一種獨立的熱風爐充壓裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種獨立的熱風爐充壓裝置，該裝置包括獨立高壓氣源、充壓主管及充壓支管，充壓主管一端外接獨立高壓氣源，充壓主管上分布多個充壓支管，每個充壓支管與對應的熱風爐相通。本實用新型縮短了熱風爐換爐時間，提升了熱風爐效作業(yè)時間，具有投資低、效益高的特點。借助于本實用新型的充壓裝置，還可以利用熱風爐需要排壓的廢風參與充壓流程，從而可以降低充壓能耗和工程投資，還可以增加熱風爐在更換熱風閥時進行熱風釋放的功能，這項功能可以避免熱風對操作人員帶來損傷。
【專利說明】
一種獨立的熱風爐充壓裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及黑色冶金領域高爐熱風爐的充壓操作方法和工藝裝置，特別適用但不限于高爐(及非高爐)煉鐵配置的頂燃式、外燃式、內燃式熱風爐系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]高爐熱風爐是一種周期性工作的大型蓄熱式換熱器。在一個工作周期內，煤氣(或者其它燃料)與空氣混合燃燒，高溫的煙氣從熱風爐蓄熱室的上部向下流動，其熱量被蓄熱室內的蓄熱材料吸收，煙氣降溫后從熱風爐底部排出；之后，停止對蓄熱材料加熱的操作，再將冷鼓風從下部通入熱風爐并向上穿過蓄熱室，冷風從蓄熱材料中吸收熱量，被加熱成熱風，最后從蓄熱室頂部排出熱風爐，經保溫的管道送入高爐；當蓄熱材料的溫度下降到一定程度后，熱風爐再重新轉換到對蓄熱室的加熱過程。
[0003]通常情況下，一座高爐都配置3?4座熱風爐，組成熱風爐組，其中，每座熱風爐按一定的工作制度進行周期性的切換操作，這樣不僅可以保證熱風爐組不間斷地向高爐輸送熱風，而且可以將熱風的風溫維持在一定值，這種工作方式有利于高爐穩(wěn)定生產。
[0004]熱風爐的工作循環(huán)過程為“燒爐”一“燜爐⑴”一“送風”一“燜爐(Π)”一“燒爐”，所謂的“燜爐”操作，即熱風爐在轉換操作模式之前，需要進行充排壓操作，以及相關的閥門啟閉操作，在“燜爐”階段，熱風爐即不燒爐也不送風。
[0005]由“燒爐”操作轉到“送風”操作時，此時熱風爐進入“燜爐(I)”階段，爐內處于常壓狀態(tài)(“燒爐”期間空煤氣燃燒后的煙氣通過煙道接入換熱器，之后排入煙囪)。但由于之后的“送風”操作是在高壓(鼓風壓力)下進行，因此，在此“燜爐(I)”階段需要完成充壓操作，直至爐內壓力和冷風管的鼓風壓力(0.25?0.5Mpa或更高)達到一致時，才能打開冷風閥、熱風閥，熱風爐轉入“送風”操作。
[0006]由“送風”操作轉為“燒爐”操作的熱風爐，此時熱風爐進入“燜爐(Π)”階段，爐內處于鼓風壓力的高壓狀態(tài)。由于燒爐操作在常壓下進行，因此，在此“燜爐(Π)”階段需要完成排壓操作，即爐內廢風通過排壓管排放到煙道總管，直至爐內壓力與大氣環(huán)境平衡。
[0007]目前最普遍采用的對熱風爐充壓的方法，是通過鼓風機往熱風爐內輸入高壓空氣來實現，即從冷風管弓I出一根充壓管，為熱風爐充壓。
[0008]鼓風機以恒定風壓、風量向高爐供風，當一座熱風爐需要進行充壓時，由于鼓風需要分流少量用于充壓，必然引起高爐入爐風壓突然下降。充壓風量愈大，高爐入爐風壓下降幅度愈大。工業(yè)實踐證明，這種情況對高爐生產的影響很大，可能會造成高爐“冒尖”、“懸料”等一系列問題，尤其是高爐爐況不佳時，鼓風的壓力、風量波動對高爐的操作影響更大。
