CN101875988A - “j型”水封管式高炉炉顶均压放散工艺 - Google Patents

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唐恩
盛正平
周强
范小钢
邵远敬
叶理德
刘菁
戚波
闫朝付
崔伟
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中冶南方工程技术有限公司
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Abstract

本发明涉及一种“J型”水封管式高炉炉顶均压放散工艺,其不同之处在于:在称量料罐的均压放散出口串联接一J型水封管作为终端,通过调整J型水封管内水封的液面高度来完成均压放散的过程。本发明的有益效果是:从根本上改变了传统的均压放散工艺,解决了荒煤气的对空排放问题,用空气的排放代替了煤气的排放,并且简化了原有的工艺、设备、材料,操作简单,降低了固定投资,节约了生产运行成本。此方法完全杜绝了均压放散过程中煤气的对空排放,均压放散过程使用的都是空气,不污染环境,本工艺的作用显而易见。

Description

“J型”水封管式高炉炉顶均压放散工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及一种“ J型”水封管式高炉炉顶均压放散工艺。 背景技术

[0002] 钢铁工业的发展要求从整个生产流程上进行工艺优化,达到节能降耗,满足日益 严峻的环保要求以及残酷的市场竞争,降低成本,提高钢铁产品的生命力。在高炉炼铁工艺 中,高炉炉顶设备装排料过程中其称量料罐是处在均压、放散交替工作程序下完成的,均压 (充压)需要荒煤气、半净煤气或n2冲入称量料罐内,装完料后通过均压达到与高炉炉内压 力相同以便向高炉炉内排料;放散时须向大气中排放荒煤气,达到与大气相同的压力,满足 称量料罐受料,放散过程排出了大量煤气和粉尘,粉尘可通过旋风除尘回收入炉,但这部分 煤气却排空,吨铁的放散量在6〜8Nm3,我国每年铁水产量约为6亿吨,经由高炉炉顶均压 放散设备排放的煤气量就达40亿立方米(高炉煤气单价按0. 11元/Nm3计算,约为4. 4亿 人民币)以上,资源浪费极大的同时也对大气造成了严重污染,并且煤气本身也有很好的 经济价值,相关技术人员都在研究如何做到零排放,以达到节能降耗,利于环保。

发明内容

[0003] 本发明所要解决的问题是针对上述现有技术提出一种“J型”水封管式高炉炉顶均 压放散工艺,其改变目前高炉炼铁工艺使用的传统均压放散工艺,做到均压放散的煤气零 排放,煤气完全内部循环使用,不污染环境。

[0004] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是:“J型”水封管式高炉炉顶均压放 散工艺,其特征在于:在称量料罐的均压放散出口串联接一 J型水封管作为终端,通过调整 J型水封管内水封的液面高度来完成均压放散的过程,具体操作过程是:在高炉刚投入生 产的时候,加满料的称量料罐内的压力是常压,打开均压放散出口的均压放散切断阀和旋 风卸灰阀后,再打开与J型水封管相连的高压空气切断阀,通入高压空气,高压空气推动J 型水封管内水封从而压缩称量料罐侧的水封的气体体积,使得称量料罐的压力升高到与高 炉内相同的压力后,关闭高压空气切断阀、均压放散切断阀和旋风卸灰阀,打开称量料罐下 部的下料闸即可向高炉内加料;进行放散时,先打开均压放散出口的均压放散切断阀后,再 打开空气放散阀,放散水封一侧的压缩空气使得称量料罐一侧的水封气体体积增大,压力 降低至大气压力后,关闭空气放散阀和切断阀,打开称量料罐的受料闸后即可向称量料罐 内加料,如此循环以完成均压放散工艺。

[0005] 按上述方案,所述的J型水封管的管径相同,料罐侧的水封的高度是另一侧水封 的高度的2〜2. 5倍。

[0006] 本工艺取消了传统的均压放散工艺中的均压、放散两套管路,如图2所示,将均压 放散过程通过在一套J型水封管内实现,工艺、设备和操作均得到了简化。

[0007] 本发明称量料罐的均压放散出口处依次连接了如下部件:J型水封管(预先存入 一定量的水)、高压空气切断阀和空气放散阀,其中高压空气切断阀和空气放散阀位于J型水封管的末端,所述的均压放散出口包括有依次连接的万向波纹补偿器、轴向波纹补偿器、 旋风卸灰阀、旋风除尘器(含旁通管)和均压放散切断阀,其中最重要的J型水封的的管 径、高度与料罐的容积大小紧密相关,不同容积的高炉设计有区别,水封本身可以做成“U 型”,但从经济的角度、以及结合工艺的实际需要,设计成“ J型”即可,即在整个水封管径相 同的情况下,料罐侧的水封高度是另一侧水封高度的2倍基本能满足需要。

[0008] 本发明的原理是:称量料罐内压力的调整实际上是通过压缩和释放称量料罐侧的 气体体积的变化来完成的,称量料罐内煤气在均压放散过程中其温度是不发生改变的,并 且“J型”水封管完全隔断两侧的气体,该条件满足理想气体方程的等温过程,原理公式即为 PlVl =P2V2。因此,通过“J型”水封管内的液面高度调整来改变两侧的气体体积大小以调 整两侧的压力,使得称量料罐内的压力达到工艺控制要求,满足生产,水封两侧分别为荒煤 气和空气,均压时水封向称量料罐侧运动,压缩该侧的荒煤气气体体积使得料罐内压力升 高达到炉内的压力后进行排料,放散时水封向相反的方向运动,使得料罐侧的体积增大,压 力降低,降到大气压力后满足称量料罐受料。水封液面高度的调整通过串接高压空气均压、 放散空气来实现。

