焦炉炉顶余热回收系统的制作方法

1.本发明涉及炼焦炉装置技术领域，尤其涉及一种焦炉炉顶余热回收系统。

背景技术：

2.焦炉又称为炼焦炉，用于使煤炭化以生产焦炭的主要热工设备。焦炭和炼焦煤气是其主要的能源产品，对炼焦过程中产生的余热资源进行高效回收是降低焦炉能耗的主要途径之一。焦炉荒煤气中温余热占整个焦化工序的36％左右，具很大的利用空间。其中，上升管换热器是炼焦生产中余热回收的主要设备，其既能够对荒煤气进行传输，又能够进行换热，通过吸收上升管内的荒煤气余热，进行余热的回收利用，如申请号为cn201610642287.7的《焦炉荒煤气废热回收利用系统》对此进行了公开。
3.但，现有炼焦生产中的炉顶余热回收仅是通过上升管换热器对荒煤气的热量进行回收，热量回收能力有限，而焦炉炉体表面热损失占焦炉支出热的10％，其中顶部的热损失约占炉体表面总热损失的一半以上，目前仍没有相对技术有效回收这部分热量。炉顶的热损失不仅造成能量的浪费，而且使炉顶处于高温的恶劣环境中，焦炉炉顶表面平均温度可达70℃以上。
4.故，现有焦炉炉顶余热回收系统还需要进一步改进。

技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种能够对炉顶热量进行有效回收，减少炉顶热损失，降低焦炉顶部的温度，改善炉顶的工作环境的焦炉炉顶余热回收系统。
6.本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种焦炉炉顶余热回收系统，包括设置在焦炉炉顶的上升管换热器，该上升管换热器具有供荒煤气通过的换热流道、供换热介质进入其中的第一介质入口以及供换热后的介质流出的第一介质出口，焦炉炉顶包括粘土砖层以及隔热砖层；
7.炉顶换热管，布置在所述粘土砖层所在位置或所述隔热砖层所在位置或粘土砖层与隔热砖层之间粘土，该炉顶换热管具有供换热介质进入其中的第二介质入口以及供换热后的介质流出的第二介质出口；
8.所述的上升管换热器与所述炉顶换热管之间并联设置、串联设置或以串联和并联相结合的方式连接在一起。
9.作为改进，所述炉顶换热管的第二介质出口与所述上升管换热器的第一介质入口相连，从而使得上升管换热器与所述炉顶换热管之间以串联方式连接；或者
10.所述炉顶换热管的第二介质入口与所述上升管换热器的第一介质入口相连，所述炉顶换热管的第二介质出口与所述上升管换热器的第一介质出口相连，从而使得上升管换热器与所述炉顶换热管之间以并联方式连接。
11.作为改进，以串联方式连接的炉顶换热管和上升管换热器共同构成一个第一换热
器组；
12.所述焦炉炉顶余热回收系统包括至少两个第一换热器组，各所述第一换热器组以并联方式连接。
13.作为改进，所述上升管换热器有至少两个，以并联方式连接的至少两个上升管换热器共同构成了一个上升管换热器组；
14.所述炉顶换热管有至少两个，以并联方式连接的至少两个炉顶换热管共同构成了一个炉顶换热管组；
15.所述上升管换热器组与炉顶换热管组以并联方式连接。
16.为了对焦炉顶部的整个区域热量进行回收，所述焦炉包括炭化室以及燃烧室，所述炉顶换热管迂回布置在所述炭化室以及燃烧室的顶部。
17.作为改进，所述的换热介质为脱盐水。
18.为了对脱盐水进行除氧操作，还包括除氧器以及汽包，所述除氧器与用于输送脱盐水的第一脱盐水输送管路相连，所述除氧器通过第二脱盐水输送管路与所述汽包的进液口相连，所述汽包通过第三脱盐水输送管路与所述炉顶换热管的第二介质入口和/或上升管换热器的第一介质入口相连；
19.所述炉顶换热管的第二介质出口和/或上升管换热器的第一介质出口与所述汽包的进汽口相连；