[0009]為此，提高鼓風機的性能，以及“換爐時定風壓，換爐結束后定風量”是一種目前常用的工藝方案，但這使得鼓風機的投資和運行成本增加;在熱風爐的操作方面，目前比較普遍應用的有冷風閥小閥充壓、旁通閥充壓等，無論是上述的哪一種充壓流程，都需要對充壓進行特別控制，通過緩慢充壓以減少入爐風壓的周期波動，但這會延長充壓時間，縮短熱風爐燒爐時間。即使采用了上述多種工藝措施，換爐時因風壓波動造成高爐爐況失穩(wěn)的現象仍然時有發(fā)生。
[0010]為解決上述問題，現有技術之中有如下兩種技術方案:
[0011]技術方案一:
[0012]參見圖1-2，在俄羅斯公開的資料介紹和中國的專利(《熱風爐廢風回收利用方法與裝置》，專利公開號CN1080659A)中，都提供了一種相同的“預充壓”(或稱“自均壓”)方案。即在高爐配置4座熱風爐、熱風爐組按照交錯并聯工作制度運行時，當一座熱風爐從“燜爐(Π )”模式轉入“燒爐”模式時，借助于技術方案中的“放散管”使壓力進入另一座正在從“燜爐(I)”模式轉入“送風”模式的熱風爐。
[0013]具體方法是:按照4座熱風爐的換爐制度，其中一個熱風爐(下稱HS-1)工作模式從“燒爐”轉入“燜爐(I)”，煙道閥門(14，15)順次關閉。此時，另一座熱風爐(下稱HS-2)結束“送風”，進入“燜爐(Π )”模式，這座熱風爐上的冷風閥(7)和熱風閥(8)順次關閉。此時，該熱風爐處于鼓風風壓力下的“燜爐(Π )”模式。
[0014]之后，熱風爐(HS-2)上的廢氣放散閥(16)開啟，該閥門經放“放散管”和煙囪關聯?！胺派⒐堋鄙厦媾渲糜星袛嚅y(19)，此時閥門(19)處于關閉狀態(tài)，切斷了熱風爐(HS-2)內壓力向煙囪排放。隨后熱風爐(HS-1)的廢氣放散閥(16)打開，兩座熱風爐(HS-1和HS-2)之間進行均壓，每座爐內壓力達到大約工作壓力的一半時即停止。
[0015]監(jiān)測到兩座熱風爐的壓力均勻之后:
[0016]關閉熱風爐(HS-1)的廢氣放散閥(16)，該熱風爐利用傳統(tǒng)的充壓模式繼續(xù)完成充壓:開冷風旁通閥(7a)，小通徑冷風調節(jié)閥(7c)開，充壓到工作壓力(和熱風管道內的壓力值相等)。完成均壓以后，開熱風閥(8)，關閉充壓閥(7A)和調節(jié)閥(7C)，熱風爐(HS-1)切換到“送風”模式。
[0017]熱風爐(HS-2)的廢氣放散閥(16)處于打開狀態(tài)，此時打開“放散管”上的均壓閥
(19)，實現爐內和大氣的連通(即放散)。放散完成后，順次關閉廢氣放散閥(16)和“放散管”上的閥門(19)，熱風爐(HS-2)實現了爐內壓力和大氣壓的均衡。第二座熱風爐切換到“燒爐”模式，此時煙道閥(14)和(15)打開，接下來的閥門動作都按照熱風爐燒爐時的傳統(tǒng)工藝流程進行。
[0018]在大型高爐上，按照傳統(tǒng)的工藝流程，熱風系統(tǒng)中兩座熱風爐之間實現均壓需要大約5-8分鐘，運用該技術方案則可以把這個過程減少到3-5分鐘，這因此縮短了換爐過程，進而延長了燒爐時間。該發(fā)明可以降低熱風爐換爐期間高爐入爐的風壓下降程度。
[0019]技術方案二:
[0020]參見圖2，一種實用新型(專利號ZL 200420099277.6)，該方案為熱風爐系統(tǒng)設置了一個獨立的充壓裝置，方法是設置一根充壓進氣管100，與每座熱風爐通過充壓管101(帶充壓閥)相連，充壓進氣管100與帶有補氣閥的高壓氣補氣管103連接，高壓補氣管103同時連接儲氣罐104，儲氣罐104通過高壓進氣管與高壓氣源相連，高壓氣源可以是小型鼓風機或者空氣壓縮機。該實用新型方案的實質是通過外部高壓氣源實現對熱風爐的充壓操作。
[0021]為解決常規(guī)的熱風爐充壓方法的缺陷，“技術方案一”和“技術方案二”都做了有益的努力，部分地解決了常規(guī)充壓方法的缺陷，包括提出完全脫離常規(guī)的充壓模式(如“技術方案二”)。但是，就徹底消除熱風爐系統(tǒng)充壓操作對高爐鼓風的影響、同時實現余壓利用、綜合降低能耗、降低投資的目標來說，上述技術方案都存在不足和缺陷，甚至影響到推廣應用。
[0022]上述技術方案的缺陷和不足主要如下:
[0023]技術方案一:該方案(“預充壓”或“自均壓”)的實質是借助于一根“放散管”使從“燒爐”模式轉入“送風”模式的熱風爐爐內壓力進入另一座正在從“燒爐”模式轉入“送風”模式的熱風爐，該方案的優(yōu)勢是回收廢風(即:通常直接排放的高壓風)、無需任何外補壓力即可以完成兩座熱風爐之間的壓力均衡。但該方案存在明顯的缺陷，即:雖然完成了兩座熱風爐之間的壓力均衡，但“送風”前的熱風爐爐內壓力只達到鼓風壓力的一半左右，并沒有達到“送風”模式之前的充壓目標，后續(xù)仍然需要利用鼓風按照常規(guī)模式進行充壓，因此并未徹底解決熱風爐充壓對高爐鼓風帶來的壓力波動的問題。
[0024]技術方案二:該方案提出了一種獨立的熱風爐系統(tǒng)充壓裝置的概念，目的是徹底消除熱風爐充壓對高爐鼓風的影響。該技術方案存在比較明顯的缺陷和不足。
[0025]首先，該方案不具備完整性。方案中僅提出了一種外接高壓氣源充壓的構想而非可以應用的工藝裝置，例如，其并未就完整的熱風爐充排壓的管道結構做出說明，忽略了熱風爐組內各個熱風爐之間工作模式轉換和充排壓的關系，因此缺乏完整性，無法用于技術推廣；其次，該方案存在較明顯的技術缺陷，例如:當利用儲氣罐的高壓氣源直接對熱風爐進行充壓時，由于高壓氣源的壓力較高，將對熱風爐內襯造成損壞;如果建設體積較大的儲氣罐，或者使用功率很大的鼓風機或空氣壓縮機，這會極大地增加投資，不利于推廣應用。
【實用新型內容】
[0026]針對上述現有技術中存在的問題，本實用新型提供了一種獨立的熱風爐充壓充壓裝置，消除了現有技術中熱風爐充壓的缺陷。
[0027]本實用新型的技術方案如下:
[0028]—種獨立的熱風爐充壓裝置，其包括獨立高壓氣源、充壓主管及充壓支管，充壓主管一端外接獨立高壓氣源，充壓主管上分布多個充壓支管，每個充壓支管與對應的熱風爐相通。
[0029]所述獨立高壓氣源包括充氣裝置和儲氣罐。
[0030]充壓主管通過調壓閥和止逆閥與儲氣罐相通，每個充壓支管上配置有充壓閥。
[0031]充壓主管的另外一端設置有帶切斷閥的引風機。
[0032]本實用新型具有的技術效果:
[0033]1、無論是4座熱風爐組成的熱風爐組還是3座熱風爐組成的熱風爐組，本實用新型都可以完整地實現獨立的熱風爐充壓，徹底消除熱風爐充壓對高爐鼓風壓力和流量的影響，進而消除熱風爐充壓過程對高爐生產的影響，這對于高爐生產意義重大，通過提高高爐鼓風穩(wěn)定性，可以避免由于熱風爐充壓造成高爐“冒尖”、“懸料”等危害，提高高爐生產的穩(wěn)定性，降低高爐生產能耗。
