一种炭黑生产中压蒸汽余能综合利用系统的制作方法

1.本实用新型涉及炭黑生产技术领域，尤其涉及一种炭黑生产中压蒸汽余能综合利用系统。


背景技术：

2.目前，现有的炭黑生产工艺一般是将气态烃、液态烃或其混合物作为原料供以适量的空气，在反应炉内高温不完全燃烧、裂解，生成的炭黑悬浮在烟气中，经冷却、收集、造粒、干燥后输送至成品仓进一步包装存储。炭黑成品主要成分是碳元素，将炭黑分散到橡胶、油墨、涂料或塑料的基料中，赋予补强性、黑度或导电性能。
3.炭黑生产工艺具体流程如下：助燃空气经主供风机-空气预热器-热风管进入反应炉，燃烧气(通常使用焦炉煤气)经加压风机进入反应炉，炭黑油经原料油泵-原料油预热器进入反应炉，反应后的炭黑烟气经空气预热器-一级余热锅炉-原料油预热器-二级余热锅炉逐级换热降温后进入主袋滤器。
4.在实际使用过程中，上述现有炭黑生产工艺存在如下技术缺陷：采用的是低压余热锅炉回收炭黑烟气余热无法利用中压蒸汽，所产蒸汽普遍为压力＜1.0mpa、温度＜180℃的低压饱和蒸汽，由于炭黑的粘性大，低压余热锅炉换热时换热管容易挂灰，换效率低，产气量低，并且低压蒸汽能量较低，使用范围较窄。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于，克服现有技术中存在的蒸汽利用率低、成本高等不足之处，提供一种炭黑生产中压蒸汽余能综合利用系统，其设计合理，结构简单、巧妙，能够有效提升蒸汽的使用效率，降低使用成本，适于推广。
6.本实用新型是通过下述技术方案来实现的：一种炭黑生产中压蒸汽余能综合利用系统，包括安装于炭黑生产线中的余热锅炉，余热锅炉连接有中压蒸汽管路，并通过该中压蒸汽管路连接有汽拖装置；汽拖装置连接有离合器，离合器连接有减速机，减速机连接有电机，电机连接有外部设备；汽拖装置连接有低压蒸汽管路，低压蒸汽管路并入炭黑生产线的蒸汽管网。
7.余热锅炉中的中压蒸汽输送至汽拖装置用于外部设备做功，可实现炭黑生产中压蒸汽余能的充分回收利用，不至于白白浪费。其中，在蒸汽流量不足的情况下，汽拖装置做功小于外部设备所需功率，离合器自动啮合，由电机(使用双输出轴电机)自动输入一部分功率共同驱动外部设备运行；当蒸汽流量足够时，汽拖装置输出功率等于设备所需功率，不需要电机提供额外功率，此时电机可以继续通电，不再消耗电功率；当蒸汽流量足够大时，汽拖装置输出功率大于设备所需功率，汽拖装置可以使电机反向发电，当汽拖装置偶发故障无法投用时，可使用电机直接驱动外部设备。上述“汽拖+逆向发电”的组合结构，大大提升了蒸汽做功可调节性的灵活度，可以根据生产计划调度需求随时调整炭黑生产负荷，比较适合炭黑生产线开车率频繁调整、蒸汽产能不稳定的情况。
8.由此可见，本系统受炭黑生产负荷频繁调整影响较小，蒸汽产量不足时，可通过自动调节系统，由电机补充做功，蒸汽能量富余时，通过电机可实现逆向发电；本系统可充分回收利用中压蒸汽余能，同时可节约大量电能，降低生产运行成本，富余能量还可实现反向发电，创造直接效益。同时，“汽电双拖”替代了现有技术，实现了蒸汽的就地利用，节约了长距离蒸汽管道建设费用，避免蒸汽压降、温降的额外损失。
9.本实用新型的进一步改进还有，余热锅炉包括一级余热锅炉和二级余热锅炉，一级余热锅炉管路连接二级余热锅炉，以构成一条余热回收管线，余热回收管线与中压蒸汽管路连接。上述结构更加的合理，有利于中压蒸汽的输送。
10.本实用新型的进一步改进还有，余热回收管线至少设置有三条，三条余热回收管线分别与中压蒸汽管路连接。三条余热回收管线的利用率良好，当其中一条余热回收管线出现故障时，并不会影响其它管线的运行，从而保证本系统的正常运行。
11.本实用新型的进一步改进还有，一级余热锅炉与二级余热锅炉的蒸汽出口连接有减压管路，减压管路并入低压蒸汽管路，减压管路处设置有调节阀门。需要时可通过调节阀门减压至1.0mpa以内，并入低压蒸汽管路，从而并入炭黑生产中的低压蒸汽管网。