20.所述汽包的出汽口还连接有用于将蒸汽输送至下游的蒸汽输出管路。
21.为了利用产生的蒸汽对脱盐水进行热力除氧，提高除氧效果，所述汽包还通过除氧蒸汽管路与所述除氧器连接。
22.为了对汽包进行及时除垢及排污，所述汽包还连接有加药管路以及排污管路。
23.为了有效消除因水流冲击产生的振动问题以及减小因温度波动产生的温差应力，进而延长上升管换热器使用寿命，所述上升管换热器包括：
24.筒体，其内部中空形成有通道；
25.换热盘管，设置在所述筒体的通道内，并沿该通道的延伸方向呈螺旋状布置，该换热盘管上任意相邻的两层之间预留有安装间隙；
26.弧形板支撑组件，包括均沿该通道的延伸方向呈螺旋状布置的第一弧形板和第二弧形板，所述第一弧形板的横截面以及第二弧形板的横截面均呈c形，所述第一弧形板的c形开口的朝向与第二弧形板的c形开口的朝向相反，且两者一起设置在所述换热盘管的安装间隙中，并同时对换热盘管的相邻两层进行支撑；
27.陶瓷涂层，涂覆在所述换热盘管及弧形板支撑组件对应朝向筒体的中心的一侧，该陶瓷涂层所围成的内部空间构成供荒煤气通过的换热流道。
28.由于炉顶换热管埋于隔热砖中，正常操作时不易检修，为防止炉顶换热管破裂漏水损坏焦炉炉体，所述的炉顶换热管包括用于输送换热介质的内管以及套设在所述内管之外的外管，所述外管的内壁上具有至少一个沿其长度方向开设的引流槽，所述外管上还连接有与所述引流槽相连通的检漏管。正常操作时，炉顶换热管的内管不漏水，检漏管内无水汽流出；如果炉顶换热管的内管出现破裂或泄露，泄漏的水和蒸汽通过上述的引流槽汇集到检漏管流出，巡检时能够及时发现。
29.为了提高炉顶换热管检漏的准确性，所述引流槽具有四个，该四个引流槽沿所述
外管的周向依次间隔布置，所述检漏管也对应有四个，分别与各所述引流槽对应连通。
30.与现有技术相比，本发明的优点：本发明的焦炉炉顶余热回收系统通过炉顶换热管移出部分热量后，从隔热砖传递到炉顶表面的热量减少，从而使减少焦炉散热损失，降低炉顶操作面的温度。另一方面，炉顶换热管与上升管换热器并联或者串联，换热介质(脱盐水)在炉顶换热管内吸收热量部分汽化，从而增加的蒸汽生成量，经过传热计算，布置一定密度的炉顶换热管后，炉顶散热损失可降低60％，炉顶表面温度可降低到40℃以下，蒸汽总产量可以比单独设置上升管换热器增加30％。本发明的焦炉炉顶余热回收系统有效减少了炉顶热损失，降低焦炉顶部的温度，改善炉顶的工作环境。
附图说明
31.图1为本发明实施例的焦炉炉顶余热回收系统的结构示意图；
32.图2为本发明实施例的焦炉炉顶余热回收系统的流程图；
33.图3为本发明实施例的焦炉炉顶余热回收系统的流程图；
34.图4为本发明实施例的上升管换热器的结构示意图；
35.图5为图4中a处的放大图。
36.图6为本发明实施例的炉顶换热管的横向剖视图。
具体实施方式
37.以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
38.在本发明的说明书及权利要求书中使用了表示方向的术语，诸如“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“侧”、“顶”、“底”等，用来描述本发明的各种示例结构部分和元件，但是在此使用这些术语只是为了方便说明的目的，是基于附图中显示的示例方位而确定的。由于本发明所公开的实施例可以按照不同的方向设置，所以这些表示方向的术语只是作为说明而不应视作为限制，比如“上”、“下”并不一定被限定为与重力方向相反或一致的方向。
39.参见图1-图6，一种焦炉炉顶余热回收系统包括炉顶换热管60、上升管换热器1、除氧器81以及汽包82。
