焦炉上升管余热回收利用系统的应用及运行效果

郑晓明

摘 要：焦炉荒煤气的产生会吸收掉大量的热量，约占其总释放热量的36%左右，与红焦显热所吸收的热量较为接近。现阶段，焦化技术是通过将低压氨水施洒在荒煤气表面的方法来针对荒煤气进行降温处理，而这种方式则可能会导致大量热能的浪费现象，所以针对这一现象进行改进，并将热能实现回收利用则是之至关重要的。而上升管余热回收利用系统则能够很好地实现这一点，将荒煤气显热进行回收利用，提高能源利用率。本文主要阐述了上升管余热回收利用系统的结构，并分析了该系统的应用及运行实践。

关键词：焦炉上升管;余热回收利用;运行效果

焦炉荒煤气余热的回收和利用一直以来都是焦炉炼焦过程中对于能源利用方面所重點关注的问题。当前，绝大多数焦化厂都会利用循环氨水来对荒煤气进行降温，氨水会将荒煤气表面热量进行吸收以及进行蒸发，达到散热的效果，但这种方式却不利于荒煤气余热的回收和利用。通过运用焦炉上升管余热回收利用系统，不仅能够利用除氧水来针对荒煤气进行降温，同时在除氧水吸收热量后转变为蒸汽，又能为能源的回收利用提供便利。

一、焦炉上升管余热回收利用系统的结构组成

焦炉上升管余热回收利用系统的结构分为上升管换热设备、除氧器、除氧泵等，通过干熄焦除盐水来当作汽包进水，之后经过除氧泵将除盐水进行出样，随后将盐水输送到汽包，汽包中的水通过循环泵系统来输送到上升管中，这时候换热器将会回收荒煤气显热，而生成的气体及液体将会送回汽包中，气爆棚中生成的饱和蒸汽再利用汽水分离器进行处理，以及送至蒸汽管网。

上升管换热器内部以及外壁都设有保温系统，换热器利用并联的方式进行设计，分散在焦炉机中上升管附近的部位。而荒煤气的流向则为由下至上，进水也是由下至上，荒煤气流向与进水形成顺流换热。所有的换热器进水部位都要设计相关的控制阀，能够按照其运作的情况来进行换热器的切换操作。汽包的标准蒸发量为18t/h，能够按照焦炉的运作情况来进行调整，确保其能够在制定的设计参数中。为了能够提高汽包的热效率，汽包和上升管以及下降管中都需要进行保温，针对汽包本身而言，汽水混合物经过管座输送到汽包，而在汽包中，汽水混合物则会由于挡板的限制而进行折流，这也方便稳定水位，并且帮助汽水进行分离。饱和蒸汽则通过汽包上访管座来引出汽包，为了能够获取干燥的饱和蒸汽，在出口管蒸汽空间设有汽水分离设备，用来将蒸汽中的水分进行分离。

二、焦炉上升管余热回收利用系统的应用及运行

（一）蒸发器的有效配置

以某炼铁总厂5#焦炉上升管余热回收利用系统为例，该焦炉共5组上升管蒸发器，并且在其下方都设计了除盐水进口，上方则设计预留了汽水出口，所有上升管都处于一种单独运作的状态，上升管蒸发器的独立更换也不会对焦炉的正常运作造成影响，确保所有上升管换热器进出水的平衡。同时也能够进一步平衡上升管进出口荒煤气的温度差异性。上升管蒸发器设计一定的排污系统，定时进行排污能够很好地规避内部结垢等现象，进而对于水质的要求可以适当进行放低。该焦炉系统利用成本相对较小的软水来替换成本相对较高的除盐水，并且至今系统都较为稳定，未出现异常现象。

（二）完善蒸发器的材质和结构

在高温环境下，荒煤气中焦油很有可能会出现缩合结焦的现象，进而导致上升管的拥堵问题，不仅会减少热量传导系数，同时若情况较为严重，还可能会对焦炉的运作造成不利的影响，进而致使热回收无法长久运作。该焦炉经过修整后，通过配置新焦炉上升管余热回收装置，该装置的上升管蒸发器的结构为夹套型，并配备圆柱形荒煤气管道，管壁夹套为汽水通道，蒸发器材质为合金钢管。除此之外，上升管换热器的内部利用相关的处理技术涂上一层保护层，该保护层利用抗修饰性以及抗腐蚀性较强的材质，能够有效避免上升管内部锈蚀结垢等问题。上升管换热器的外部录用不锈钢材料，能够充分顺应焦炉的运作情况，上升管换热器内部较为均匀，能够有效避免焦油的结焦现象。

（三）应用蒸发器自动测温报警系统

因为焦炉运作过程中，可能会由于种种原因导致一些突发现象，甚至是上升管蒸发器的破损等，一旦发生这类情况，炭化室则极易进水，造成严重的危害，严重的还有可能会引发蒸发器的爆炸，造成大量人员伤亡。为了能够有效避免安全事故的发生，保证焦炉的云顶运作，该厂在每个焦炉中的上升管中都配备热电阻，持续针对这些上升管的温度进行监控，若上升管蒸发器出现拥堵等异常现象，那么能够检测出蒸发器的实时温度，若其中的温度超出预定的警报线，那么报警系统则会直接发动警报。按照温度的变化规律来分析蒸发器的运作情况，为焦炉上升管余热回收利用系统的运作提供安全保障，在发生异常时，及时提醒工作人员进行检查和采取应急措施，进而避免蒸发器进水以及各种因素所造成的安全问题。

三、结语

综上所述，随着上升管余热回收利用系统的不断实践与改进，如今这项技术已经较为完善，并且在运用能源过程中，还可以生成一些其他的经济效益。所以，在焦炉荒煤气余热回收利用方面，该系统也能够充分发挥其作用，为焦炉稳定生产提供保障的同时也避免了能源浪费等现象，为其可持续发展提供条件。

参考文献：

[1]马永林.焦炉上升管余热回收利用系统的应用及运行效果[J].河北企业，2017（07）：198-199.

[2]屈克林，蒋玄，马云.焦炉上升管余热利用系统运行实践[J].安徽冶金科技职业学院学报，2018，28（03）：53-55.