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
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崔伟
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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
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
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
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。
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。
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。
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。
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。
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P1V1＝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。
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
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；
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
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。
实施例1
“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。
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。
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。
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。
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。
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.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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