統(tǒng)，打開離心泵(20)，切換至水浴，啟動熱風發(fā)生器(14)和鼓風機(15)，進行除焦；除焦過程中，通過換熱器煙氣側(cè)進出口熱電偶出、10)的數(shù)據(jù)調(diào)整冷卻水液位，保證換熱器不超溫；當壓差低于谷值時，關閉熱風發(fā)生器(14)、離心泵(20)和鼓風機(15)，待冷卻水排盡后，打開電磁閥(2，5，12，18)，關閉電磁閥(3，4，21，17)，將煙氣切換回主管道，打開鼓風機(19)，切換回空氣控制系統(tǒng)。從而實現(xiàn)自動除焦全過程。
[0009]所述翅片板換熱器，不僅具有傳統(tǒng)板翅式換熱器結(jié)構(gòu)緊湊，輕巧，適應性強，傳熱效率高的優(yōu)點，還有比表面積大，使用壽命長，效率高等特點。翅片板換熱器材質(zhì)采用316L不銹鋼，熱流體內(nèi)通加熱爐的煙氣，煙氣含有少量的硫磷化合物；在正常換熱過程中冷流體內(nèi)通空氣，煙氣將加熱爐的助燃空氣進行預熱，節(jié)約了大量能源，在除焦過程中冷流體內(nèi)通冷卻水，快速降低換熱器內(nèi)的溫度，防止因溫度過高而燒壞換熱器。
[0010]控制系統(tǒng)利用電磁閥自動切換煙氣管道及冷卻單元。在非除焦狀態(tài)，關閉熱風發(fā)生器噴頭處的閥門能有效防止腐蝕熱風發(fā)生裝置；除焦前將煙氣切換至旁路通道，與換熱器除焦單元隔開，可以有效地防止爆炸；還可以將預熱空氣部分與水浴部分進行切換。
[0011]本系統(tǒng)閥門配有連鎖裝置，實現(xiàn)自動控制。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明實施例的用于煙氣余熱回收系統(tǒng)的高效反吹除焦系統(tǒng)圖。
[0013]圖2為本發(fā)明實施例的熱風發(fā)生器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖3為本發(fā)明實施例的噴頭管口分布結(jié)構(gòu)示意圖(正三角形)。
[0015]圖4為本發(fā)明實施例的噴頭管口分布結(jié)構(gòu)示意圖(轉(zhuǎn)角正三角形)。
具體實施方案
[0016]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明進一步說明。
[0017]本發(fā)明的用于煙氣余熱回收系統(tǒng)的高效反吹除焦工藝，該工藝不僅能夠有效清除鋼鐵行業(yè)、石油行業(yè)的加熱爐煙道管內(nèi)的焦油，而且還能應用到生物質(zhì)焦油及煉焦等領域。其核心是結(jié)合除焦工藝優(yōu)化余熱回收系統(tǒng)，其中最重要的為熱風除焦系統(tǒng)與旁路系統(tǒng)。
[0018]如圖1至4所示，本實施例的用于煙氣余熱回收系統(tǒng)的高效反吹除焦系統(tǒng)，包括加熱爐(I)，空氣出口閥門(2)、冷卻水出口閥門(3)、煙氣旁路閥門(4)、煙氣主管路進口閥門
(5)、熱電偶(6，10)、液位計(7)、煙氣旁路通道⑶、差壓變送器(9)、煙囪(11)、煙氣主管路出P閥門(12)、噴嘴(13)、熱風發(fā)生器(14)、鼓風機(15，19)、翅片板換熱器(16)、冷卻水進口閥門(17)、空氣進口閥門(18)、離心泵(20)、焦油廢氣閥門(21)、吸附室(22)等。
[0019]本發(fā)明的換熱設備采用翅片板換熱器(16)，其具有傳熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、輕巧、適應性強等特點，能夠很好地滿足煙氣余熱回收方法。高溫煙氣來自于加熱爐(1)，煙氣可根據(jù)需求隨時切換至旁路通道(8)。熱風發(fā)生器(14)安裝在換熱器煙氣出口管路處，高溫空氣導入管伸入至煙氣管道中。壓差變送器(9)和熱電偶出，10)分別安裝在換熱器煙氣側(cè)管道兩端，控制系統(tǒng)記錄著換熱器煙氣進出口的壓差與溫度。冷流單元有兩套管路，換熱器冷流體進出管道均安裝三通及閥門，一個是預熱空氣管路，一個是水浴管路，換熱器冷卻水側(cè)安裝一個液位計(7)，便于觀察換熱器內(nèi)的水位。本系統(tǒng)閥門配有連鎖裝置，各個管道均有電磁閥控制，電磁閥、壓差變送器(9)、熱電偶(6，10)、熱風發(fā)生器(14)、鼓風機(15，19)、離心泵(20)均連接至控制系統(tǒng)，實行自動控制。加熱爐的助燃空氣通過換熱器與煙氣進行換熱，提尚余熱利用率。
[0020]其工作過程是，在對空氣預熱過程中，翅片板換熱器(16)內(nèi)煙氣的溫度就會下降，自然會有焦油產(chǎn)生，于是會粘結(jié)在換熱器內(nèi)