《焦?fàn)t上升管荒煤氣余熱回收技術(shù)規(guī)范 外盤(pán)管式》

1XX/TXXXXX—XXXX焦?fàn)t上升管荒煤氣余熱回收技術(shù)規(guī)范外盤(pán)管式本文件規(guī)定了焦?fàn)t上升管荒煤氣余熱回收的工藝流程、外盤(pán)管式上升管換熱器系統(tǒng)、技術(shù)要求、控制、檢測(cè)、計(jì)算與驗(yàn)收、安全與環(huán)保、運(yùn)行與維護(hù)。本文件適用于頂裝和搗固焦?fàn)t的上升管荒煤氣余熱回收。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T150壓力容器GB/T151熱交換器GB/T1576工業(yè)鍋爐水質(zhì)GB/T3216回轉(zhuǎn)動(dòng)力泵水力性能驗(yàn)收試驗(yàn)1級(jí)、2級(jí)和3級(jí)GB/T12145火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動(dòng)力設(shè)備水汽質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB12348工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)GB/T17410有機(jī)熱載體爐GB/T20801壓力管道規(guī)范GB24747有機(jī)熱載體安全技術(shù)條件GB50057建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范GB50235工業(yè)管道工程施工規(guī)范GB50316工業(yè)金屬管道設(shè)計(jì)規(guī)范GB50343建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范TSG21固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程TSGD0001壓力管道安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程——工業(yè)管道3術(shù)語(yǔ)和定義本文件沒(méi)有需要規(guī)定的術(shù)語(yǔ)和定義。4工藝流程焦?fàn)t上升管荒煤氣余熱回收工藝流程見(jiàn)圖1。2XX/TXXXXX—XXXX圖1焦?fàn)t上升管荒煤氣余熱回收工藝流程圖焦?fàn)t炭化室排出的高溫荒煤氣作為熱源通過(guò)外盤(pán)管式上升管換熱器，經(jīng)換熱器內(nèi)筒自下而上流動(dòng)并放出熱量；內(nèi)筒外側(cè)覆蓋有固體導(dǎo)熱層，固體導(dǎo)熱層內(nèi)纏繞有螺旋盤(pán)管，流經(jīng)螺旋盤(pán)管內(nèi)的冷源介質(zhì)吸收荒煤氣的熱量，從而實(shí)現(xiàn)荒煤氣的余熱回收和利用。5外盤(pán)管式上升管換熱器系統(tǒng)5.1外盤(pán)管式上升管換熱器系統(tǒng)的分類外盤(pán)管式上升管換熱器系統(tǒng)按照冷源介質(zhì)的不同分為以下三種類型：a）上升管蒸發(fā)換熱器系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱“上升管蒸發(fā)器系統(tǒng)”，以水為冷源介質(zhì)b）上升管導(dǎo)熱油換熱器系統(tǒng)（以導(dǎo)熱油為冷源介質(zhì)）；c）上升管蒸汽過(guò)熱換熱器系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱“上升管過(guò)熱器系統(tǒng)”，以蒸汽為冷源介質(zhì)）。5.2上升管蒸發(fā)器系統(tǒng)5.2.1上升管蒸發(fā)器系統(tǒng)的作用是回收焦?fàn)t荒煤氣的熱量，加熱冷源介質(zhì)水并產(chǎn)生飽和蒸汽。