CN111996013A - 一种自带内部超压自动泄压调放联锁装置的上升管换热器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及焦炉上升管荒煤气余热回收技术领域，尤其涉及一种自带内部超压自动泄压调放联锁装置的上升管换热器,包括上升管换热器本体、设置在上升管换热器本体进口端的进水流量检测调节机构、设置在上升管换热器本体出口端的自动超压泄放装置、PLC控制系统以及报警器组件；自动超压泄放装置包括缓冲罐、连通缓冲罐与上升管换热器本体的中间泄压管；中间泄压管上安装有中间自动泄压阀；缓冲罐上连通有外部泄压管。当焦炉处于异常工况，检测到换热器内部压力过高，或换热器进水受阻时，换热器即进行泄压，泄压时首先将压力泄到缓冲罐内部，避免直接向外部泄压而导致的伤人事故，也减轻了对车间环境的影响。

Description

一种自带内部超压自动泄压调放联锁装置的上升管换热器

技术领域

本发明涉及焦炉上升管荒煤气余热回收技术领域，尤其涉及一种自带内部超压自动泄压调放联锁装置的上升管换热器。

背景技术

炼焦工艺流程中产生的余热资源的高效回收利用，是降低焦炉能耗的重要途径，也是建立资源节约、环境友好的绿色焦化厂节能的主要方向。目前，主要采用上升管换热器对上升管内高温焦炉荒煤气进行余热回收。

在运行过程中，由于焦炉运行的特殊性，从加煤开始到推焦，整个过程中，荒煤气的温度和流量随时都在变化，特别是产能发生改变时，换热器换热过度，换热器内水急剧升温，打破原有汽水平衡，急剧汽化，出口会形成气阻，此时换热器进水受阻，换热器内部压力迅速升高，会对设备安全运行带来影响。

为了解决这一问题，一般会在换热器本体上安装泄压阀，换热器内部一旦超压立即开阀泄压，这种突然泄压不仅会对生产车间的环境造成影响，也容易误伤工作人员，带来安全隐患。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种自带内部超压自动泄压调放联锁装置的上升管换热器。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种自带内部超压自动泄压调放联锁装置的上升管换热器，包括上升管换热器本体、设置在上升管换热器本体进口端的进水流量检测调节机构、设置在上升管换热器本体出口端的自动超压泄放装置、PLC控制系统以及报警器组件；所述进水流量检测调节机构包括与所述上升管换热器本体的进口端连接的进水管，所述进水管上设置有进水管电磁阀，所述进水管电磁阀与所述PLC控制系统电性连接；所述上升管换热器本体的出口端连接有出水汽管；所述自动超压泄放装置包括缓冲罐、连通缓冲罐与上升管换热器本体的中间泄压管；所述中间泄压管上安装有中间自动泄压阀；所述中间泄压管上安装有位于所述中间自动泄压阀入口侧的压力传感器，所述压力传感器与所述PLC控制系统电性连接；所述缓冲罐上连通有外部泄压管，所述外部泄压管上安装有外部自动泄压阀；所述PLC控制系统与所述报警器组件电性连接。

优选的，所述进水管上设置有进水流量计，所述进水流量计与所述PLC控制系统电性连接，所述中间泄压管上并联有进出口分别位于所述中间自动泄压阀两端的泄压旁路管，所述泄压旁路管上设置有中间电控泄压阀，所述中间电控泄压阀与所述PLC控制系统电性连接。

优选的，所述进水管电磁阀的进出口两端分别串联有进水管手动阀。

优选的，所述进水管上并联有进出口分别位于所述进水管电磁阀两端的进水管旁路，所述进水管旁路上设置有旁通阀。

优选的，还包括测距传感器，所述缓冲罐包括罐底、罐顶、连接在罐底和罐顶之间可伸缩的伸展部，所述罐顶上部固设有测距板，所述测距传感器与所述PLC控制系统电性连接并与所述测距板对应。

