CN103255251A - 高炉炉顶供气系统 - Google Patents

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CN103255251A CN2013102162792A CN201310216279A CN103255251A CN 103255251 A CN103255251 A CN 103255251A CN 2013102162792 A CN2013102162792 A CN 2013102162792A CN 201310216279 A CN201310216279 A CN 201310216279A CN 103255251 A CN103255251 A CN 103255251A
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邹忠平
熊拾根
陈凌
王亮
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    • F27D7/02—Supplying steam, vapour, gases, or liquids

Abstract

本发明公开了一种高炉炉顶供气系统，包括用于向所述高炉炉顶供氮气的炉顶氮气系统和与所述炉顶氮气系统并联设置并用于向高炉炉顶供煤气的炉顶煤气系统，且所述炉顶煤气系统和炉顶氮气系统之间设有用于切换选择对高炉炉顶供气气源的切换装置。本发明的高炉炉顶供气系统，通过与现有炉顶氮气系统并列设置炉顶煤气系统，并在炉顶氮气系统和炉顶煤气系统之间设置切换装置，能够根据实际工况向高炉炉顶单独供应煤气或氮气，也可同时向高炉炉顶供应煤气和氮气，保证能够对高炉炉顶提供充足的气源和设备正常运行，并可取得减少或取消氮气消耗、提高高炉煤气热值和可在现有的炉顶供气系统的基础上进行改造后实施的有益效果。

Description

高炉炉顶供气系统
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种高炉炉顶供气系统。
背景技术
高炉炼铁生产过程中，目前一般采用氮气来维持高炉炉顶系统中的部分关键设备的正常运行，主要包括：采用高压氮气对炉顶布料器进行密封和辅助冷却、采用高压氮气对炉顶料罐进行均压、炉顶下阀箱温度较高时采用氮气进行降温等。以上过程需要消耗大量的氮气，增加了生铁成本，尤其对一些氮气供应不足的钢铁企业，氮气缺乏或氮气压力波动还经常引起生产、设备故障，极大影响生产稳定性。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高炉炉顶供气系统，该高炉炉顶供气系统能够减少或取消炉顶氮气消耗，提高高炉煤气热值，有效降低运营成本。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高炉炉顶供气系统，包括用于向所述高炉炉顶供氮气的炉顶氮气系统，其特征在于：还包括与所述炉顶氮气系统并联设置并用于向高炉炉顶供煤气的炉顶煤气系统，且所述炉顶煤气系统和炉顶氮气系统之间设有用于切换选择对高炉炉顶供气气源的切换装置。
进一步，所述炉顶煤气系统包括与煤气供气系统相连的煤气总管，所述煤气总管包括与料罐相连的煤气一次均压通路和用于对煤气进行加压冷却处理的加压冷却通路，所述加压冷却通路上设有用于加压煤气的加压机、用于冷却煤气的换热器和用于存储经加压冷却处理后的煤气的煤气罐，所述煤气罐与所述高炉炉顶之间设有用于向炉顶料罐、下阀箱和布料器供气的连接管路系统。
进一步，所述炉顶氮气系统包括与氮气供气管网相连的氮气罐I，所述氮气罐I的输出管路包括并联设置的氮气密封冷却通路I和与位于高炉炉顶的料罐相连的氮气二次均压通路I，所述氮气密封冷却通路I分为两条并联的氮气密封冷却支路I后分别与位于高炉炉顶的下阀箱和布料器相连；
所述煤气罐的输出管路包括并联设置的煤气密封冷却通路I和与炉顶料罐相连的煤气二次均压通路I，所述煤气密封冷却通路I分为两条并联的煤气密封冷却支路I后分别与位于高炉炉顶的下阀箱和布料器相连；