40.参见图1，焦炉一般包括几十个相间配置的燃烧室a以及炭化室b，之间采用炉墙间隔，燃烧室a炉顶设有若干看火孔2，便于对燃烧室a观察测温，炭化室b炉顶设有装煤孔3和荒煤气出口，荒煤气出口直接连接上升管换热器1。炉顶换热管60迂回布置在炭化室b以及燃烧室a的顶部，由此实现对焦炉顶部的整个区域热量进行回收。具体地，焦炉炉顶沿散热路径(一般是自下而上)，依次为耐火砖层、粘土砖层、隔热砖和缸砖，本实施例的炉顶换热管60可以水平铺设在粘土砖层所在位置或隔热砖层所在位置或粘土砖层与隔热砖层之间，优选的，本实施例的炉顶换热管60设置在隔热砖层上部开设的凹槽中。炉顶换热管60具有供换热介质进入其中的第二介质入口601以及供换热后的介质流出的第二介质出口602。
41.上升管换热器1也设置在焦炉炉顶，用于将焦炉中产生的荒煤气引出，对应地，上升管换热器1具有供荒煤气通过的换热流道。上升管换热器1可采用盘管式换热器，其具有供换热介质进入其中的第一介质入口以及供换热后的介质流出的第一介质出口。上升管换热器1的结构具体在下文中说明。
42.本实施例的上升管换热器1与炉顶换热管60之间可以是并联设置、串联设置或以串联和并联相结合的方式连接在一起。
43.用于回收炉顶热量以及荒煤气显热的换热介质为脱盐水。除氧器81与用于输送脱盐水的第一脱盐水输送管路91相连，除氧器81通过第二脱盐水输送管路92与汽包82的进液口相连，第二脱盐水输送管路92上设有第一泵83。汽包82通过第三脱盐水输送管路93与炉顶换热管60的第二介质入口601和/或上升管换热器1的第一介质入口相连，第三脱盐水输送管路93上设有第二泵84。炉顶换热管60的第二介质出口602和/或上升管换热器1的第一介质出口与汽包82的进汽口相连。汽包82的出汽口还连接有用于将蒸汽输送至下游的蒸汽输出管路97以及加药管路95以及排污管路96。汽包82还通过除氧蒸汽管路94与除氧器81连接。
44.来自界外的脱盐水经过第一脱盐水输送管路91送入除氧器81，通过汽包82输出的蒸汽进行热力除氧，除氧器81操作压力约0.02mpag，温度为102℃～104℃，生成的除氧水通过第二脱盐水输送管路92第一泵83(除氧水泵)送入汽包82。汽包82中的水采用第二泵84(强制循环泵)经由第三脱盐水输送管路93送入多组炉顶换热管60和上升管换热器1，炉顶换热管60与上升管换热器1可并联或者串联连接。
45.在炉顶换热管60内，脱盐水吸收炉顶粘土砖或隔热砖之间200～600℃的热量，部分汽化。在上升管换热器1内荒煤气流下进上出，脱盐水也采用下进上出，二者进行顺流换热，换热器盘管内的水吸收热量部分汽化。生成的汽水混合物进入汽包82进行气液分离，最终产生0.5～4.0mpag的饱和蒸汽。产生的蒸汽一部分通过除氧蒸汽管路94送到除氧器81用于脱盐水除氧，其余作为蒸汽产品通过蒸汽输出管路97送往下游。
46.经过上升换热器换热荒煤气温度从550～850℃冷却到450～480℃，控制上升管换热器1出口处中心和壁面荒煤气温度都不低于450℃，以防止焦油及其他成分的附积，不减少化产品的收率。
47.在汽包82内，水蒸发汽化浓缩，含盐量会不断提高，为防止结垢和设备腐蚀，通过加药管路95加入磷酸盐，使磷酸根离子和水中的钙镁离子结合形成沉淀物，同时设置排污管路96，用于清理汽包82内的盐分和沉淀物，控制汽包82排污率≤2％。
