一种电石炉气余热回收系统的制作方法

1.本实用新型涉及电石生产高温炉气余热回收利用技术领域，尤其涉及一种电石炉气余热回收系统。


背景技术：

2.目前电石炉气显热已经有了初步的利用，但大多存在着一些问题：
3.(1)在烟道外壳设置水冷隔层为炉气降温，这种用冷水对炉气降温的方法一般可将水加热至40～60℃，这种程度的热水的最多可作为厂区或居民供热，而这仅仅是限于冬季可用；对于建址偏僻的厂区，无论管道外输或是货车输运，无疑是大大增加了成本，由此来看这种余热的收集，大部分成了工业废热，最终又将热量排放至大气中，无法得到有效利用。
4.(2)烟道外壳设置水冷隔层配合汽包生产蒸汽，这种利用方式往往生产的是饱和蒸汽，同时限于水泵耐温的影响，生产的饱和蒸汽温度一般不会超过 205℃，生产的蒸汽品质低。
5.(3)使用水对电石炉气降温时，水冷烟道的壁面温度较低，易使烟道壁面结焦积灰，不但会降低炉气与水的换热效率，还会导致烟道堵塞，需要定时清理积灰；同时水与电石直接接触会发生爆炸，一旦水冷烟道内的水泄漏，就会顺着烟道流入电石炉，导致发生爆炸。
6.(4)炉气降温处理后利用有机朗肯循环(orc)机组发电，限于换热介质耐温的影响，这种方法一般只能处理300℃以下炉气，300℃以上的热能没有得到有效利用，炉气余热的利用率低；同时工业生产过程中的炉气往往都是周期性变化的，即炉气的成分、流量、温度都会随时间的变化发生改变，故这种方法生产的电能也是不稳定的。


技术实现要素：

7.为解决上述技术问题，提供一种能够高效得将电石生产中的高温炉气余热转化为稳定的过热蒸汽的回收系统，本实用新型提供以下技术方案：
8.一种电石炉气余热回收系统，包括炉气余热回收子系统、储能子系统与蒸发子系统、除氧器和水箱，以及连通各系统的集管；所述储能子系统包括高温储罐及设置于高温储罐出口的高温泵、低温储罐及设置于低温储罐出口的低温泵，所述储能子系统用于储存炉气余热回收子系统中收集的热能、并将其供给蒸发子系统以产生过热蒸汽；
9.所述炉气余热回收子系统自炉气进口至炉气出口包括依次连接、并形成炉气通道的上升段和下降段；
10.所述上升段包括至少两台依次连接的炉气换热器、炉气换热器的储能介质进出管路相互并联；
11.所述下降段包括至少两台依次连接的炉气换热器、炉气换热器的储能介质进出管路相互并联；
12.所述上升段储能介质出口连接高温储罐入口；所述下降段储能介质入口通过调节阀连接低温储罐出口；
13.所述下降段储能介质出口通过调节阀连接上升段储能介质入口。
14.进一步的，所述上升段与下降段的每台炉气换热器储能介质入口均设置调节阀，用于便捷地控制各支路流量。
15.进一步的，所述上升段的各支路炉气换热器换热面积一致；所述下降段的各支路炉气换热器换热面积一致，有利于储能介质流量的均匀分配，同时方便调节阀的控制。
16.进一步的，所述炉气余热回收子系统外壁包覆保温层，能够降低余热回收过程中的热损、进一步提高回收效率。
17.进一步的，所述储能子系统中的储能介质为熔盐、导热油或其他储热介质中的一种，由于水与电石直接接触会发生爆炸，为了避免储能介质泄漏造成安全隐患，因此优先选用熔盐。
18.进一步的，所述蒸发子系统具有水进口、蒸汽出口、储能介质进口、储能介质出口；所述水进口通过除氧器与水箱连接；所述蒸汽出口输出最终的过热蒸汽；所述储能介质进口连接高温储罐出口；储能介质出口连接低温储罐入口。
19.本实用新型的有益效果在于：
20.1、上升段与下降段均设置多台并联的炉气换热器，能够更高效得实现高温炉气的换热、避免储能介质温度超过高低温储罐的耐温极限；
21.2、多支路设计能够降低对高温泵、低温泵泵压的要求，从而降低整体造价；
22.3、利用高、低温储罐作为储能介质储存容器，能起到缓冲作用、保证整个系统连续稳定的运行。
附图说明
23.图1、本实用新型的一种实施例的系统示意图。
24.图2、本实用新型的一种实施例的炉气余热回收子系统结构示意图。
25.图中：1、炉气余热子系统；11、上升段；12、下降段；13、法兰；21、高温储罐；22、高温泵；23、低温储罐；24、低温泵；31、蒸发子系统；32、除氧器；33、水箱；100、调节阀；101、炉气换热器。
具体实施方式
26.下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
27.如图1所示的一种电石炉气余热回收系统，包括炉气余热回收子系统1、储能子系统与蒸发子系统31、除氧器32和水箱33、以及连通各系统的集管；所述储能子系统包括高温储罐21及设置于高温储罐21出口的高温泵22、低温储罐23及设置于低温储罐23出口的低温泵24，所述储能子系统用于储存炉气余热回收子系统1中收集的热能、并将其供给蒸发子系统31以产生过热蒸汽；输入后续汽轮机组中用于发电。
28.本实施例中储能介质选择熔盐，高温储罐21为高温熔盐罐、低温储罐23 为低温熔盐罐。
29.所述炉气余热回收子系统1自炉气进口至炉气出口包括依次通过法兰13连接、并形成炉气通道的上升段11和下降段12。
30.本实施例的所述上升段11和下降段12均包括四台依次通过法兰连接的炉气换热器101、各支路的炉气换热器101的储能介质进出管路相互并联，各支路炉气换热器101储能介质入口均设置调节阀100；在实际使用中，上升段11和下降段12的炉气换热器101数量可以设置为一致或者不一致。
31.所述上升段11储能介质出口连接高温储罐21入口；所述下降段12储能介质入口通过调节阀100连接低温储罐23出口；
32.所述下降段12储能介质出口通过调节阀100连接上升段11储能介质入口。
33.所述上升段11的各支路炉气换热器101换热面积一致；所述下降段12的各支路炉气换热器101换热面积一致，有利于储能介质流量的均匀分配，同时方便调节阀100的控制。
34.所述炉气余热回收子系统1外壁包覆保温层，能够降低余热回收过程中的热损、进一步提高回收效率，所述保温层可选择耐高温隔热气凝胶保温材料。
35.所述蒸发子系统31具有水进口、蒸汽出口、储能介质进口、储能介质出口；所述水进口通过除氧器32与水箱33连接；所述蒸汽出口输出最终的过热蒸汽；所述储能介质进口连接高温储罐21出口；储能介质出口连接低温储罐23入口。
36.本实施例中，所述蒸发子系统31包括自高温储罐21至低温储罐23方向依次连接的过热器、蒸发器、预热器组成。
37.系统中各介质路径为：
38.1、炉气：电石炉
→
上升段11
→
下降段12
→
排出本系统进行尾气后续处理；
39.2、熔盐：低温储罐23
→
低温泵24
→
下降段12
→
上升段11
→
高温储罐21
ꢀ→
蒸发子系统31
→
低温储罐23，从而形成闭环回路；
40.3、水/蒸汽：水箱33
→
除氧器32
→
蒸发子系统31
→
自本系统输出后用于汽轮机组发电。
41.以上仅是本实用新型的优选实施方式，并不用于限制本实用新型，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。