5.2.2上升管蒸發(fā)器系統(tǒng)主要由上升管蒸發(fā)器、汽包、除氧器、強(qiáng)制循環(huán)泵、給水泵、除鹽水泵等設(shè)備及相應(yīng)的管路、閥門(mén)等組成，見(jiàn)圖2。圖2上升管蒸發(fā)器系統(tǒng)3XX/TXXXXX—XXXX5.3上升管導(dǎo)熱油換熱器系統(tǒng)5.3.1上升管導(dǎo)熱油換熱器系統(tǒng)的作用是回收焦?fàn)t荒煤氣的熱量，并加熱冷源介質(zhì)導(dǎo)熱油，用于滿足用熱裝置的需求。5.3.2上升管導(dǎo)熱油換熱器系統(tǒng)主要由上升管導(dǎo)熱油換熱器、強(qiáng)制循環(huán)泵、用熱裝置、氣液分離器、膨脹罐、儲(chǔ)油罐、注油泵等設(shè)備及相應(yīng)的管路、閥門(mén)等組成，見(jiàn)圖3。圖3上升管導(dǎo)熱油換熱器系統(tǒng)5.3.3在正常運(yùn)行情況下，上升管導(dǎo)熱油換熱器系統(tǒng)中的注油泵和儲(chǔ)油罐不參與工作；膨脹罐對(duì)導(dǎo)熱油起到穩(wěn)壓的作用；在導(dǎo)熱油的注油階段、煮油階段或系統(tǒng)停運(yùn)等情況下，注油泵和儲(chǔ)油罐參與工作。5.4上升管過(guò)熱器系統(tǒng)5.4.1上升管過(guò)熱器系統(tǒng)的作用是回收焦?fàn)t荒煤氣的熱量，并加熱冷源介質(zhì)飽和蒸汽，用于滿足用戶的供熱需求。5.4.2上升管過(guò)熱器系統(tǒng)主要由上升管過(guò)熱器及相應(yīng)的管路、閥門(mén)等組成，見(jiàn)圖4。4XX/TXXXXX—XXXX圖4上升管過(guò)熱器系統(tǒng)6技術(shù)要求6.1一般要求6.1.1焦?fàn)t上升管荒煤氣余熱回收應(yīng)與現(xiàn)有煉焦工藝規(guī)程匹配。工藝布置應(yīng)保證安全生產(chǎn)，流程合理，方便操作和檢修。6.1.2荒煤氣在外盤(pán)管式上升管換熱器內(nèi)降溫放熱的過(guò)程中，不應(yīng)出現(xiàn)荒煤氣中焦油蒸氣的凝結(jié)和換熱器內(nèi)壁掛焦油的現(xiàn)象。6.1.3外盤(pán)管式上升管換熱器在運(yùn)行過(guò)程中，宜保持內(nèi)壁表面的清潔，減少石墨積聚。6.1.4兩座焦?fàn)t宜設(shè)置一個(gè)焦?fàn)t上升管荒煤氣余熱回收系統(tǒng)。6.2設(shè)計(jì)與安裝6.2.1設(shè)計(jì)6.2.1.1外盤(pán)管式上升管換熱器的設(shè)計(jì)和制造應(yīng)按照GB/T150和GB/T151的規(guī)定進(jìn)行。6.2.1.2外盤(pán)管式上升管換熱器的荒煤氣通道直徑、高度及上下法蘭等相關(guān)尺寸應(yīng)等同于焦?fàn)t的原上升管相應(yīng)尺寸。6.2.1.3根據(jù)監(jiān)測(cè)需要，可選取個(gè)別外盤(pán)管式上升管換熱器設(shè)置內(nèi)壁溫測(cè)點(diǎn)和荒煤氣出口溫度測(cè)點(diǎn)，并在適當(dāng)部位設(shè)置手孔蓋，便于外盤(pán)管壁的厚度測(cè)量。6.2.1.4上升管蒸發(fā)器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)按照GB/T20801、GB50316、TSG21、TSGD0001的規(guī)定進(jìn)行。上升管蒸發(fā)器系統(tǒng)中的強(qiáng)制循環(huán)泵、給水泵、除鹽水泵等輔機(jī)的選型應(yīng)與系統(tǒng)匹配，且應(yīng)符合GB/T3216的規(guī)定。6.2.1.5上升管導(dǎo)熱油換熱器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)按照GB/T17410、GB/T20801、GB50316、TSG21、TSGD0001的規(guī)定進(jìn)行。