48.上升管换热器1并联的数量众多，常规的上升管余热回收系统，管道采用梯级对称布置，4～9个上升管换热器1共用一个供水分管。通过大流量的强制循环泵、分段的管网布局，使每个上升管换热器1的进水量相对均匀。但焦炉的生产是间歇式的，每一个炭化室都需要经过装煤、干馏、熟焦、推焦等生产过程，在这个过程中荒煤气温度、气量、组分都会变化，并且不同推焦串序的炭化室处于不同的生产过程。所以，上升管换热器1的产气率会随时间不断变化，并且不同推焦串序的上升管换热器1，产气率不同步。因此常规均匀控制上升管换热器1进水量的方式，无法针对每一个上升管换热器1的操作工况调节进水量，因此不能准确控制上升管换热器1出口的荒煤气温度，荒煤气出口温度高，会导致余热回收效率降低；出口温度低于450℃，会导致焦油积附和降低化产品收率。
49.为了针对性的调节每一个上升管换热器1的进水量，本实施例的焦炉炉顶余热回收系统在每一个上升管换热器的供水管上设置独立的气动或电动调节阀和流量计。由于焦炉炭化室在间歇结焦的周期中，产生荒煤气的温度、气量、组分随时间变化的曲线基本保持稳定，因此根据结焦时间和荒煤气进、出上升管换热器1的温度参数，可以通过dcs或plc系
统自动调节每一个上升管换热器1的进水调节阀，准确控制单个上升管换热器1的进水量，从而准确调节上升管换热器1出口荒煤气的温度，提高荒煤气余热回收效率，又防止荒煤气出口的温度过低，引起焦油积附，避免不同上升管换热器进水量相互干扰。此外，供水管流量计设置低流量报警，防止换热器干烧。
50.参见图2，本实施例炉顶换热管60的第二介质出口602与上升管换热器1的第一介质入口相连，从而使得上升管换热器1与炉顶换热管60之间以串联方式连接，其中，以串联方式连接的炉顶换热管60和上升管换热器1共同构成一个第一换热器组71。第一换热器组71可设置多个，多个第一换热器组71以并联方式连接。
51.参见图3，公开了上升管换热器1与炉顶换热管60之间以并联方式相连接。具体地，上升管换热器1有多个，以并联方式连接的多个上升管换热器1共同构成了一个上升管换热器组72。同样地，炉顶换热管60有多个，以并联方式连接的多个炉顶换热管60共同构成了一个炉顶换热管组73。上述的上升管换热器组72与炉顶换热管组73以并联方式连接，也即，上升管换热器组72的各上升管换热器1的第一介质入口及炉顶换热管组73的各炉顶换热管60的第二介质入口601共用同一供水管路，上升管换热器组72的各上升管换热器1的第一介质出口及炉顶换热管组73的各炉顶换热管60的第二介质出口602共用同一出水管路。
52.参见图4及图5，一种上升管换热器包括筒体10、保温层13、换热盘管20、弧形板支撑组件30以及陶瓷涂层40。
53.筒体10为竖向设置，其内部中空形成有通道11，该通道11内用于设置上述的保温层13、换热盘管20、弧形板支撑组件30以及陶瓷涂层40。本实施例的筒体10为金属材质，沿其轴向设置有至少一个膨胀节12，以防止筒体10由于温差应力的作用而破损。该筒体10的通道11具有在上下方向上相对的两个端口。
54.换热盘管20设于筒体10内，并沿该通道11的延伸方向呈螺旋状布置。通过图1可以看出，本实施例的螺旋状的换热盘管20的轴向长度与筒体10的长度基本一致。换热盘管20的下端外露出筒体10的周壁的底部之外作为一个进水口24(也即第一介质入口)，换热盘管20的上端也外露出筒体10的周壁的顶部之外作为一个水汽出口25(也即第一介质出口)。螺旋状的换热盘管20上任意相邻的两层之间预留有安装间隙26，如图5中所示的换热盘管20的上层管件21与下层管件22之间构成了一段安装间隙26，从换热盘管20的整体结构看，各段安装间隙26尺寸相同，且依次连通，也即构成了一个也呈螺旋状布置的安装间隙26。