所述煤气密封冷却通路I和氮气密封冷却通路I之间设有置换旁路，所述置换旁路、煤气密封冷却通路I和氮气密封冷却通路I上分别设有用于切换选择对高炉炉顶供气气源的切换阀。
进一步，所述煤气二次均压通路I和煤气密封冷却通路I上均设有用于控制煤气输出的调节阀I、止回阀I和切断阀I，设置在所述煤气密封冷却通路I上的调节阀I和切断阀I分别设置在两条所述煤气密封冷却支路I上；
所述氮气二次均压通路I和氮气密封冷却通路I上均设有用于控制氮气输出的调节阀II、止回阀II和切断阀II，设置在所述氮气密封冷却通路I上的调节阀II和切断阀II分别设置在两条所述氮气密封冷却支路I上。
进一步，所述炉顶氮气系统包括与氮气供气管网相连的氮气罐II，所述煤气罐与氮气罐II之间设有用于与料罐相连的二次均压通路II和用于分别与下阀箱、布料器相连的密封冷却通路II。
进一步，所述二次均压通路II包括分别与煤气罐和氮气罐II相连的二次均压支路II和与料罐相连的二次均压总路II；所述密封冷却通路II包括分别与煤气罐、氮气罐II相连的密封冷却分路II和分别与下阀箱、布料器相连的密封冷却支路II，密封冷却分路II和密封冷却支路II之间设有密封冷却总路II；
所述二次均压总路II上设有调节阀III和止回阀III，所述二次均压支路II上设有切断阀III；所述密封冷却分路II上设有切断阀IV，所述密封冷却支路II上设有调节阀IV和切断阀V，所述密封冷却支路II上或密封冷却总路II上设有止回阀IV。
进一步，所述煤气罐上还设有用于与氮气供气管网相连的氮气供气管，所述煤气罐的输出管路包括并联设置的密封冷却通路III和与位于高炉炉顶的料罐相连的二次均压通路III，所述密封冷却通路III分为两条并联的密封冷却支路III后分别与位于高炉炉顶的下阀箱和布料器相连。
进一步，所述加压冷却通路和氮气供气管上均设有切断阀VI；
所述二次均压通路III和密封冷却通路III上均设有用于控制气体输出的调节阀V、止回阀V和切断阀VII，设置在所述密封冷却通路III上的调节阀V和切断阀VII分别设置在两条所述密封冷却支路III上。
进一步，所述换热器为两个并分别设置在所述加压机的前后两侧。
进一步，所述煤气一次均压通路上设有切断阀VIII；所述煤气罐和氮气罐上设有安全阀。
本发明的有益效果在于：
本发明的高炉炉顶供气系统，通过与现有炉顶氮气系统并列设置炉顶煤气系统，并在炉顶氮气系统和炉顶煤气系统之间设置切换装置，能够根据实际工况向高炉炉顶单独供应煤气或氮气，也可同时向高炉炉顶供应煤气和氮气，并取得了以下效果：
1）进入高炉炉顶的气体由氮气变为煤气，可提高高炉煤气热值；
2）能够取消或减少氮气消耗，有利于降低运营成本，缓解钢铁厂氮气紧张的局面；
3）本发明的高炉炉顶供气系统结构简单，可在现有的炉顶供气系统的基础上进行改造后实施，投资少、效益好、投资回报率高。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为本发明高炉炉顶供气系统第一实施例的结构示意图；
图2为本发明高炉炉顶供气系统第二实施例的结构示意图；
图3为本发明高炉炉顶供气系统第三实施例的结构示意图。
附图标记说明：
1-料罐；2-下阀箱；3-布料器；4-煤气一次均压通路；5-加压冷却通路；6-加压机；7-换热器；8-煤气罐；9-粗煤气管网；10-粗煤气供气管；11-除尘器；12-净煤气管网；13-净煤气供气管；14-调压阀组；15-切断阀VIII；16-氮气供气管网；17-氮气罐I；18-氮气密封冷却通路I；19-氮气二次均压通路I；20-氮气密封冷却支路I；21-煤气密封冷却通路I；22-煤气二次均压通路I；23-煤气密封冷却支路I；24-调节阀I；25-止回阀I；26-切断阀I；27-调节阀II；28-止回阀II；29-切断阀II；30-置换旁路；31-切换阀；