[0009] 本发明的有益效果是:从根本上改变了传统的均压放散工艺,解决了荒煤气的对 空排放问题,用空气的排放代替了煤气的排放,并且简化了原有的工艺、设备、材料,操作简 单,降低了固定投资,节约了生产运行成本。此方法完全杜绝了均压放散过程中煤气的对空 排放,均压放散过程使用的都是空气,不污染环境,本工艺的作用显而易见。

附图说明

[0010] 图1为本发明的“J型”水封管式高炉炉顶均压放散工艺装置结构图;

[0011] 其中:1—称量料罐;2——万向波纹补偿器;3——轴向波纹补偿器;4——下料 闸;5——旋风卸灰阀;6——旋风除尘器;7——J型水封管;8——空气放散阀;9——均压 放散切断阀;10——高压空气切断阀;11——受料闸。

具体实施方式

[0012] 下面通过附图对本发明做进一步的说明,但是不会构成对本发明的限制。

[0013] 实施例1

[0014] “J型”水封管式高炉炉顶均压放散工艺,主要是在称量料罐的均压放散出口串联 接一 J型水封管作为终端,通过调整J型水封管内水封的液面高度来完成均压放散的过程, 具体操作过程是:在高炉刚投入生产的时候,加满料的称量料罐内的压力是常压,打开均压 放散出口的均压放散切断阀9和旋风卸灰阀5后,再打开与J型水封管相连的高压空气切 断阀10,通入高压空气,高压空气推动J型水封管内水封从而压缩称量料罐侧的水封的气 体体积,使得称量料罐的压力升高到与高炉内相同的压力后,关闭高压空气切断阀10、均压 放散切断阀9和旋风卸灰阀5,打开称量料罐下部的下料闸4即可向高炉内加料;进行放散 时,先打开均压放散出口的均压放散切断阀9后,再打开空气放散阀8,放散水封一侧的压 缩空气使得称量料罐一侧的水封气体体积增大,压力降低至大气压力后,关闭空气放散阀8 和切断阀9,打开称量料罐的受料闸11后即可向称量料罐内加料,如此循环以完成均压放 散工艺。[0015] 所述的J型水封管的管径相同,料罐侧的水封的高度是另一侧水封的高度的2〜 2. 5 倍。

[0016] 以在某高炉工程上使用的均压放散工艺为例,该高炉采用炉顶无钟炉顶上料设 备,按常规设计,原有的流程设有一、二次均压。

[0017] 如图1所示,高炉的称量料罐1的均压放散出口按顺序依次设置J型水封管7均 压放散所需的部件设备:万向波纹补偿器2、轴向波纹补偿器3、旋风卸灰阀5、旋风除尘器 6、均压放散切断阀9、J型水封管7、高压空气切断阀10和空气放散阀8,其中除了 J型水 封管7是与管道直接焊接外,其余管路上的设备均与管道用法兰连接,J型水封管的管径相 同,料罐侧的水封高度是另一侧水封高度的2〜2. 5倍。整套系统的布置根据具体情况可 以做适当调整,J型水封管7必须竖直安装布置。为保证水封内水质能长期使用,先串接旋 风除尘器6进行粗除尘后再接J型水封管7。

[0018] 在正常生产时,称量料罐1接受炉料时,需要保持其内压力与大气压力相同,这时 就要降低称量料罐1内压力,通过打开均压放散切断阀9、空气放散阀8放散使得J型水封 管内液面下降至两侧等高,J型水封管7右侧的荒煤气气体体积增大,使得压力下降到常压 后,称量料罐1通过受料闸11装料;称量料罐1需要向高炉内排料时,就得保证与炉内压力 相等,此时需要加压,打开均压放散切断阀9、旋风卸灰阀5冲入高压的压缩空气使得J型 水封管右侧的水面升高,使得J型水封管7右侧的荒煤气气体体积减小,起到增大压力的左 右,即称量料罐1内压力升高,保证称量料罐1向通过下料闸4向炉内加料。

[0019] 相对称量料罐1的整个均压放散过程,压力的调整是通过压缩和放大气体体积的 变化来完成的,对于不同容积的高炉,称量料罐1的容积不同,就需要设计不同直径、高度 的J型水封管7来满足。

Claims (2)

  1. “J型”水封管式高炉炉顶均压放散工艺,其特征在于:在称量料罐的均压放散出口串联接一J型水封管作为终端,通过调整J型水封管内水封的液面高度来完成均压放散的过程,具体操作过程是:在高炉刚投入生产的时候,加满料的称量料罐内的压力是常压,打开均压放散出口的均压放散切断阀(9)和旋风卸灰阀(5)后,再打开与J型水封管相连的高压空气切断阀(10),通入高压空气,高压空气推动J型水封管内水封从而压缩称量料罐侧的水封的气体体积,使得称量料罐的压力升高到与高炉内相同的压力后,关闭高压空气切断阀(10)、均压放散切断阀(9)和旋风卸灰阀(5),打开称量料罐下部的下料闸(4)即可向高炉内加料;进行放散时,先打开均压放散出口的均压放散切断阀(9)后,再打开空气放散阀(8,放散水封一侧的压缩空气使得称量料罐一侧的水封气体体积增大,压力降低至大气压力后,关闭空气放散阀(8)和切断阀(9),打开称量料罐的受料闸(11)后即可向称量料罐内加料,如此循环以完成均压放散工艺。
  2. 2.按权利要求1所述的“ J型”水封管式高炉炉顶均压放散工艺,其特征在于:所述的 J型水封管的管径相同,料罐侧的水封的高度是另一侧水封的高度的2〜2. 5倍。
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