55.本实施例的换热盘管20的材质可选用低碳碳素钢或耐热钢，例如：铁素体型耐热钢、珠光体型耐热钢、马氏体型耐热钢、奥氏体耐热钢。换热盘管20采用厚壁耐高压管道，具有较高的刚度和强度，防止工作时受较大温度波动发生金属蠕变，同时可以生产2.5mpa以上的中压蒸汽。
56.弧形板支撑组件30整体也呈螺旋状，对应设置在上述的换热盘管20的螺旋状的安装间隙26中，以对换热盘管20的整体形成支撑。具体地，弧形板支撑组件30包括第一弧形板31和第二弧形板32，其中，第一弧形板31和第二弧形板32均沿该通道11的延伸方向呈螺旋状布置。第一弧形板31的横截面以及第二弧形板32的横截面均呈c形。第一弧形板31具有面向开口第一侧壁311和背离开口的第二侧壁312，还具有相对的第一侧边313和第二侧边314。第二弧形板32具有面向开口的第三侧壁321以及背离开口的第四侧壁322，还具有相对的第三侧边323和第四侧边324。本实施例的第一弧形板31和第二弧形板32结构及尺寸基本
相同，第二弧形板32位于第一弧形板31远离筒体10的一侧，并且，第一弧形板31的第二侧壁312与第二弧形板32的第四侧壁322相对设置，也即，第一弧形板31的第一侧壁311沿筒体10的径向朝外，第二侧壁312沿筒体10的径向朝内，第二弧形板32的第三侧壁321沿筒体10的径向朝内，第四侧壁322沿筒体10的径向朝外。再具体地，第一弧形板31的第一侧边313和第二侧边314分别焊接在换热盘管20上相邻的两层盘管的管壁上，第二弧形板32的第三侧边323和第四侧边324也分别焊接在换热盘管20相邻的两层盘管的管壁上。如图5所示，第一弧形板31的第一侧边313与第二弧形板32的第三侧边323位于同一侧，对上层管件21的底部进行支撑，第一弧形板31的第二侧边314与第二弧形板32的第四侧边324位于同一侧，对下层管件22的顶部进行支撑。为了进一步保证弧形板支撑组件30对换热盘管20的支撑强度，本实施例的第一弧形板31的第二侧壁312与第二弧形板32的第四侧壁322相抵。
57.陶瓷涂层40具体是涂覆在第二弧形板32的第三侧壁321上以及换热盘管20对应朝向筒体10的中心的一侧。陶瓷涂层40所围成的内部空间构成供荒煤气通过的换热流道41，其中，换热流道41的下端口构成了荒煤气进入其中的荒煤气入口42，上端口构成了供换热后的荒煤气流出的荒煤气出口43。荒煤气入口42通过法兰与焦炉炉体连接，荒煤气出口43通过法兰与下游荒煤气管道连接。
58.参见图2，第二弧形板32的第三侧壁321的侧边沿与换热盘管20的管壁平滑过渡相接，从而使得涂覆在换热盘管20的管壁及第二弧形板32的第三侧壁321上的陶瓷涂层40沿筒体10的延伸方向的截面呈波浪形。具体地，第二弧形板32的曲率半径与换热盘管20的曲率半径基本一致，由此，陶瓷涂层40沿筒体10的延伸方向的截面呈正弦波形状。其中，位于第二弧形板32的第三侧壁321上的陶瓷涂层40部分以及位于换热盘管20的管壁上的陶瓷涂层部分分别与正弦波的波峰及波谷所在部分相对应。换热器内壁(也即陶瓷涂层40)剖面形状为正弦波结构，没有锐角死区，可以防止焦油在死区内积附。另一方面，通过流场模拟，相较于普通水夹套式换热器内壁的平面结构，本发明换热器内部的正弦波结构使得荒煤气在通过时流型由层流变为湍流，其传热系数大大提高，由于盘管比夹套能承受更高压力，所以本实施例的换热器生产的蒸汽压力比水夹套式更高。
59.本实施例的陶瓷涂层40的厚度为0.01mm～5mm，优选的，陶瓷涂层40的厚度为0.1mm～1mm。陶瓷涂层40的厚度相对较小，相当于换热盘管20与荒煤气直接接触，相较外盘管式换热器，金属热阻更低，换热效果更好。