12.本实用新型的进一步改进还有，中压蒸汽管路与低压蒸汽管路之间设置有汽拖装置的减压旁路，减压旁路的一端与中压蒸汽管路连接，减压旁路的另一端与低压蒸汽管路连接，减压旁路处设置有调节阀门。当蒸汽拖动装置停机检修时，蒸汽可绕过汽拖装置通过减压旁路直接减压使用；当蒸汽余量过大但又无需逆向发电时，可通过调整减压旁路的开度，从而实现驱动外部设备稳定做功。
13.本实用新型的进一步改进还有，汽拖装置管路连接有稀油站，以构成机械摩擦部位的润滑管路，从而起到保护机械设备的作用。
14.从以上技术方案可以看出，本实用新型的有益效果：本系统受炭黑生产负荷频繁调整影响较小，蒸汽产量不足时，可通过自动调节系统，由电机补充做功，蒸汽能量富余时，通过电机可实现逆向发电；本系统可充分回收利用中压蒸汽余能，同时可节约大量电能，降低生产运行成本，富余能量还可实现反向发电，创造直接效益。同时，“汽电双拖”替代了现有技术，实现了蒸汽的就地利用，节约了长距离蒸汽管道建设费用，避免蒸汽压降、温降的额外损失。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1是本实用新型具体实施例的结构示意图。
17.1—一级余热锅炉、2—二级余热锅炉、3—中压蒸汽管路、4—汽拖装置、5—离合器、6—减速机、7—电机、8—外部设备、9—稀油站、10—低压蒸汽管路。
具体实施方式
18.为使得本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本具体实施例中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的
实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。
19.现参照附图1，结合具体实施例，说明如下：本实用新型所述的一种炭黑生产中压蒸汽余能综合利用系统，包括安装于炭黑生产线中的余热锅炉，余热锅炉连接有中压蒸汽管路3，并通过该中压蒸汽管路3连接有汽拖装置4；汽拖装置4连接有离合器5，离合器5连接有减速机6，减速机连接有电机7，电机7连接有外部设备8；汽拖装置4连接有低压蒸汽管路10，低压蒸汽管路10并入炭黑生产线的蒸汽管网。
20.本实用新型的使用原理：余热锅炉采用中压余热锅炉，产出蒸汽由压力＜1.0mpa，温度＜180℃的低压蒸汽提升至压力≥2.0mpa，温度≥210℃的中压蒸汽，余锅换热管内壁温度升高后，可以大大减缓炭黑挂灰现象，提高换热效率，从而提高蒸汽产量和质量，高效回收炭黑烟气余热。余热锅炉中的中压蒸汽输送至汽拖装置4用于外部设备8做功，可实现炭黑生产中压蒸汽余能的充分回收利用，不至于白白浪费。其中，在蒸汽流量不足的情况下，汽拖装置4做功小于外部设备8所需功率，离合器5自动啮合，由电机7(使用双输出轴电机)自动输入一部分功率共同驱动外部设备8运行；当蒸汽流量足够时，汽拖装置4输出功率等于设备所需功率，不需要电机7提供额外功率，此时电机7可以继续通电，不再消耗电功率；当蒸汽流量足够大时，汽拖装置输出功率大于设备所需功率，汽拖装置4可以使电机7反向发电，当汽拖装置4偶发故障无法投用时，可使用电机7直接驱动外部设备8。上述“汽拖+逆向发电”的组合结构，大大提升了蒸汽做功可调节性的灵活度，可以根据生产计划调度需求随时调整炭黑生产负荷，比较适合炭黑生产线开车率频繁调整、蒸汽产能不稳定的情况。
21.由此可见，本系统受炭黑生产负荷频繁调整影响较小，蒸汽产量不足时，可通过自动调节系统，由电机补充做功，蒸汽能量富余时，通过电机可实现逆向发电；本系统可充分回收利用中压蒸汽余能，同时可节约大量电能，降低生产运行成本，富余能量还可实现反向发电，创造直接效益。同时，“汽电双拖”替代了现有技术，实现了蒸汽的就地利用，节约了长距离蒸汽管道建设费用，避免蒸汽压降、温降的额外损失。
22.在其中一个实施例中，余热锅炉包括一级余热锅炉1和二级余热锅炉2，一级余热锅炉1管路连接二级余热锅炉2，以构成一条余热回收管线，余热回收管线与中压蒸汽管路3连接。上述结构更加的合理，有利于中压蒸汽的输送。
