煅烧炉余热利用率的技术创新

1、第4期刘冬梅等煨烧炉余热利用率的技术创新 47 文章编号：1001-8948(2009)04-0046-04煨烧炉余热利用率的技术创新刘冬梅，孔民柱，张斌(山东晨阳碳素股份有限公司，山东济宁272100)摘要：采用新型有机热栽体炉与蒸气发生器配套使用，利用瑕烧炉排出的高温烟气，通过热媒交换炉将导热 油加热，通过管道送至炭素生产工艺中的沥青熔化、混捏等用热设备改变了传统采用蒸气加热方式，节约能 源。经过热媒交换炉后的导热油通过蒸气发生器产生饱和蒸气，満足生产.生活用气。采用热媒加热后，提 高了沥青熔化温度，改善了产品质量，提高了生产效率，解决了公司供气不足的局面。通过技术革新，综合利 用能源，减

2、少了环境污染，瑕烧炉余热得到了充分的利用，提高了经济效益。关键词：导热油炉；蒸气发生器；瑕烧炉余热利用doi；10. 3969/j. issnlOOl 8948 2009. 04 009中图分类号：TF806. 1文献标识码：AINNOVATION OF WASTE HEAT UTILIZATION OF CALCINERLiu Dongmei,Kong Min Zhu,Zhang Bin(Shandong Chenyang Carbon Stock Co. Ltd,Shandong Jining 272100China)Abstract: Waste heat utilization of

3、calciner for smelting pitch which changed traditional heat way with vapour and energy saving It is to use a new heat transmitting furnace with a vapour creator to treat the high temperature fume to heat the Transmitting Oil and then send it the pitch tank and mixing facilities through heat medium ex

4、change furnace. The transmitting Oil through heat medium exchange furnace may create saturated steam through steam generator which can meet the steam demand for production and life The heating with heat medium can increase pitch smelting temperature improve production quality t increase output,also

5、solve the steam shortage problemtrealizetcomprehensive utilization of energy and reduce environmental pollution realizes full use of waste heat of calciners tand increase economic efficiency.Key words：transmitting heat oil furnace；steam generator；waste heat utilization of calciner第4期刘冬梅等煨烧炉余热利用率的技术创

6、新 47 第4期刘冬梅等煨烧炉余热利用率的技术创新 47 收稿日期，200804 23作者简介I刘冬梅女山东人毕业哈尔滨工业大学,现主要从事电代自动化与仪表设计工作.1前言使用蒸气发生器前，公司很多蒸气来源于锻烧炉的余热锅炉。锻烧炉的余热锅炉排管一般34更 就会严重损坏，腐蚀漏水只能停止工作。维修一次点' 但对生产有巫大彫响，而且难度大，修复排管意义不 大，需要重新制作安装新排管，每台要投资30万。每 年冬季到来，生产生活用气就会呈现严重不足的现 象，解决蒸气供应问题摆在面前。利用现有的导热油 炉配套新上蒸气发生器已成为必然。2007年公司新上4台24罐的锻烧炉，配套上 了 4台导热油

7、炉，为解决公司用热问题提供有力保 障。导热油炉是以锻烧炉的余热为能源，导热油为热 载体，利用循环油泵强制液相循环，将热能输送给用 热设备后，继血返回璽新加热的宜流式特种工业炉。 而我公司有的设备只能用蒸气加热，生活用气也严 重不足，因此蒸气能源必不可少。利用导热油炉配套上了蒸气发生器，用于焦油 生产、电除尘加热等设备和澡堂、食堂、取暖等生活 用气上，彻底解决了生产、生活用气不足的问题。2系统改造方案及实施过程2. 1改造方案为了充分利用余热，新建的4台锻烧炉每台都 配套上了 136万大卡导热油炉一台和2T/H蒸气发 生器一台。2.2系统主要设备2台锻烧炉合在一起为一个系统：（1）2台高效 有机

8、热载体炉、1个注油泵、1个储油罐、1个膨胀 槽、3台热油泵、1个过滤器、仪表、阀门一批。（2）2 台蒸气发生器、软水池、给水泵、安全阀、温度计、液 位计、压力表等安全附件。（3）用热设备：蒸气发生 器、沥青熔化池、沥青高位槽、称斌槽、混捏锅、配油、 配料、食堂、澡堂等采暖设备及输送管道。2-3系统简介锻烧炉余热利用系统大致可分为烟气余热收集 系统和导热油循环、蒸气循环系统三部分。2. 3.1烟气收集系统向导热油炉管道系统注入导热油一冷运行一打 开主烟道闸板一关闭副烟道闸板一调节进入导热油 炉的烟气最，（烟气温度850C900C）脱水、脱 務他分（按导热油升温曲线控制）一导热油升温一通 入用热设