60.保温层13贴设在筒体10的内壁上，具体是包裹在换热盘管20及弧形板支撑组件30的外围，以减少热量向外传递损失。换热盘管20对应朝向筒体10的一侧与保温层13相贴合，弧形板支撑组件30的第一弧形板31的第三侧壁321也与保温层13相贴合。
61.第一弧形板31、第二弧形板32以及换热盘管20的管壁之间具有夹层间隙23，为了防止上述夹层间隙23内部由于温度升高引起压力变化，上升管换热器上还开设有自筒体10贯通至夹层间隙23的放空孔52。如图4所示，放空孔52有两个，分别邻近于筒体10的上下两个端部设置。上述的放空孔52具有检漏作用，当第二弧形板32破损，或第二弧形板32与换热盘管20之间的焊点破损，荒煤气泄漏到安装间隙26中，放空孔52可以观察到黄的荒煤气烟雾，人孔巡检可以及时发现；当换热盘管20破裂时，水汽泄漏到安装间隙26中，通过放空口52排出，人工巡检也可以及时发现。
62.上升管换热器在与换热盘管20的安装间隙26相对应的位置还开设有测温孔51a；
51b，其中，测温孔51a；51b是自筒体10外壁贯通(依次穿过保温层13、第二弧形板32以及第一弧形板31)至陶瓷涂层40内的换热流道41。换热盘管20相邻段之间有较大的间距，也即换热盘管20的安装间隙26的存在，使得上升管换热器可以很方便地在任意需要的位置开设测温孔51a；51b，并设置测温装置。
63.参见图4，上升管换热器沿其长度方向设有多个测温孔51a；51b，用于安装在线温度检测元件，准确测量换热器内部荒煤气的温度。多个测温孔51a；51b分别为中心测温孔51a以及壁面测温孔51b，其中，中心测温孔51a测温点位于靠近换热器中轴线处，用于测量荒煤气在上升管换热器中心部位温度；壁面测温孔51b测温点靠近换热器内壁面，用于测量荒煤气靠近壁面处的温度，可实时监测壁面处荒煤气温度是否低于450℃，以防止焦油及其他成分的附积。同时，通过中心测温孔51a和壁面测温孔51b温度的差值，可以监测上升管内部荒煤气的湍流效果，其中，中心和壁面的温差越小，湍流效果越好。
64.本实施例的上升管换热其的优点如下：1、弧形板支撑组件30与其上下相邻的换热盘管20焊接，将整个换热盘管20连成一个整体，由于弧板结构具有挠性和缓冲性，可以稳定整个换热盘管20，可以大大降低水流对于换热盘管20的冲击形成的振动，防止换热盘管20发生破损。2、上升管换热器是在换热盘管20的相邻两层之间的安装间隙26中增设弧形板支撑组件30，由于弧形板支撑组件30自身结构特点(采用背向设置的两个弧形板，并同时对换热盘管20的相邻两层进行支撑)，因而，具有一定挠性(类似于金属膨胀节12的作用)，可以在轴向上伸缩，可以有效补偿换热器由于各部位金属壁温不同产生的热膨胀差，减小换热器的温差应力，避免由于温差和温度波动产生形变引起的换热器破损，杜绝上升管换热器漏水进入炭化室引起焦炉炉墙损坏。3、焊接在换热管上的弧形板支撑组件30(尤其是用于涂覆陶瓷涂层40的第二弧形板32)，在换热过程中，有类似于翅片的强化传热的效果，提高了上升管整体的换热效率。换热器内部的陶瓷涂层40是涂覆在换热盘管20及弧形板支撑组件30对应朝向筒体10的中心的一侧，也相当于换热盘管20与荒煤气“直接换热”，其与现有技术中外盘管式换热器相比，金属热阻更低，相较于内盘管换热器和插入式换热器，其与荒煤气接触面较小(仅换热盘管20朝向筒体10的中心的一侧与荒煤气换热)，荒煤气的巨大温度波动对换热盘管20的影响较小，同时陶瓷涂层40既可以疏油自洁，避免焦油结焦粘附，降低污垢热阻，又可以避免换热盘管20直接接触荒煤气，防止荒煤气中焦油、氨、硫化氢等对换热盘管20的腐蚀以及氧化性和还原性氛围交替出现对换热盘管20强度造成破坏。