強(qiáng)制循環(huán)泵和注油泵的選型應(yīng)與系統(tǒng)匹配。6.2.1.6上升管過(guò)熱器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)按照GB/T20801、GB50316、TSG21、TSGD0001的規(guī)定進(jìn)行。上升管過(guò)熱器系統(tǒng)主要由管路連接，不涉及輔助設(shè)備選型。6.2.2安裝5XX/TXXXXX—XXXX6.2.2.1上升管蒸發(fā)器系統(tǒng)的安裝a）應(yīng)在各上升管蒸發(fā)器的進(jìn)、出水支管上分別設(shè)置切斷閥。b）應(yīng)在各上升管蒸發(fā)器的出水支管上設(shè)置放空閥。c）每個(gè)上升管蒸發(fā)器系統(tǒng)宜配置兩個(gè)汽包。各汽包應(yīng)分別設(shè)置人孔和切斷閥，便于入內(nèi)檢驗(yàn)、維護(hù)、和監(jiān)檢。汽包的安全閥出口應(yīng)設(shè)置放散管及消音設(shè)施。d）應(yīng)在給水總管路上分別設(shè)置給水溫度和流量的測(cè)量裝置。e）應(yīng)在汽包的飽和蒸汽出口管路上設(shè)置壓力調(diào)節(jié)閥，確保汽包運(yùn)行壓力的穩(wěn)定。f）應(yīng)在汽包的飽和蒸汽出口管路上設(shè)置蒸汽流量測(cè)量裝置。6.2.2.2上升管導(dǎo)熱油換熱器系統(tǒng)的安裝a）應(yīng)在各上升管導(dǎo)熱油換熱器的進(jìn)、出油支管上分別設(shè)置切斷閥。b）應(yīng)在各上升管導(dǎo)熱油換熱器的出油支管上設(shè)置壓力氮?dú)獯祾唛y。c）應(yīng)在低溫供油總管上分別設(shè)置溫度和流量的測(cè)量裝置，在高溫回油總管上設(shè)置溫度測(cè)量裝置。6.2.2.3上升管過(guò)熱器系統(tǒng)的安裝a）應(yīng)在各上升管過(guò)熱器的蒸汽進(jìn)、出支管上分別設(shè)置切斷閥。b）應(yīng)在各上升管過(guò)熱器的出汽支管上設(shè)置放空閥。c）應(yīng)在飽和蒸汽供汽總管上分別設(shè)置溫度和流量的測(cè)量裝置，在過(guò)熱蒸汽回流總管上設(shè)置溫度測(cè)量裝置。6.2.2.4管路連接冷源介質(zhì)流經(jīng)的管路與相關(guān)設(shè)備間的連接按照GB50235的規(guī)定執(zhí)行。冷源介質(zhì)流經(jīng)的總管可根據(jù)實(shí)際需要布置在集氣管平臺(tái)附近。6.3技術(shù)指標(biāo)6.3.1焦?fàn)t上升管荒煤氣余熱回收的技術(shù)指標(biāo)以噸焦產(chǎn)汽量衡量。噸焦產(chǎn)汽量是指對(duì)于上升管蒸發(fā)器系統(tǒng)，當(dāng)焦?fàn)t在設(shè)計(jì)負(fù)荷狀態(tài)運(yùn)行、給水為104℃除氧水、且產(chǎn)生不低于1.6MPa的約定壓力飽和蒸汽條件下，每生產(chǎn)1t焦炭時(shí)焦?fàn)t上升管荒煤氣余熱回收所產(chǎn)生的飽和蒸汽量。具體見(jiàn)表1。表1技術(shù)指標(biāo)上升管換熱器高度/m2.4～3>3～3.6>3.6噸焦產(chǎn)汽量/kg6.3.2噸焦產(chǎn)汽量的評(píng)價(jià)條件是，焦?fàn)t處于設(shè)計(jì)負(fù)荷運(yùn)行、炭化室頂部空間溫度達(dá)到800±20℃、配煤的揮發(fā)份不低于25%。6.3.3對(duì)于上升管導(dǎo)熱油換熱器系統(tǒng)，可根據(jù)導(dǎo)熱油在上升管導(dǎo)熱油換熱器中的吸熱量，折算出約定壓力條件下飽和蒸汽的噸焦產(chǎn)汽量。6.3.4對(duì)于上升管過(guò)熱器系統(tǒng)，可根據(jù)焦?fàn)t上升管荒煤氣余熱回收的具體使用情況，既可將上升管過(guò)熱器在線切換成上升管蒸發(fā)器運(yùn)行，計(jì)算出噸焦產(chǎn)汽量，也可視上升管過(guò)熱器系統(tǒng)的噸焦產(chǎn)汽量等同于上升管蒸發(fā)器系統(tǒng)或上升管導(dǎo)熱油換熱器系統(tǒng)。