优选的，所述罐底上部连通有排空阀。

优选的，还包括导向杆，所述测距传感器固设在所述导向杆远离所述缓冲罐的一端，所述测距板滑动配合在所述导向杆上。

本发明的有益效果是：

1、正常运行时，可对进水流量进行监测，调节上升管换热器进水阀以控制进水流量，保持上升管换热器正常稳定运行。

2、当焦炉处于异常工况，检测到换热器内部压力过高，或换热器进水受阻时，换热器即进行泄压，保障系统的安全运行。

3、换热器泄压时，首先将压力泄到缓冲罐内部，同时发出报警，给工作人员提供了处理异常的缓冲时间，避免直接向外部泄压而导致的伤人事故，也减轻了对车间环境的影响。

附图说明

图1为本发明提出的一种自带内部超压自动泄压调放联锁装置的上升管换热器的系统图；

图2为本发明提出的一种自带内部超压自动泄压调放联锁装置的上升管换热器的缓冲罐结构示意图。

图中：1-上升管换热器本体、2-进水流量检测调节机构、21-进水管、22-进水管电磁阀、23-进水流量计、24-进水管旁路、3-出水管、4-中间泄压管、41-中间自动泄压阀、42-压力传感器、43-中间电控泄压阀、5-缓冲罐、51-罐底、52-伸展部、53-罐顶、61-外部自动泄压阀、62-排空阀、7-导向杆、8-测距传感器、9-测距板、10-PLC控制系统、11-报警器组件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-2，一种自带内部超压自动泄压调放联锁装置的上升管换热器，包括上升管换热器本体1、设置在上升管换热器本体1进口端的进水流量检测调节机构2、设置在上升管换热器本体1出口端的自动超压泄放装置以及PLC控制系统10；

进水流量检测调节机构2包括与上升管换热器本体1的进口端连接的进水管21，进水管21上设置有进水管电磁阀22，进水管21上靠近上升管换热器本体1的进口端处还设置有进水流量计23，进水管电磁阀22和进水流量计23分别与PLC控制系统10电性连接。

进一步的，进水管电磁阀22的进出口两端分别串联有进水管手动阀，用于进水管电磁阀22的检修；进水管21上还并联有进出口分别位于进水管电磁阀22两端的进水管旁路24，进水管旁路24上设置有旁通阀。

上升管换热器本体1的出口端连接有出水汽管3。

自动超压泄放装置包括缓冲罐5、连通缓冲罐5与上升管换热器本体1的中间泄压管4；中间泄压管4上安装有中间自动泄压阀41。中间泄压管4上安装有位于中间自动泄压阀41入口侧的压力传感器42，中间泄压管4上并联有进出口分别位于中间自动泄压阀41两端的泄压旁路管，泄压旁路管上设置有中间电控泄压阀43，压力传感器42和中间电控泄压阀43分别与PLC控制系统10电性连接。

缓冲罐5包括罐底51、罐顶53、连接在罐底51和罐顶53之间可伸缩的伸展部52，缓冲罐5上连通有外部泄压管，外部泄压管上安装有外部自动泄压阀61。进一步的，罐底51上部还连通有排空阀62，用于主动排空缓冲罐5。

罐顶53上部固设有测距板9，测距传感器8与PLC控制系统10电性连接并与测距板9对应；进一步的，测距传感器8固设在导向杆7远离缓冲罐5的一端，测距板9滑动配合在导向杆7上。

PLC控制系统10与报警器组件11电性连接，报警器组件11包括多个声音报警器和报警灯，可根据不同指令发出不同形式的报警。

压力传感器42检测上升管换热器本体1内部的运行压力，并将此压力信号传送到PLC控制系统10，PLC控制系统10经过运算处理后向进水管电磁阀22发出指令，调节进水管电磁阀22的开度，从而调节进水流量，保证上升管换热器的稳定运行，很大程度上减少了上升管由于负荷的急剧变化造成超压运行。

当运行工况发生急剧变化时，特别是超负荷生产时，换热器换热过度，换热器内水急剧升温，打破原有汽水平衡，急剧汽化，出口会形成气阻，造成上升管换热器本体1内部压力升高，此时压力传感器42检测到超压，传送到PLC控制系统10，PLC控制系统10向报警器组件11发出报警指令，报警器组件11报警；同时，中间自动泄压阀41由于超压自动开启，向缓冲罐5内部进行泄压。