4、利用第二弧形板32以及换热盘管20的管壁自身弧状结构特点，使得涂覆在换热盘管20及该第二弧形板32上的陶瓷涂层40的截面呈波浪形结构，这样使得换热流道41中的荒煤气的流动状态由层流变为湍流，大大增加了传热系数，提高了传热效果，尤其是，正弦波形的陶瓷涂层40，其没有锐角死区，可以有效防止焦油在死区内积附。5、在弧形板支撑组件30的支撑作用下，换热盘管20相邻段之间有相对较大的间距(也即安装间隙26)，因而，可以很方便地在任意需要的位置设置测温装置。
65.由于炉顶换热管埋于隔热砖中，正常操作时不易检修，为防止炉顶换热管破裂漏水损坏焦炉炉体，本实施例中的炉顶换热管60由内管62和外管61双层管道组成，为强化换热效果，两层管道之间的空隙不超过5mm。内管62内部为水流通道，外管61和内管62之间正常无流量。外管61内侧可开设至少一个引流槽，在第二介质入口601处，引流槽与一段检漏管相连。正常操作时，炉顶换热管的内管不漏水，检漏管内无水汽流出；当内管泄漏时，泄漏
的水和蒸汽通过上述的引流槽汇集到检漏管流出，巡检时能够及时发现。
66.本实施例的引流槽沿外管的周向开设有多个，通过图6可以看出，引流槽有四个，四个引流槽沿外管的周向的均匀间隔布置，具体包括位于外管的左右两侧的第一引流槽63a和第二引流槽63b、位于外管的上下两侧的第三引流槽63c和第四引流槽63d，该四个引流槽将内管的外周划分为四个区域，可以根据引流槽漏水的水量或蒸汽量而判断出内管的漏水的区域。检漏管也对应有1-4个，分别为与第一引流槽63a相连的第一检漏管64a、与第二引流槽63b相连的第二检漏管64b、与第三引流槽63c相连的第三检漏管64c、与第四引流槽63d相连的第四检漏管64d。
67.如果运行过程中，发现检漏管有水或蒸汽，那就可以判断内管的泄露发生。由此，检修人员可快速锁定需要检修的区域，大大提高了检修工作的效率，不会因内管泄露对焦炉本体造成影响。

技术特征：

1.一种焦炉炉顶余热回收系统，包括设置在焦炉炉顶的上升管换热器(1)，该上升管换热器(1)具有供荒煤气通过的换热流道、供换热介质进入其中的第一介质入口(24)以及供换热后的介质流出的第一介质出口(25)，焦炉炉顶包括粘土砖层以及隔热砖层；其特征在于还包括：炉顶换热管(60)，布置在所述粘土砖层所在位置或所述隔热砖层所在位置或粘土砖层与隔热砖层之间，该炉顶换热管(60)具有供换热介质进入其中的第二介质入口(601)以及供换热后的介质流出的第二介质出口(602)；所述的上升管换热器(1)与所述炉顶换热管(60)之间并联设置、串联设置或以串联和并联相结合的方式连接在一起。2.根据权利要求1所述的焦炉炉顶余热回收系统，其特征在于：所述炉顶换热管(60)的第二介质出口(602)与所述上升管换热器(1)的第一介质入口(24)相连，从而使得上升管换热器(1)与所述炉顶换热管(60)之间以串联方式连接；或者所述炉顶换热管(60)的第二介质入口(601)与所述上升管换热器(1)的第一介质入口(24)相连，所述炉顶换热管(60)的第二介质出口(602)与所述上升管换热器(1)的第一介质出口(25)相连，从而使得上升管换热器(1)与所述炉顶换热管(60)之间以并联方式连接。3.根据权利要求2所述的焦炉炉顶余热回收系统，其特征在于：以串联方式连接的炉顶换热管(60)和上升管换热器(1)共同构成一个第一换热器组(71)；所述焦炉炉顶余热回收系统包括至少两个第一换热器组(71)，各所述第一换热器组(71)以并联方式连接。4.