7控制、檢測(cè)、計(jì)算與驗(yàn)收7.1控制7.1.1在焦?fàn)t炭化室結(jié)焦期內(nèi)，應(yīng)控制外盤(pán)管式上升管換熱器的荒煤氣出口溫度不低于500℃。6XX/TXXXXX—XXXX7.1.2在焦?fàn)t炭化室結(jié)焦期內(nèi)，應(yīng)控制外盤(pán)管式上升管換熱器的內(nèi)筒最低壁溫（荒煤氣出口處）不低于420℃,防止荒煤氣中的焦油蒸氣凝結(jié)。7.1.3對(duì)于上升管蒸發(fā)器系統(tǒng)，應(yīng)控制汽包的產(chǎn)汽壓力不低于1.6MPa。7.2檢測(cè)7.2.1上升管蒸發(fā)器系統(tǒng)的檢測(cè)7.2.1.1應(yīng)檢測(cè)進(jìn)入對(duì)于上升管蒸發(fā)器系統(tǒng)的給水溫度、汽包內(nèi)的蒸汽溫度和壓力、汽包出口的飽和蒸汽流量。7.2.1.2應(yīng)對(duì)給水水質(zhì)進(jìn)行定期檢測(cè)，當(dāng)上升管蒸發(fā)器系統(tǒng)產(chǎn)生的蒸汽用于發(fā)電時(shí)，上升管蒸發(fā)器系統(tǒng)的給水水質(zhì)應(yīng)符合GB/T12145的規(guī)定；當(dāng)上升管蒸發(fā)器系統(tǒng)產(chǎn)生的蒸汽用于生產(chǎn)時(shí)，上升管蒸發(fā)器系統(tǒng)的給水水質(zhì)應(yīng)符合GB/T1576的規(guī)定。7.2.2上升管導(dǎo)熱油換熱器系統(tǒng)的檢測(cè)7.2.2.1應(yīng)檢測(cè)進(jìn)入上升管導(dǎo)熱油換熱器系統(tǒng)的供油總管內(nèi)的導(dǎo)熱油溫度和流量、以及離開(kāi)上升管導(dǎo)熱油換熱器系統(tǒng)的回油總管內(nèi)的導(dǎo)熱油溫度。7.2.2.2應(yīng)對(duì)導(dǎo)熱油進(jìn)行定期的品質(zhì)檢測(cè)，保證導(dǎo)熱油的品質(zhì)符合GB24747的規(guī)定。7.2.3上升管過(guò)熱器系統(tǒng)的檢測(cè)7.2.3.1應(yīng)檢測(cè)進(jìn)入上升管過(guò)熱器系統(tǒng)的飽和蒸汽總管內(nèi)的蒸汽溫度和流量、以及離開(kāi)上升管過(guò)熱器系統(tǒng)的過(guò)熱蒸汽總管內(nèi)的蒸汽溫度。7.3計(jì)算與驗(yàn)收7.3.1上升管蒸發(fā)器系統(tǒng)7.3.1.1上升管蒸發(fā)器系統(tǒng)的噸焦產(chǎn)汽量按式（1）計(jì)算：式中：q——噸焦產(chǎn)汽量，單位為千克每噸焦（kg/t焦G——統(tǒng)計(jì)期內(nèi)，在104℃除氧水進(jìn)入上升管蒸發(fā)器系統(tǒng)時(shí)汽包出口的飽和蒸汽產(chǎn)量，單位為千克M——統(tǒng)計(jì)期內(nèi)，上升管蒸發(fā)器系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的所有炭化室的焦炭總產(chǎn)量，單位為噸（t）。計(jì)算出的噸焦產(chǎn)汽量，可作為上升管蒸發(fā)器系統(tǒng)的驗(yàn)收依據(jù)。7.3.1.2當(dāng)上升管蒸發(fā)器系統(tǒng)的給水溫度為t℃時(shí)，式（1）中的G按式（2）計(jì)算：G=G'（h2－h(huán)）/（h2－h(huán)12）式中：G'——統(tǒng)計(jì)期內(nèi)，給水溫度為t℃時(shí)實(shí)際的汽包出口飽和蒸汽產(chǎn)量，單位為千克（kgh2——汽包出口的飽和蒸汽焓值，單位為千焦每千克（kJ/kg）；h1——104℃除氧水焓值，單位為千焦每千克（kJ/kg）；h——溫度t℃的給水焓值，單位為千焦每千克（kJ/kg）。