[实用新型]一种低成本高效炼焦炉余热回收系统

说明书

㈠技术领域：本实用新型涉及炼焦炉的余热回收节能改造技术，尤其是一种低成本高效炼焦炉余热回收系统。

㈡现有技术：炼焦炉是现在广泛使用的煤干馏工艺设备，其组成见图1，炼焦炉具有炼焦室1，炼焦室1外装有移动的推焦机2，炼焦室下部设供热用的燃烧室3，采用蓄热技术的燃烧室内设有多排烧嘴4，炼焦室顶部装有移动的给煤机5。生产时，推焦机间歇地逐个推出熟焦并由给煤机装填待炼的新煤，燃烧室连续供热；燃烧室燃尽后的废气通过内、外烟道7和11、调节阀10，与保持稳定负压的烟囱12（见附件1）连通排出炉外。由于炼焦室的间歇工况，必须引起燃烧室内压力波动，为平衡室内波动，在内烟道上设置了系统控制器6自控或手控的调节阀10、压力表8、温度计9，动态的维持燃烧室内压力以保证稳定供热。

为了能源梯级利用，将烟囱外排的废气中余热充分用于调整入炉前原煤的含水量，以保证炼焦质量和节约能源，就必须从原烟气排放系统中抽取废气；而抽取废气必须：第一抽取时不影响炼焦正常运行，第二不抽时能迅速切换使废气从原烟囱排出，第三在满足前两个条件下能最大限度的抽取废气用于生产。

目前国内主要是引进国外技术，在内烟道7处设烟气抽取点（见图2）。由于在炉膛3内压力已受到负载经常不规则波动影响不易平衡的工况下，又增加一个变化的抽风机负载，其控制逻辑的数学模型为n+M个多元方程，致使系统控制器庞大复杂，造价高昂，故障多，并且使废气的抽取量受到限制；一般均小于70%，最终影响到整个系统余热回收的效率和系统的稳定。

㈢发明内容：本实用新型的目的就是要解决现有炼焦炉余热抽取回收系统配置复杂、造价高、故障点多，而废气的抽取量小的问题，提供一种低成本高效炼焦炉余热回收系统。

本实用新型的具体方案是：针对现有炼焦炉余热回收系统进行改进，它包括有炼焦炉，炼焦炉上部设有若干个炼焦室，炼焦室中装有移动式推焦机，炼焦炉下部为燃烧室，燃烧室内设有多排烧嘴，炼焦炉的顶部装有移动式给煤机，炼焦炉燃烧室的尾部通过排烟道连接烟囱，排烟道中安装有调节阀，调节阀将排烟道分为内烟道和外烟道，在内烟道中接装有压力表和温度计，配置有系统控制器，系统控制器分别与压力表、温度计、调节阀连接，其特征是：在外烟道中安装有烟气回收抽取装置，该装置包括有抽风控制器，与外烟道连接的抽风机、测压表、测温表，所述抽风控制器与测压表及测温表同时输入连接，并且控制器控制连接抽风机，抽风机外接烘干系统。

本实用新型的设计原理（见图3）是：1）保留炼焦炉原控制系统不变，即保留烟道上调节阀10及其系统控制器6、压力表8、温度计9不变，只要保证烟囱抽力不变，炼焦炉的正常运行将保持原工况。2）将废气的抽取点安排在外烟道11段。依巴斯克定律，该处的负压与烟囱一致，而从附件1论证可知，烟囱的抽力仅与烟囱内烟柱的温度有关，与烟气量无关。抽取烟气的数量只要满足①烟囱内有烟柱维持；②其维持烟柱的气量释放出的热量与烟囱表面散热量平衡，以保持烟囱的温度，在停止抽气改为烟囱排气时能迅速转入正常工作。经测算，在南方夏季维持3%，冬季维持5%的废气量，就可保证正常转换。该废气抽取系统由抽风机13，测压表15，测温表16和抽风控制器14组成（见图3）。这样抽风控制器仅跟踪测压表15，参考测温表16，即保证烟囱稳定的负压即可，其控制逻辑的数字模型简化成一元一次方程。该系统配置简单，造价低廉，易于控制，故障率低，废气抽取量大于95%，控制部分造价仅为引进技术的1/10，该论点经试验是正确的。论证如下：

烟囱抽力的公式为： 

S=Hyz                                                   ....①

式中：S---烟囱的自然抽力pa ;

---标准状态下空气的重度12.67N/NM³

---标准状态下烟气的重度13.132 N/NM³

tk ---外界空气温度⁰C;

ty ---烟囱内烟气的平均温度⁰C；

Hyz---烟囱高度m；

P1---当地大气压pa；

P--- 标准大气压101330pa

例:当地气温tk=0^OC、海拔2000m 查P₁=79500pa.烟囱高度Hyz=185m。

当ty从50-250^OC变化时将各项已知数据代入①式：有

当： ty=50^OC时   S=-228pa