32-氮气罐II；35-二次均压支路II；36-二次均压总路II；37-密封冷却分路II；38-密封冷却支路II；39-密封冷却总路II；40-调节阀III；41-止回阀III；42-切断阀III；43-切断阀IV；44-调节阀IV；45-切断阀V；46-止回阀IV；
47-氮气供气管；48-密封冷却通路III；49-二次均压通路III；50-密封冷却支路III；51-切断阀VI；52-调节阀V；53-止回阀V；54-切断阀VII；55-安全阀II；56-安全阀II；57-安全阀III。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
第一实施例
如图1所示，为本发明高炉炉顶供气系统第一实施例的结构示意图。本实施例的高炉炉顶供气系统，包括用于向高炉炉顶供氮气的炉顶氮气系统和与炉顶氮气系统并联设置并用于向高炉炉顶供煤气的炉顶煤气系统，且炉顶煤气系统和炉顶氮气系统之间设有用于切换选择对高炉炉顶供气气源的切换装置。
如图1所示，本实施例的炉顶煤气系统包括与煤气供气系统相连的煤气总管，煤气总管包括与料罐1相连的煤气一次均压通路4和用于对煤气进行加压冷却处理的加压冷却通路5，加压冷却通路5上设有用于加压煤气的加压机6、用于冷却煤气的换热器7和用于存储经加压冷却处理后的煤气的煤气罐8，煤气罐8与高炉炉顶之间设有用于向炉顶料罐1、下阀箱2和布料器3供气的连接管路系统。
优选的，换热器7为两个并分别设置在加压机6的前后两侧，能够更好的冷却煤气，煤气一次均压通路4上设有切断阀VIII15，用于控制煤气一次均压通路4的通断。
进一步，炉顶氮气系统包括与氮气供气管网16相连的氮气罐I17，氮气罐I17的输出管路包括并联设置的氮气密封冷却通路I18和与炉顶料罐1相连的氮气二次均压通路I19，氮气密封冷却通路I18分为两条并联的氮气密封冷却支路I20后分别与位于高炉炉顶的下阀箱2和布料器3相连，能够实现对高炉炉顶的料箱1、下阀箱2和布料器3供应氮气的功能。煤气罐8的输出管路包括并联设置的煤气密封冷却通路I21和与炉顶料罐1相连的煤气二次均压通路I22，煤气密封冷却通路I21分为两条并联的煤气密封冷却支路I23后分别与炉顶下阀箱1和布料器2相连，能够实现对高炉炉顶料罐1、下阀箱2和布料器3供应煤气的功能。
优选的，煤气二次均压通路I22和煤气密封冷却通路I21上均设有用于控制煤气输出的调节阀I24、止回阀I25和切断阀I26，设置在煤气密封冷却通路I21上的调节阀I24和切断阀I26分别设置在两条煤气密封冷却支路I23上，用于分别控制向下阀箱2和布料器3供应煤气，本实施例的两条煤气密封冷却支路I23共用一个止回阀I25。氮气二次均压通路I19和氮气密封冷却通路I18上均设有用于控制氮气输出的调节阀II27、止回阀II28和切断阀II29，设置在氮气密封冷却通路I18上的调节阀II27和切断阀II29分别设置在两条氮气密封冷却支路I20上，本实施例的两条氮气密封冷却支路I20共用一个止回阀II28。本实施例的煤气罐8和氮气罐I17上均设有安全阀I55。
煤气密封冷却通路I21和氮气密封冷却通路I18之间设有置换旁路30，置换旁路30、煤气密封冷却通路I21和氮气密封冷却通路I18上分别设有用于切换选择对高炉炉顶供气气源的切换阀31，通过在煤气密封冷却通路I21和氮气密封冷却通路I18设置切换阀31，能够根据实际工况选择向高炉炉顶设备单独供应煤气或氮气，或向高炉炉顶设备同时供应煤气和氮气，通过设置置换旁路30，能够实现煤气罐8输出管路和氮气罐I17的互换利用，提高管路系统的可靠性。
本实施例的高炉炉顶供气系统，通过与现有炉顶氮气系统并列设置炉顶煤气系统，并在炉顶氮气系统和炉顶煤气系统之间设置切换装置，能够根据实际工况向高炉炉顶单独供应煤气或氮气，也可同时向高炉炉顶供应煤气和氮气，保证能够对高炉炉顶提供充足的气源和设备正常运行，并取得了以下效果：
1）进入高炉炉顶的气体由氮气变为煤气，可提高高炉煤气热值；
2）能够取消或减少氮气消耗，有利于降低运营成本，缓解钢铁厂氮气紧张的局面；