当运行工况发生急剧变化时，特别是超负荷生产时，换热器换热过度，换热器内水急剧升温，打破原有汽水平衡，急剧汽化，出口会形成气阻，此时换热器进水也会受阻，进水流量计23也会将信号传送至PLC控制系统10，PLC控制系统10向中间电控泄压阀43发出开启指令，向缓冲罐5内部进行泄压。

在泄压过程中，伸展部52发生伸展，罐顶53上的测距板9向测距传感器8靠近，测距传感器8持续向PLC控制系统10传送信号，测距板9与测距传感器8的距离处于不同区间时，PLC控制系统10向报警器组件11发送不同的指令，报警器组件11发出不同形式的报警。

当伸展部52伸展达到极限后，缓冲罐5内部压力逐渐增加，当达到外部自动泄压阀61的开启压力时，外部自动泄压阀61开启泄压。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种自带内部超压自动泄压调放联锁装置的上升管换热器，其特征在于，包括上升管换热器本体(1)、设置在上升管换热器本体(1)进口端的进水流量检测调节机构(2)、设置在上升管换热器本体(1)出口端的自动超压泄放装置、PLC控制系统(10)以及报警器组件(11)；

所述进水流量检测调节机构(2)包括与所述上升管换热器本体(1)的进口端连接的进水管(21)，所述进水管(21)上设置有进水管电磁阀(22)，所述进水管电磁阀(22)与所述PLC控制系统(10)电性连接；

所述上升管换热器本体(1)的出口端连接有出水汽管(3)；

所述自动超压泄放装置包括缓冲罐(5)、连通缓冲罐(5)与上升管换热器本体(1)的中间泄压管(4)；所述中间泄压管(4)上安装有中间自动泄压阀(41)；

所述中间泄压管(4)上安装有位于所述中间自动泄压阀(41)入口侧的压力传感器(42)，所述压力传感器(42)与所述PLC控制系统(10)电性连接；

所述缓冲罐(5)上连通有外部泄压管，所述外部泄压管上安装有外部自动泄压阀(61)；

所述PLC控制系统(10)与所述报警器组件(11)电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种自带内部超压自动泄压调放联锁装置的上升管换热器，其特征在于，所述进水管(21)上设置有进水流量计(23)，所述进水流量计(23)与所述PLC控制系统(10)电性连接，所述中间泄压管(4)上并联有进出口分别位于所述中间自动泄压阀(41)两端的泄压旁路管，所述泄压旁路管上设置有中间电控泄压阀(43)，所述中间电控泄压阀(43)与所述PLC控制系统(10)电性连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种自带内部超压自动泄压调放联锁装置的上升管换热器，其特征在于，所述进水管电磁阀(22)的进出口两端分别串联有进水管手动阀。

4.根据权利要求1或2所述的一种自带内部超压自动泄压调放联锁装置的上升管换热器，其特征在于，所述进水管(21)上并联有进出口分别位于所述进水管电磁阀(22)两端的进水管旁路(24)，所述进水管旁路(24)上设置有旁通阀。

5.根据权利要求1或2所述的一种自带内部超压自动泄压调放联锁装置的上升管换热器，其特征在于，还包括测距传感器(8)，所述缓冲罐(5)包括罐底(51)、罐顶(53)、连接在罐底(51)和罐顶(53)之间可伸缩的伸展部(52)，所述罐顶(53)上部固设有测距板(9)，所述测距传感器(8)与所述PLC控制系统(10)电性连接并与所述测距板(9)对应。

6.根据权利要求5所述的一种自带内部超压自动泄压调放联锁装置的上升管换热器，其特征在于，所述罐底(51)上部连通有排空阀(62)。

7.根据权利要求5所述的一种自带内部超压自动泄压调放联锁装置的上升管换热器，其特征在于,还包括导向杆(7)，所述测距传感器(8)固设在所述导向杆(7)远离所述缓冲罐(5)的一端，所述测距板(9)滑动配合在所述导向杆(7)上。

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