[0034]、本實用新型還有利于提高高爐鼓風風機運行的經濟性，有效地降低風機運行損耗、延長高爐鼓風風機壽命。
[0035]、本實用新型不僅有利于保護熱風爐內襯在充壓過程中不受損壞，而且有效提高了充壓效率，縮短了充壓時間(換爐時間)，進而增加了燒爐時間，提高了熱風爐系統(tǒng)的工作效能，大大的提高了整個系統(tǒng)的經濟效益。
[0036]、本實用新型可以避免由于高爐生產對熱風爐操作制度的影響，例如受高爐生產影響而過度延長熱風爐的送風時間等，因此可以有效地提高熱風爐運行的穩(wěn)定性，避免受高爐運行限制而非常規(guī)地延長送風時間，這對熱風爐穩(wěn)定生產的意義重大;對于熱風管道來說，由于本實用新型減小了高爐鼓壓力波動，也有利于提高熱風管道的穩(wěn)定性。
[0037]、對于由4座熱風爐組成的熱風爐組來說，本實用新型可以采用“預充壓+獨立充壓”方式進行廢風回收，大幅度降低了充壓能耗，同時也大大降低了工程投資。
[0038]、本實用新型還具有多項綜合功能，包括利用本實用新型可以建立熱風釋放系統(tǒng)，優(yōu)化熱風爐“空運轉”模式操作，具有較為廣泛的推廣價值。
【附圖說明】
[0039]下面結合附圖對本實用新型進一步說明:
[0040]圖1一【背景技術】中技術方案一的結構示意圖；
[0041 ]圖2—圖1技術方案中的燒爐制度的閥門動作示意圖；
[0042]圖3—【背景技術】中技術方案二的結構示意圖；
[0043]圖4一本實用新型所述獨立充壓裝置的結構示意圖；
[0044]圖5—帶熱風釋放裝置的獨立充壓裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0045]下面結合【附圖說明】和【具體實施方式】對本實用新型作進一步描述:
[0046]實施例1
[0047]如圖4所示，一種獨立的熱風爐充壓裝置，包括儲氣罐(21)、充壓主管(22)、充壓支管(23)和儲氣罐補壓用的空氣壓縮機Fl(24)組成，充壓主管(22)—端連接儲氣罐，充壓主管上設置多個充壓支管(23)，充壓支管與熱風爐相通。其中，儲氣罐(21)與充壓主管(22)之間，設置有逆止閥(25)以及調壓閥(26)，在通向每座熱風爐的充壓支管(23)上，配置充壓閥
(27)。熱風爐系統(tǒng)原配置有煙氣總管(28)和通向每座熱風爐的煙氣支管，煙氣支管上設置有排壓管(30 )，排壓管上設置有排壓閥(31)。
[0048]以4座熱風爐組成的熱風爐組為例，對示意圖說明如下:
[0049]當I號熱風爐需要充壓時，依次打開逆止閥(25)和通向I號熱風爐的充壓支管(23)上的充壓閥(27)，然后開啟調壓閥(26)，儲氣罐(21)開始對I號熱風爐充壓。I號熱風爐充壓結束后，依次關閉逆止閥(25)，以及調壓閥(26)，最后關閉充壓閥(27)。
[0050]對2號、3號、4號熱風爐的充壓過程與上述操作相同。
[0051 ] 儲氣罐的補壓:
[0052]在一座熱風爐的充壓結束后至下一座熱風爐的充壓操作開始前，為儲氣罐進行補壓操作，即儲氣罐的補壓操作時間to應短于鄰近的兩次熱風爐換爐之間的時間tl。可利用工廠高壓氣源為儲氣罐補壓，或配置空氣壓縮機為儲氣罐補壓。