根据权利要求2所述的焦炉炉顶余热回收系统，其特征在于：所述上升管换热器(1)有至少两个，以并联方式连接的至少两个上升管换热器(1)共同构成了一个上升管换热器组(72)；所述炉顶换热管(60)有至少两个，以并联方式连接的至少两个炉顶换热管(60)共同构成了一个炉顶换热管组(73)；所述上升管换热器组(72)与炉顶换热管组(73)以并联方式连接。5.根据权利要求1所述的焦炉炉顶余热回收系统，其特征在于：所述焦炉包括炭化室以及燃烧室，所述炉顶换热管(60)迂回布置在所述炭化室以及燃烧室的顶部。6.根据权利要求1～5中任一项所述的焦炉炉顶余热回收系统，其特征在于：所述的换热介质为脱盐水。7.根据权利要求6所述的焦炉炉顶余热回收系统，其特征在于：还包括除氧器(81)以及汽包(82)，所述除氧器(81)与用于输送脱盐水的第一脱盐水输送管路(91)相连，所述除氧器(81)通过第二脱盐水输送管路(92)与所述汽包(82)的进液口相连，所述汽包(82)通过第三脱盐水输送管路(93)与所述炉顶换热管(60)的第二介质入口(601)和/或上升管换热器(1)的第一介质入口(24)相连；所述炉顶换热管(60)的第二介质出口(602)和/或上升管换热器(1)的第一介质出口(25)与所述汽包(82)的进汽口相连；所述汽包(82)的出汽口还连接有用于将蒸汽输送至下游的蒸汽输出管路(97)。8.根据权利要求1～5中任一项所述的焦炉炉顶余热回收系统，其特征在于所述上升管换热器(1)包括：
筒体(10)，其内部中空形成有通道(11)；换热盘管(20)，设置在所述筒体(10)的通道(11)内，并沿该通道(11)的延伸方向呈螺旋状布置，该换热盘管(20)上任意相邻的两层之间预留有安装间隙(26)；其特征在于还包括：弧形板支撑组件(30)，包括均沿该通道(11)的延伸方向呈螺旋状布置的第一弧形板(31)和第二弧形板(32)，所述第一弧形板(31)的横截面以及第二弧形板(32)的横截面均呈c形，所述第一弧形板(31)的c形开口的朝向与第二弧形板(32)的c形开口的朝向相反，且两者一起设置在所述换热盘管(20)的安装间隙(26)中，并同时对换热盘管(20)的相邻两层进行支撑；陶瓷涂层(40)，涂覆在所述换热盘管(20)及弧形板支撑组件(30)对应朝向筒体(10)的中心的一侧，该陶瓷涂层(40)所围成的内部空间构成供荒煤气通过的换热流道(41)。9.根据权利要求1～5中任一项所述的焦炉炉顶余热回收系统，其特征在于：所述的炉顶换热管(60)包括用于输送换热介质的内管(62)以及套设在所述内管(62)之外的外管(61)，所述外管(61)的内壁上具有至少一个沿其长度方向开设的引流槽，所述外管上还连接有与所述引流槽相连通的检漏管。10.根据权利要求9所述的焦炉炉顶余热回收系统，其特征在于：所述引流槽具有四个，该四个引流槽沿所述外管的周向依次间隔布置，所述检漏管也对应有四个，分别与各所述引流槽对应连通。

技术总结

本发明涉及一种焦炉炉顶余热回收系统，包括设置在焦炉炉顶的上升管换热器，该上升管换热器具有供荒煤气通过的换热流道；炉顶换热管，布置在粘土砖层所在位置或隔热砖层所在位置或两者之间；上升管换热器与炉顶换热管之间并联设置、串联设置或以串联和并联相结合的方式连接在一起。焦炉炉顶余热回收系统通过炉顶换热管移出部分热量后，从隔热砖传递到炉顶表面的热量减少，从而使减少焦炉散热损失，降低炉顶操作面的温度。另一方面，炉顶换热管与上升管换热器并联或者串联，换热介质(脱盐水)在炉顶换热管内吸收热量部分汽化，从而增加的蒸汽生成量，炉顶散热损失可降低60％，蒸汽总产量可以比单独设置上升管换热器增加30％。量可以比单独设置上升管换热器增加30％。量可以比单独设置上升管换热器增加30％。