3）本发明的高炉炉顶供气系统结构简单，可在现有的炉顶供气系统的基础上进行改造后实施，投资少、效益好、投资回报率高。
第二实施例
如图2所示，为本发明高炉炉顶供气系统第二实施例的结构示意图。本实施例的高炉炉顶供气系统，包括用于向高炉炉顶供氮气的炉顶氮气系统和与炉顶氮气系统并联设置并用于向高炉炉顶供煤气的炉顶煤气系统，且炉顶煤气系统和炉顶氮气系统之间设有用于切换选择对高炉炉顶供气气源的切换装置。如图2所示，本实施例的炉顶煤气系统包括与煤气供气系统相连的煤气总管，煤气总管包括与料罐1相连的煤气一次均压通路4和用于对煤气进行加压冷却处理的加压冷却通路5，加压冷却通路5上设有用于加压煤气的加压机6、用于冷却煤气的换热器7和用于存储经加压冷却处理后的煤气的煤气罐8，煤气罐8与高炉炉顶之间设有用于向炉顶料罐1、下阀箱2和布料器3供气的连接管路系统。
本实施例的炉顶氮气系统包括与氮气供气管网16相连的氮气罐II32，煤气罐8与氮气罐II32之间设有用于与料罐1相连的二次均压通路II和用于分别与下阀箱2、布料器3相连的密封冷却通路II。本实施例的二次均压通路II包括分别与煤气罐8和氮气罐II32相连的二次均压支路II35和与料罐1相连的二次均压总路II36。密封冷却通路II包括分别与煤气罐8、氮气罐II32相连的密封冷却分路II37和分别与下阀箱2、布料器3相连的密封冷却支路II38，密封冷却分路II37和密封冷却支路II38之间设有密封冷却总路II39。本实施例的二次均压总路II36上设有调节阀III40和止回阀III41，二次均压支路II35上设有切断阀III42，通过在二次均压支路II35设置切断阀III42，能够切换选择向料罐1供应煤气或氮气。
密封冷却分路II37上设有切断阀IV43，密封冷却支路II38上设有调节阀IV44和切断阀V45，密封冷却支路II38上或密封冷却总路II39上设有止回阀IV46，本实施例的止回阀IV46设置在密封冷却总路II39上，即两条二次均压支路II35共用一个止回阀IV46。本实施例的煤气罐8和氮气罐II32上均设有安全阀II56。
本实施例的其他实施方式与第一实施例相同，不再累述。
第三实施例
如图3所示，为本发明高炉炉顶供气系统第三实施例的结构示意图。本实施例的高炉炉顶供气系统，包括用于向高炉炉顶供氮气的炉顶氮气系统和与炉顶氮气系统并联设置并用于向高炉炉顶供煤气的炉顶煤气系统，且炉顶煤气系统和炉顶氮气系统之间设有用于切换选择对高炉炉顶供气气源的切换装置。如图3所示，本实施例的炉顶煤气系统包括与煤气供气系统相连的煤气总管，煤气总管包括与料罐1相连的煤气一次均压通路4和用于对煤气进行加压冷却处理的加压冷却通路5，加压冷却通路5上设有用于加压煤气的加压机6、用于冷却煤气的换热器7和用于存储经加压冷却处理后的煤气的煤气罐8，煤气罐8与高炉炉顶之间设有用于向炉顶料罐1、下阀箱2和布料器3供气的连接管路系统。
煤气罐8上还设有用于与氮气供气管网16相连的氮气供气管47，煤气罐8的输出管路包括并联设置的密封冷却通路III48和与位于高炉炉顶的料罐1相连的二次均压通路III49，密封冷却通路III48分为两条并联的密封冷却支路III50后分别与位于高炉炉顶的下阀箱2和布料器3相连。
本实施例的加压冷却通路5和氮气供气管47上均设有切断阀VI51，用于切换选择在煤气罐8中存储煤气或氮气或存储氮气、煤气的混合气体，进而控制向高炉炉顶供应的气体。
二次均压通路III49和密封冷却通路III48上均设有用于控制气体输出的调节阀V52、止回阀V53和切断阀VII54，设置在密封冷却通路III48上的调节阀V52和切断阀VII54分别设置在两条密封冷却支路III50上，用于分别控制对下阀箱2和布料器3供气，且本实施例的两条密封冷却支路III50共用一个止回阀V53。本实施例的煤气罐8上设有安全阀III57。
本实施例的其他实施方式与第一实施例相同，不再累述。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种高炉炉顶供气系统，包括用于向所述高炉炉顶供氮气的炉顶氮气系统，其特征在于：还包括与所述炉顶氮气系统并联设置并用于向高炉炉顶供煤气的炉顶煤气系统，且所述炉顶煤气系统和炉顶氮气系统之间设有用于切换选择对高炉炉顶供气气源的切换装置。