[0053]在熱風爐換爐期間，從“送風”階段轉入“燒爐”階段的熱風爐需要進行排壓。本實用新型并不影響熱風爐系統(tǒng)原有的排壓操作，即熱風爐排壓操作是依靠原有的排壓裝置進行的。當I號熱風爐需要排壓時，利用熱風爐原有的排壓裝置進行排壓操作，即打開I號熱風爐排壓支管(30)上的排壓閥(31)，熱風爐爐內壓力經排壓支管(30)到煙氣總管(28)進行放散，排壓操作結束后，關閉排壓閥(31)。對由3座熱風爐組成的熱風爐組進行獨立充壓的操作與上述一樣。
[0054]本實用新型所涉及的“預充壓+獨立充壓”方法適用于4座熱風爐組成的熱風爐組。
[0055]當I號熱風爐處于從“燒爐”模式到“送風”模式的轉換期間，同時3號熱風爐處于從“送風”模式到“燒爐”模式的轉換期間，I號熱風爐與3號熱風爐之間先進行“預充壓”操作，具體方式為:打開3號熱風爐的充壓支管(23)上的充壓閥(27)，打開I號熱風爐的充壓支管
(23)上的充壓閥(27)，此時逆止閥(25)和調壓閥(26)均關閉。此時，3號熱風爐爐內壓力通過充壓主管(22)向I號熱風爐充壓。
[0056]“預充壓”結束后，關閉3號熱風爐的充壓支管(23)上的充壓閥(27)，依次打開逆止閥(25)和調壓閥(26)，儲氣罐(21)開始對I號熱風爐繼續(xù)充壓。I號熱風爐充壓結束后，依次關閉逆止閥(25)，以及調壓閥(26)，最后關閉I號熱風爐的充壓閥(27)。
[0057]同時，打開3號熱風爐排壓支管(30)上的排壓閥(31)，3號熱風爐爐內剩余壓力經排壓支管(30)到煙氣總管(28)進行放散，排壓操作結束后，關閉排壓閥(31)。
[0058]如圖5所示，在充壓主管的另外一端增加有引風機F2(32)，引風機前端設置有切斷閥(33)，引風機及切斷閥組成熱風爐的釋放系統(tǒng)，其作用是在更換熱風閥時，通過釋放系統(tǒng)排出爐內熱風，避免損傷操作人員。
[0059]具體實施方法為:當更換熱風閥時，打開充壓支管23上的充壓閥27，熱風爐內的熱風通過引風機F2抽出經充壓總管排入大氣。
[0060]利用本實用新型的充排壓管道系統(tǒng)，在高爐休風、熱風爐組長期以“空運轉”模式運行(即保溫運行)時，需要使用風機向爐內輸送冷的空氣冷卻爐箅子，爐內的熱風則通過倒流休風管放散。在常規(guī)的工藝方案中，需要啟動I臺助燃空氣風機輸入冷卻風。而在本實用新型中，可以利用儲氣罐的空氣對熱風爐爐箅子進行冷卻。其效果是減少了 “空運轉”模式下的能耗。
[0061]本領域技術人員將會認識到，在不偏離本實用新型的保護范圍的前提下，可以對上述實施方式進行各種修改、變化和組合，并且認為這種修改、變化和組合是在獨創(chuàng)性思想的范圍之內的。
【主權項】
1.一種獨立的熱風爐充壓裝置，包括獨立高壓氣源、充壓主管及充壓支管，充壓主管一端外接獨立高壓氣源，充壓主管上分布多個充壓支管，每個充壓支管與對應的熱風爐相通。2.如權利要求1所述的一種獨立的熱風爐充壓裝置，其特征在于，所述獨立高壓氣源包括充氣裝置和儲氣罐。3.如權利要求2所述的一種獨立的熱風爐充壓裝置，其特征在于，充壓主管通過調壓閥和止逆閥與儲氣罐相通，每個充壓支管上配置有充壓閥。4.如權利要求1所述的一種獨立的熱風爐充壓裝置，其特征在于，充壓主管的另外一端設置有帶切斷閥的引風機。
【文檔編號】C21B9/00GK205420466SQ201620196869
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月15日
【發(fā)明人】王長春, 張紫毫, 薩伯丁·安東, 賈冰
【申請人】王長春, 張紫毫, 薩伯丁·安東, 賈冰