一种焦炉上升管变截面分段式盘管换热器
技术领域
本实用新型属于焦炉换热技术领域，具体涉及一种焦炉上升管变截面分段式盘管换热器。
背景技术
目前，随着焦化厂对资源回收利用的高度重视，荒煤气的余热回收是降低焦炉能耗的主要途径之一，现有工艺是将炭化室逸出的650℃-850℃高温荒煤气经过上升管换热器进入集气管以回收余热。焦炉荒煤气中包含各种焦油成分，其露点主要分布在200-350℃，容易产生粘度较高的液体紧紧地粘结在管壁表面，从而导致粘结、结焦的问题，使得生产工况不稳定，并由此导致传热问题更加恶化。当上升管出现干烧、通水交替变化情况下，管体金属材料容易产生高温氧化、高温蠕变，导致筒体变形、漏水，影响焦炉正常生产。目前上升管盘管换热器存在换热效率低、内壁易结焦，流动阻力大的通病，时有爆管安全事故发生。
实用新型内容
为解决现有的盘管换热器容易产生粘度较高的液体紧紧地粘结在管壁表面，从而导致粘结、结焦的问题，使得生产工况不稳定，并由此导致传热问题更加恶化；当上升管出现干烧、通水交替变化情况下，管体金属材料容易产生高温氧化、高温蠕变，导致筒体变形、漏水，影响焦炉正常生产；目前上升管盘管换热器存在换热效率低、内壁易结焦，流动阻力大的通病，时有爆管安全事故发生问题；本实用新型的目的在于提供一种焦炉上升管变截面分段式盘管换热器。
本实用新型的一种焦炉上升管变截面分段式盘管换热器，包括套筒、导热层、钢丝网、保温层、变截面分段式盘管；套筒的外侧壁上设置有变截面分段式盘管，导热层设置在变截面分段式盘管之间、变截面分段式盘管与套筒之间，钢丝网通过销钉与套筒连接，且钢丝网设置在变截面分段式盘管的外侧，钢丝网的外侧壁上设置有保温层，变截面分段式盘管分为两段分别设置在套筒的上侧与下侧，所述变截面分段式盘管包括大截面盘管、小截面盘管、上段出口管、上段进口管、下段出口管、下段进口管；小截面盘管与大截面盘管相连接，下侧的小截面盘管与上侧的小截面盘管的进口处分别连接有下段进口管与上段进口管，下侧与上侧的大截面盘管的出口处分别连接有下段出口管、上段出口管。
作为优选，所述套筒的厚度为8-10mm，其为耐热钢式套筒。
作为优选，所述导热层的厚度为60mm。
作为优选，所述上段出口管为进入饱和水，上段进口管为排出汽水混合物，下段出口管为进入饱和蒸汽，下段进口管为排出过热蒸汽。
作为优选，所述大截面盘管、小截面盘管之间、变截面分段式盘管与套管之间填充有高导热性材料。
作为优选，所述钢丝网包括上圈体、下圈体、定型片、网体；上圈体与下圈体之间均匀的通过数个定型片连接，数个定型片之间连接有网体。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
一、采用变截面设计，降低盘管内汽水流动阻力；其次采用分段设计，一根上升管的盘管换热器可分为相互独立的多段，每段进口的汽水流量可以独立调节，保证荒煤气出口温度稳定在500℃左右，避免上升管内壁结焦；
二、同时同一根上升管的多段盘管可分别通入饱和水和饱和蒸汽，以分别生产饱和蒸汽和过热蒸汽；再次盘管和盘管、盘管和套筒之间填充高导热性材料，增强导热能力。
附图说明
为了易于说明，本实用新型由下述的具体实施及附图作以详细描述。
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的俯视图；
图3为本实用新型中钢丝网的结构示意图。
图中：1-套筒；2-导热层；3-钢丝网；4-保温层；5-上段出口管；6-大截面盘管；7-小截面盘管；8-上段进口管；9-下段出口管；10-下段进口管。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本实用新型。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本实用新型，在附图中仅仅示出了与根据本实用新型的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本实用新型关系不大的其他细节。
如图1、图2所示，本具体实施方式采用以下技术方案：包括套筒1、导热层2、钢丝网3、保温层4、变截面分段式盘管；套筒1的外侧壁上设置有变截面分段式盘管，导热层2设置在变截面分段式盘管之间、变截面分段式盘管与套筒1之间，导热层的厚度为60mm；导热层2采用耐高温、耐腐蚀、蓄热能力强的特质碳化硅和棕刚玉等材料复合而成；钢丝网3通过销钉与套筒1连接，且钢丝网3设置在变截面分段式盘管的外侧，钢丝网3的外侧壁上设置有保温层4，钢丝网的作用一是作为导热层的骨架，增强导热层的强度和稳定性，二是将套筒的热量更快地传递到盘管外壁，增强传热；变截面分段式盘管分为两段分别设置在套筒1的上侧与下侧，所述变截面分段式盘管包括大截面盘管6、小截面盘管7、上段出口管5、上段进口管8、下段出口管9、下段进口管10；小截面盘管7与大截面盘管6相连接，下侧的小截面盘管7与上侧的小截面盘管7的进口处分别连接有下段进口管10与上段进口管8，下侧与上侧的大截面盘管6的出口处分别连接有下段出口管9、上段出口管5。
进一步的，所述套筒1的厚度为8-10mm，其为耐热钢式套筒。
进一步的，所述上段出口管5为进入饱和水，上段进口管8为排出汽水混合物，下段出口管9为进入饱和蒸汽，下段进口管10为排出过热蒸汽。
进一步的，所述大截面盘管6、小截面盘管7之间、变截面分段式盘管与套管1之间填充有高导热性材料。
如图3所示，进一步的，所述钢丝网3包括上圈体31、下圈体32、定型片33、网体34；上圈体31与下圈体32之间均匀的通过数个定型片33连接，数个定型片33之间连接有网体34。
本具体实施方式的工作原理为：盘管分两段，上下两段进口均为饱和水，每段进水流量可根据上升管出口烟气温度独立调节，确保上升管出口烟温稳定在500℃。
在本实施方式中，盘管分两段，上段进口为饱和水，出口为汽水混合物，通入汽包进行汽水分离；下段进口为饱和蒸汽，出口为过热蒸汽；可根据客户需求，同一根上升管既生产饱和蒸汽，又可生产过热蒸汽。
盘管分为两段，每段有两种不同的截面。盘管截面呈圆形，小截面盘管7截面的直径为32mm，大截面盘管6截面的尺寸为48mm。盘管内汽水混合物沿上升管高度方向不断吸热，体积不断增大，流速不断增大；随着上升管高度增加，每段盘管的截面变大，可以较好地稳定盘管内汽水混合物流速，降低汽水混合物的流动阻力，避免汽水分离，同时减小系统电耗。
本具体实施方式针对现有焦炉上升管盘管换热器存在换热效率低，流动阻力大的通病，提出了一种变截面分段式盘管换热器。首先，采用变截面设计，降低盘管内汽水流动阻力；其次采用分段设计，一根上升管的盘管换热器可分为相互独立的多段，每段进口的汽水流量可以独立调节，保证荒煤气出口温度稳定在500℃左右，避免上升管内壁结焦，同时同一根上升管的多段盘管可分别通入饱和水和饱和蒸汽，以分别生产饱和蒸汽和过热蒸汽；再次盘管和盘管、盘管和套筒之间填充高导热性材料，增强导热能力。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