7.3.2上升管導(dǎo)熱油換熱器系統(tǒng)7.3.2.1上升管導(dǎo)熱油換熱器系統(tǒng)的噸焦產(chǎn)汽量，可根據(jù)導(dǎo)熱油吸熱量Q折算。導(dǎo)熱油吸熱量Q可由式（3）計(jì)算：Q=DCp（t2－t13）式中：7XX/TXXXXX—XXXXQ——導(dǎo)熱油吸熱量，單位為千瓦（kWD——供應(yīng)母管內(nèi)的導(dǎo)熱油流量，單位為千克每秒（kg/sCp——平均溫度（t1+t2）/2條件下的導(dǎo)熱油比熱容，單位為千焦每千克攝氏度（kJ/kg.℃);t1——進(jìn)入上升管導(dǎo)熱油換熱器前的供油總管內(nèi)的導(dǎo)熱油溫度，單位為攝氏度(℃);t2——離開(kāi)上升管導(dǎo)熱油換熱器后的回油總管內(nèi)的導(dǎo)熱油溫度，單位為攝氏度(℃)。7.3.2.2由導(dǎo)熱油吸熱量Q折算成約定產(chǎn)汽壓力條件下的飽和蒸汽產(chǎn)量G可按照式（4）計(jì)算：G=3600TQ/（h2－h(huán)14）式中：T——統(tǒng)計(jì)期內(nèi)的總小時(shí)數(shù)，單位為小時(shí)（hh2——約定產(chǎn)汽壓力條件下的飽和蒸汽焓值，單位為千焦每千克（kJ/kg）；h1——104℃除氧水焓值，單位為千焦每千克（kJ/kg）；代入式（1）計(jì)算出的噸焦產(chǎn)汽量，可作為上升管導(dǎo)熱油換熱器系統(tǒng)的驗(yàn)收依據(jù)。7.3.3上升管過(guò)熱器系統(tǒng)上升管過(guò)熱器系統(tǒng)的噸焦產(chǎn)汽量，可先按第6.3.4條確定是采用上升管蒸發(fā)器系統(tǒng)或上升管導(dǎo)熱油換熱器系統(tǒng)，然后按相應(yīng)的計(jì)算公式來(lái)計(jì)算噸焦產(chǎn)汽量。8安全與環(huán)保8.1安全8.1.1外盤(pán)管式上升管換熱器的安全要求應(yīng)按照TSG21規(guī)定執(zhí)行。8.1.2在安裝和更換外盤(pán)管式上升管換熱器、開(kāi)關(guān)閥門(mén)、及進(jìn)行其他相關(guān)操作時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照具體的安全操作規(guī)程進(jìn)行。操作時(shí)，工作人員應(yīng)注意站位，防止被燙傷。8.1.3上升管蒸發(fā)器系統(tǒng)、上升管導(dǎo)熱油換熱器系統(tǒng)內(nèi)的其他承壓設(shè)備的安全要求應(yīng)按照TSG21規(guī)定執(zhí)行。8.1.4各外盤(pán)管式上升管換熱器系統(tǒng)內(nèi)的壓力管道的安全要求應(yīng)符合TSGD0001的規(guī)定。8.1.5各外盤(pán)管式上升管換熱器系統(tǒng)內(nèi)的相關(guān)建筑物應(yīng)設(shè)置防雷、接地安全措施，戶外設(shè)備應(yīng)符合GB50057和GB50343的規(guī)定。8.1.6焦?fàn)t上升管荒煤氣余熱回收工作環(huán)境的含氧濃度應(yīng)符合人體正常生活的要求，低于人體正常生活要求濃度時(shí)應(yīng)采取措施，如通風(fēng)、隔絕其他有害人體健康的氣體入侵等，以保證工作人員的安全和健康。8.2環(huán)保8.2.1外盤(pán)管式上升管換熱器及系統(tǒng)不應(yīng)產(chǎn)生二次污染的物質(zhì)。8.2.2上升管蒸發(fā)器系統(tǒng)內(nèi)的汽包安全閥出口應(yīng)具備消音措施，強(qiáng)制循環(huán)泵、給水泵、除鹽水泵等設(shè)備應(yīng)優(yōu)先選擇低噪聲產(chǎn)品，且應(yīng)具有隔聲和減振措施。8.2.3上升管導(dǎo)熱油換熱器系統(tǒng)內(nèi)的強(qiáng)制循環(huán)泵、注油泵等設(shè)備應(yīng)優(yōu)先選擇低噪聲產(chǎn)品，且應(yīng)具有隔聲和減振措施。8