9、备（包括蒸气发生器）。锻烧炉烟气温度减 低至300左右。通过调节主烟道上的闸板控制了 进入导热油炉内的烟气总量，多余的烟气通过副烟 道排出。烟气余热收集示意如图 2.3.2导热油、蒸气循环系统导热油循环系统：循环系统的导热油经热油循 环泵加压送入余热有机热载体锅炉内，导热油与高温烟气进行热交换，达到用热温度后进入分油缸，然 后从分油缸输送到各用热设备，提供热量满足需用。 在与用热设备、蒸气炉进行热交换后，导热油温度降 低，经回油管到集油缸中，再由循环泵加压进入余热 热载体炉内进行加热，形成连续的循环供热系统，如 图2。图1烟气余热收集示总Fig. 1 Schematic diagram of

10、the collectionof smoke gas waste heat图2 导热油、蒸气循环系统示意Fig. 2 Schematic diagram of heat conductingoil and steam recovery system蒸气循环系统：蒸气发生器是一种利用导热油 盘管与水热交换产生蒸气的装置，130万大卡/台的 导热油炉换热产生蒸气量相当于2吨燃煤蒸气锅产 生的蒸气最。使月安全、可靠，节约投资，结构紧凑, 操作简单，安装、使用、清理和维修方便。在1 #、2# 新建锻烧炉上了 2台2吨蒸气发生器，产生的蒸气 量N4吨/小时燃煤蒸气炉的蒸气戢。3#、4#新建 锻烧炉上了

11、1台4吨蒸气发生器，产生的蒸气量$4 吨/小时燃煤蒸气炉的蒸气量。锻烧炉余热得到了充 分利用。导热油炉还可以用于其他设备的加热，仍能 满足生产需要，蒸气发生器仅作为被加热设备之一， 导热油进口温度为19CTC左右，出口温度为220C左 右，温差2（TC左右，压力为0. 28MPa上下，低压力 运行安全可靠。导热油炉换热面积大，热损失小，余 48 炭 索2009 年热利用率得到提高。该设备采用u形管加热的结构形式，可根据实 际工况连续或I可歌产气，是非直接火焰加热的设备。 利用现有的导热油炉提供的高温媒介加热U形管, 产生一定压力的饱和蒸气，满足生产、生活的需要。选用卧式蒸气发生器，系统由二部分

12、组成，即管 程导热油加热部分和壳程蒸气发生部分。管程介质 为高温导热油，由有机热载体循环加热的导热油在 管程内以一定的质量、流速、温度与壳程的软水进行 交换，产生蒸气，导热油在管程内被降温，返回热载 体加热炉后加温，以此循环使用。壳程内的软水或经 过预热的软水，被管程的导热油加热,水在自然对流 下加热到传热面上产生连续沸腾，在一定的压力下 产生饱和蒸气，将蒸气送至分气缸，提供生产、生活 用气。蒸气发生器上装设安全阀、温度计、液位计、压 力表、压力传感器等安全附件，以随时检査温度、液 位、压力的现场显示与控制。设备上的磁性液位计具 备上下限控制、液位显示和电气远控功能；压力传感 器能实现自动控制

13、、报警功能。设备配套电控箱可以启动进水泵，检査设备水 位保持在液位计的上、下限之间，并在使用过程中依 靠磁性液位计的上、下限控制进水泵，对设备间断地 进行补水。当圧力达到丁作压力时将导热油进口阀 调小，使工作压力趋于稳定状态，进口阀的大小根据 用气状况调整。蒸气发生器具有以下优点：(1) 能在常压的运行压力下，即可获得300 C以 上的工作温度，在较宽的负荷范围内，热效率均能保 持在最佳水平。(2) 液相输送热能，可获得稳定的热传导和精确 的温度值。(3) 具有完备的运行控制和安全监测装置，利用 程序过程控制技术，可使蒸气炉进口温度控制在士 l'C,简单易操作。(4) 节能环保，烟气排

14、放浓度和噪音均低于国家 标准。(5) 炉管排列采用既不窝气，又不存水的结构， 使用阻力小、流速大、压力稳；管内壁采用特殊工艺 处理光洁度高，导热油不易结焦，安全耐用。(6) 可借用现有水处理系统产生的水，节水、节 煤、节电、运行费用低,36个月回收投资。(7) 蒸气发生器配套用仪表、电器、泵、软水设备 等工艺简单，易操作。该项目采用的工艺技术先进可靠、实用节能，响 应了国家对环保、节能减排的有关要求和规定。在我 公司使用尚属首例。3应用前后技术经济指标和经济效益 分析新建1若、2#锻烧炉上了两台2吨蒸气发生 器，产生的蒸气吨燃煤蒸气炉的蒸气疑，1台 2吨蒸气发生器公称换热面积90m2,额定产蒸