23.在其中一个实施例中，余热回收管线至少设置有三条，三条余热回收管线分别与中压蒸汽管路3连接。三条余热回收管线的利用率良好，当其中一条余热回收管线出现故障时，并不会影响其它管线的运行，从而保证本系统的正常运行。
24.在其中一个实施例中，一级余热锅炉1与二级余热锅炉2的蒸汽出口连接有减压管路11，减压管路11并入低压蒸汽管路10，减压管路11处设置有调节阀门。需要时可通过调节阀门减压至1.0mpa以内，并入低压蒸汽管路10，从而并入炭黑生产中的低压蒸汽管网。
25.在其中一个实施例中，中压蒸汽管路3与低压蒸汽管路10之间设置有汽拖装置4的减压旁路12，减压旁路12的一端与中压蒸汽管路3连接，减压旁路12的另一端与低压蒸汽管路10连接，减压旁路12处设置有调节阀门。当蒸汽拖动装置停机检修时，蒸汽可绕过汽拖装置通过减压旁路12直接减压使用；当蒸汽余量过大但又无需逆向发电时，可通过调整减压旁路12的开度，从而实现驱动外部设备8稳定做功。
26.在其中一个实施例中，汽拖装置4管路连接有稀油站9，以构成机械摩擦部位的润滑管路，从而起到保护机械设备的作用。
27.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同、相似部分互相参见即可。
28.本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“上”、“下”、“外侧”“内侧”等如果存在是用于区别位置上的相对关系，而不必给予定性。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
29.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种炭黑生产中压蒸汽余能综合利用系统，包括安装于炭黑生产线中的余热锅炉，其特征在于：余热锅炉连接有中压蒸汽管路(3)，并通过该中压蒸汽管路(3)连接有汽拖装置(4)；汽拖装置(4)连接有离合器(5)，离合器(5)连接有减速机(6)，减速机(6)连接有电机(7)，电机(7)连接有外部设备(8)；汽拖装置(4)连接有低压蒸汽管路(10)，低压蒸汽管路(10)并入炭黑生产线的蒸汽管网。2.根据权利要求1所述的一种炭黑生产中压蒸汽余能综合利用系统，其特征在于：余热锅炉包括一级余热锅炉(1)和二级余热锅炉(2)，一级余热锅炉(1)管路连接二级余热锅炉(2)，以构成一条余热回收管线，余热回收管线与中压蒸汽管路(3)连接。3.根据权利要求2所述的一种炭黑生产中压蒸汽余能综合利用系统，其特征在于：余热回收管线至少设置有三条，三条余热回收管线分别与中压蒸汽管路(3)连接。4.根据权利要求2或3所述的一种炭黑生产中压蒸汽余能综合利用系统，其特征在于：一级余热锅炉(1)与二级余热锅炉(2)的蒸汽出口连接有减压管路(11)，减压管路(11)并入低压蒸汽管路(10)，减压管路(11)处设置有调节阀门。5.根据权利要求1所述的一种炭黑生产中压蒸汽余能综合利用系统，其特征在于：中压蒸汽管路(3)与低压蒸汽管路(10)之间设置有汽拖装置(4)的减压旁路(12)，减压旁路(12)的一端与中压蒸汽管路(3)连接，减压旁路(12)的另一端与低压蒸汽管路(10)连接，减压旁路(12)处设置有调节阀门。6.根据权利要求1所述的一种炭黑生产中压蒸汽余能综合利用系统，其特征在于：汽拖装置(4)管路连接有稀油站(9)，以构成机械摩擦部位的润滑管路。

技术总结
一种炭黑生产中压蒸汽余能综合利用系统，属于炭黑生产技术领域，包括安装于炭黑生产线中的余热锅炉，余热锅炉连接有中压蒸汽管路，并通过该中压蒸汽管路连接有汽拖装置；汽拖装置连接有离合器，离合器连接有减速机，减速机连接有电机，电机连接有外部设备；汽拖装置连接有低压蒸汽管路，低压蒸汽管路并入炭黑生产线的蒸汽管网。本实用新型所述的一种炭黑生产中压蒸汽余能综合利用系统，其设计合理，结构简单、巧妙，能够有效提升蒸汽的使用效率，降低使用成本，适于推广。适于推广。适于推广。


技术研发人员：崔占阳 张建社 康广利 赵爱民
受保护的技术使用者：金能科技股份有限公司
技术研发日：2023.03.20
技术公布日：2023/7/6