2.根据权利要求1所述的高炉炉顶供气系统，其特征在于：所述炉顶煤气系统包括与煤气供气系统相连的煤气总管，所述煤气总管包括与料罐相连的煤气一次均压通路和用于对煤气进行加压冷却处理的加压冷却通路，所述加压冷却通路上设有用于加压煤气的加压机、用于冷却煤气的换热器和用于存储经加压冷却处理后的煤气的煤气罐，所述煤气罐与所述高炉炉顶之间设有用于向炉顶料罐、下阀箱和布料器供气的连接管路系统。
3.根据权利要求2所述的高炉炉顶供气系统，其特征在于：所述炉顶氮气系统包括与氮气供气管网相连的氮气罐I，所述氮气罐I的输出管路包括并联设置的氮气密封冷却通路I和与位于高炉炉顶的料罐相连的氮气二次均压通路I，所述氮气密封冷却通路I分为两条并联的氮气密封冷却支路I后分别与位于高炉炉顶的下阀箱和布料器相连；
所述煤气罐的输出管路包括并联设置的煤气密封冷却通路I和与炉顶料罐相连的煤气二次均压通路I，所述煤气密封冷却通路I分为两条并联的煤气密封冷却支路I后分别与位于高炉炉顶的下阀箱和布料器相连。
4.根据权利要求3所述的高炉炉顶供气系统，其特征在于：所述煤气二次均压通路I和煤气密封冷却通路I上均设有用于控制煤气输出的调节阀I、止回阀I和切断阀I，设置在所述煤气密封冷却通路I上的调节阀I和切断阀I分别设置在两条所述煤气密封冷却支路I上；
所述氮气二次均压通路I和氮气密封冷却通路I上均设有用于控制氮气输出的调节阀II、止回阀II和切断阀II，设置在所述氮气密封冷却通路I上的调节阀II和切断阀II分别设置在两条所述氮气密封冷却支路I上；
所述煤气密封冷却通路I和氮气密封冷却通路I之间设有置换旁路，所述置换旁路、煤气密封冷却通路I和氮气密封冷却通路I上分别设有用于切换选择对高炉炉顶供气气源的切换阀。
5.根据权利要求2所述的高炉炉顶供气系统，其特征在于：所述炉顶氮气系统包括与氮气供气管网相连的氮气罐II，所述煤气罐与氮气罐II之间设有用于与料罐相连的二次均压通路II和用于分别与下阀箱、布料器相连的密封冷却通路II。
6.根据权利要求5所述的高炉炉顶供气系统，其特征在于：所述二次均压通路II包括分别与煤气罐和氮气罐II相连的二次均压支路II和与料罐相连的二次均压总路II；所述密封冷却通路II包括分别与煤气罐、氮气罐II相连的密封冷却分路II和分别与下阀箱、布料器相连的密封冷却支路II，密封冷却分路II和密封冷却支路II之间设有密封冷却总路II；
所述二次均压总路II上设有调节阀III和止回阀III，所述二次均压支路II上设有切断阀III；所述密封冷却分路II上设有切断阀IV，所述密封冷却支路II上设有调节阀IV和切断阀V，所述密封冷却支路II上或密封冷却总路II上设有止回阀IV。
7.根据权利要求2所述的高炉炉顶供气系统，其特征在于：所述煤气罐上还设有用于与氮气供气管网相连的氮气供气管，所述煤气罐的输出管路包括并联设置的密封冷却通路III和与炉顶料罐相连的二次均压通路III，所述密封冷却通路III分为两条并联的密封冷却支路III后分别与位于高炉炉顶的下阀箱和布料器相连。
8.根据权利要求7所述的高炉炉顶供气系统，其特征在于：所述加压冷却通路和氮气供气管上均设有切断阀VI；
所述二次均压通路III和密封冷却通路III上均设有用于控制气体输出的调节阀V、止回阀V和切断阀VII，设置在所述密封冷却通路III上的调节阀V和切断阀VII分别设置在两条所述密封冷却支路III上。
9.根据权利要求2-6任一项所述的高炉炉顶供气系统，其特征在于：所述换热器为两个并分别设置在所述加压机的前后两侧。
10.根据权利要求2-6任一项所述的高炉炉顶供气系统，其特征在于：所述煤气一次均压通路上设有切断阀VIII；所述煤气罐和氮气罐上设有安全阀。
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