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焦爐煙道廢氣余熱的利用

文檔作者：楊洪海徐慶陽文檔來源：朝陽焦化有限責任公司		點擊數：	更新時間： 2021年10月31日
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第29卷第1期
2009年1月
煤氣與熱力
GAS &amp;amp; HEAT
Vo1．29 No．1
Jan．2009
琴 劫
餮燃氣氣源與加工利用
％ ， s ＆
焦爐煙道廢氣余熱的利用
楊洪海， 徐慶陽
(朝陽焦化有限責任公司，遼寧朝陽122000)
摘要： 利用焦爐煙道廢氣余熱，在焦爐廢氣煙囪底部增加一臺換熱器，把地下冷水加熱到
70℃ ，用于職工洗浴。論述了換熱器的計算、結構設計、施工安裝，改造后的洗浴熱水供應流程及
經濟效益。
關鍵詞： 焦爐煙道廢氣； 換熱器； 余熱利用
中圖分類號：TU996 文獻標識碼：B 文章編號：1000—4416(2009)01—0B23—02
Utilization of Residual Heat from Flue Gas of Coke Oven
YANG Hong—hai， XU Qing—yang
Abstract： The residual heat from flue gas of coke oven is utilized by installing a heat exchanger at
the bottom of chimney of coke oven．The underground cold water is heated to 70 qc．and it is used for
employee bath．The calculation，structural design and construction installation of the heat exchanger as
well as the technological process and economic benefit of bath hot water supply after the reconstruction are
described．
Key words： flue gas of coke oven； heat exchanger； utilization of residual heat
1 概述
我公司原有洗浴熱水采用蒸汽加熱，每年的蒸
汽耗量在8 000 t／a左右，由于公司無蒸汽源，因此
購買蒸汽每年要花費52×10 元／a左右。隨著能源
價格的上漲，蒸汽費用每年在不斷上漲，直接導致蒸
汽費用的持續增加。為節約能源，降低蒸汽消耗，公
司決定進行技術改造。經研究，認為將焦爐總煙道
余熱應用于職工洗浴較為合理。通過一個換熱器把
冷水加熱，被加熱的水進行循環來滿足洗浴的要求。
2 換熱器計算
總煙道溫度為200～230℃，計算時取200 oC，
地下冷水溫度為13℃ ，需要把地下冷水加熱到7O
一80℃ ，計算時取70℃，預選循環水泵型號為
50BJ31，流量為20 m ／h。
熱流量的計算見下式¨ ：
=g cp(t2一t1)
式中 ——熱流量，w
— — 水的質量流量，kg／s
c ——水的比定壓熱容，J／(kg·qC)
：— — 水加熱后達到的溫度，
t —— 水的初始溫度，℃
對數平均溫差的計算見下式 ]：
=
ln——
t——tl
式中△ ——對數平均溫差，qC
￡—— 總煙道溫度，℃
換熱面積的計算見下式 ]：
A 一 一
一
KAt
式中A——換熱面積，m
傳熱系數，W／(m ·K)，此處取160 W／
(m ·K)
經過計算得出換熱面積為53 m 。實際工程
· B 23 ·
第29卷第1期 煤氣與熱力 w、^ ．watergasheat．con
中，留有一定的余量，換熱面積增加10％，取換熱面
積為59 m 。
3 換熱器的結構設計
由于換熱器放置在煙囪底部，設計采用高度為
4．5 m的換熱器。為了增強換熱效果，采用了螺旋
蛇形雙盤管的方式，內外兩層，材質選用
1 Crl8Ni9Ti，采用057×4鋼管。鋼管長度計算依據
下式 ：
A =,rrdl
式中d—— 鋼管直徑，m
l—— 鋼管總長度，m
經計算，鋼管長度取330 In。換熱器結構見圖
1，圖中尺寸的單位為mm。
圖1 換熱器結構
4 施工
① 施工準備
焦爐總煙道廢氣中有毒有害物質較多，且溫度
較高(200～230 cI=)，因此施工難度較大。經過反復
研究，決定在煙囪下部地上部分側面開鑿一個直徑
為1．3 m的圓形人孔。初次鑿孔時問較長，大約需
2 h，因此要在焦爐停止加熱前1 h就開始施工。待
焦爐停止加熱1 h后，煙囪底部溫度降至45 qc以
下，此時廢氣幾乎都散發出去，中毒的可能性較小。
但為了安全施工，根據安全防護的要求，要有一定的
防護措施，佩戴空氣呼吸器，避免中毒事故的發
生 』。煙囪底部比地面高出4．2 in，施工前還需要
準備一個高度在4．8 in左右的移動梯子，便于施工
人員的出入。首次安裝時需要2名施工人員，要做
好底部的墊層，把紅磚鋪在底部墊層的上面，保持底
部的平整。一定要注意安全，通常2個人出入煙道，
進人煙道最多停留10 min，以防止安全事故的發生。
② 換熱器的吊裝
準備工作完成后，1個人進入煙囪底部，檢查有
無明顯的雜物，確認無誤后立即出來。然后用吊車
往煙囪里吊放換熱器，同時要注意進出水口方向，用
大繩拴住換熱器中上部來控制方向。換熱器放到煙
囪底部之后，不需要任何焊接，以便于以后更換。外
部進出水管道焊接到寬度為400 mm的槽鋼上進行
固定，槽鋼橫置于人孔外部，要求槽鋼長度大于1．4
m。焊接完畢后，重新砌筑人孔，做好保溫工作。
5 洗浴熱水供應流程
改造后的洗浴熱水供應流程見圖2。
圖2 改造后的洗浴熱水供應流程
6 經濟效益
幾年來的實踐證明，改造后節能降耗效果非常
顯著，替代了大量蒸汽。蒸汽價格按照65 t計
算，每年節省的蒸汽費用為52×10 元／a。大約l8
個月更換一次換熱器，制作換熱器的費用約8×10
臺。則每年可節約費用為46．7×10 a。
參考文獻：
[1] 姚玉英．化工原理[M]．天津：天津大學出版社，
1999．
[2] 何建平，李輝．煉焦化學產品回收技術[M]．北京：冶
金工業出版社，2006．
作者簡介：楊洪海(1967一 )，男，遼寧凌源人，工程師，大
專，主要從事焦化設備管理工作。
電話：(0421)6655937
E —m ail：xqy7902@ sina．con
收稿日期：2008—03—28； 修回日期：2008—04—25
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