15、气蜃 3 000kg/h,导热油额定循环量130160m7h|3#、 4#新建锻烧炉上了一台4吨蒸气发生器，产生的蒸 气量M4吨燃煤蒸气炉的蒸气虽，按一台4吨燃煤 蒸气锅炉运行计算，每年可节省煤3 2003 600吨， 按500元/吨计算，每年可节约160180万元。两个 系统可节约320360万元,经济效益非常显著。之前锻烧炉采用余热锅炉产气，烟道出口温度 高，余热利用率为40%。新建4台锻烧炉的余热加 热导热油，利用导热油加热蒸气发生器排管使之产 气，换热面积大，热损失小，利用率高。符合国家节能 减排的环保产业政策，蒸气锅炉使用煤炭做燃料，污 染严重，除尘每年投资很大。本项目投资少，回收短

16、，是有利可行的。(1)1台 2吨蒸气发生器投资12万元，1台2吨余热锅炉要 投资30万。蔡气发生器使用寿命长，正常情况下，一 台蒸气发生器要使用610年。供货为整台成套销 售，成品到厂后，只需做好基础，采用预埋地脚螺栓 焊与基础预埋钢板上固定，装设安全附件，安装管路 进行气密性试验，即可投产使用，属一次性投资。而 余热锅炉不是整套设备，根据选用的排管进行焊接， 工程量大，工期长，使用寿命短，一般34年排管会 腐蚀严重，维修时间长，工作量大，修一次需要重新 更换排管，更换费用15万，最多再使用3年，就没有 修复的意义了。还需单独配备电控柜进行控制。按 5年计算，1台2吨蒸气发生器使用年限等于2台

17、2 吨余热锅炉，节省费用45万元。(2)施工工期短，土 建费用低。蒸气发生器采用简易钢结构厂房，工期为 7天，总投资10万；而燃煤锅炉工期长，锅炉基础土 建和砖混结构厂房需35天，总投资40万；按工期提 前28天计算，仅此一项节约费用40多万元。本项目采用的工艺技术是先进、可靠而实用，节 能效果显著。具有完备的运行控制和安全监测装置， (下转第15页)化.2006,20(3人240-244.7 邓选英，章冬云，王昕，等.碳纳米管负载金属吓 咻电催化剂制备及其催化活性J.催化学报, 2008.29(6):519-523.8 Ros T G. Rhodium complexes and parti

18、cles on carbon nanofibres PhD Thesis, The Netherlands： Utrecht University ,2002.9 Chattopadhyay D. Galeska I, Papadimi- trakopoulos F Complete elimination of metal catalysts from single wall carbon nanotubes JJ. Carbon 200240(7儿985 98&lOjTsang S. C.Chen Y. K, Harris P. J. F>et al. A simple ch

19、emical method of opening and filling carbon nanolubesJJ. 1994>372： 15916211 Shaffcr M S. P,Fan X> Windle A. H. Dispersion and packing of carbon nanotubesfj. Car- bon, 1998,36(11)： 1603-161212 Liu J * Rinzler A G. > Dai H, ct al. Fullerene pipes,scier)ceJ 1998,280： 12531256.13 唐天地，陈久岭，李永丹.碳纳

20、米纤维在浓硝酸 一浓硫酸溶液中表面氧化对其负载的Pd-Pt 催化剂顆粒分散状态的影响J.高等学校化学 学报 >2006,27(1):129-133.14 J Li Y. D, Chen J. L» Chang L * Qin Y. N. The Doping Effect of Copper on the Catalytic Growth of Carbon Fibers from Methane over a Ni/Al2O3 Catalyst Prepared from Fcitknecht Compound PrecursorJ Journal of Catalysis&

21、#187; 1998,178(1):76-83.15Li Y. D,Chen J L,Qin Y. N,Chang L. Simuk taneous Production of Hydrogen and Nanocar bon from Decomposition of Methane on a(接第48页)利用程序过程控制技术，简单易操作；节能环保，烟 气排放浓度和噪音均低于国家标准；炉管排列采用 既不窝气，又不存水的结构,使用中阻力小、流速大、 压力稳；管内壁采用特殊工艺处理光洁度高，导热油 不易结焦，安全耐用；可借用现有水处理系统产生的 水，节水、节煤、节电，运行费用低，36个月回收投

22、资；蒸气发生器配套用仪表、电器、泵、软水设备等工Nickel Based Catalyst J. Energy & Fuels t 2000.14(6):1188-1194.16jToebes M. L.van Heeswijk J. M P> Bitter J. H, Jos van DiHen A .de Jong K P The influ* cnee of oxidation on the texture and the number of oxygen containing surface groups of carbon nanofibers J . Carbon 2004,42 (2)： 307-315.17 Toebes M. LtPrinsloo F. FtBitter J. H.ci al. Influence of oxygen containing surface groups on the activity and selectivity of carbon nanofiber supported ruthenium catalysts in the hydrogenation of cinnamaldehydc J. Journal of Catalysis 12003 >214(1):7