CN103789473A - 高炉停炉打水装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高炉停炉打水装置，包括具有枪头的枪体，枪体为四根，四根枪体呈中心对称水平均布间隔安装在炉壳壁上，枪体后端两侧分别连接着一根氮气喷射管，每根氮气喷射管与枪体之间均呈45度角连接，枪头前端封闭，枪头底面下沿其轴向设置有两排喷孔，相邻的两排喷孔错位布置，两排喷孔之间的夹角为90度，即每排喷孔中心线与铅垂线之间的夹角为45度。本发明打水装置能够既大地提高打水的雾化效果，稀释煤气中的H2，提高煤气降温效果，减少因产生的CO、H2和O2易发生炉顶着火和爆震现象；杜绝水容易在料面积聚，在崩料和塌料时，瞬时产生大量的蒸汽，在炉内发生蒸汽爆炸现象。
Description
技术领域
本发明涉及一种高炉炼铁空料线停炉技术，特别涉及一种高炉停炉打水装置。
背景技术
高炉在停炉降料线(空料线停炉)过程中，高炉停止加料，随着料面的下移，炉顶温度不断升高。为了保证煤气系统的安全和保护炉顶设备不受高温而损坏，根据停炉的安全要求和设备工艺要求，炉顶煤气温度必须控制到小于450℃，通常的做法是在停炉预休风时，在炉身上部圆周方向均布安装4支打水枪，喷水眼向上，水管长度按照该标高炉型尺寸确定，喷水眼离炉墙800-1000mm至中心外侧200mm，以防止水喷到炉墙上，喷水枪前端封堵，后端接到炉外水源，在水管上钻有夹角30°的3排￠3mm～￠5mm的喷水孔，排与排之间错位设置，以改善喷水均匀性，小孔外侧用8mm 钻头锪孔呈漏斗状，以改善喷水雾化效果。该方法降温原理是水向上以线状喷出形成水滴，在重力的作用下滴落，与上升的高温煤气流接触，蒸发变成蒸汽吸收煤气的热量，达到降低煤气温度的功能。该打水方法雾化效果差，耗水量大，水与煤气换热速率低，停炉时间长，水滴下落过程中容易形成没有蒸发完的水滴落到高温料面，形成水——煤气化学反应和水的裂解反应，产生的C0、H2 和O2易发生炉顶着火和爆震现象；水容易在料面积聚，在崩料和塌料时，瞬时产生大量的蒸汽，在炉内发生蒸汽爆炸现象；停炉后料面有凝结的渣铁壳；炉腰、炉腹高热负荷部位易残留厚重的渣皮，该方法工艺落后，环境污染严重，经济效益低，安全性差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高炉停炉打水装置，能够既大地提高打水的雾化效果，稀释煤气中的H2，提高煤气降温效果，减少因产生的C0、H2 和O2易发生炉顶着火和爆震现象；杜绝水容易在料面积聚，在崩料和塌料时，瞬时产生大量的蒸汽，在炉内发生蒸汽爆炸现象。
本发明的目的是这样实现的，一种高炉停炉打水装置，包括具有枪头的枪体，枪体为四根，四根枪体呈中心对称水平均布间隔安装在炉壳壁上，枪体后端两侧分别连接着一根氮气喷射管，每根氮气喷射管与枪体之间均呈45度角连接，枪头前端封闭，枪头底面下沿其轴向设置有两排喷孔，相邻的两排喷孔错位布置，两排喷孔之间的夹角为90度，即每排喷孔中心线与铅垂线之间的夹角为45度。
枪体长度为4m，所说的喷孔设置在枪体前端1100mm长的管壁上，枪体直径为32mm，喷孔直径为5mm，喷孔个数共计为42个。
炉顶打水工艺原理：因停炉打水作业需要进行频繁的水量调整操作，停炉过程中炉身属于危险区域，存在安全问题，打水设施应根据现场确定，设置在风口平台的安全区域集中控制，即制作高压储水装置将高压水引入，然后从高压储水装置引出4支支管，安装控制阀门装置及水量监控装置，连接到炉顶停炉打水枪。同时制作低压储氮装置将低压氮气引入，然后从低压储氮装置引出4支支管，安装控制阀门装置及氮气量监控装置。水氮8路四组分别两两连接到炉顶停炉打水枪。通过支管设置水氮量监控装置，对打水通氮系统工作状态进行监控，根据风量和炉顶温度参数显示，对打水通氮系统的水量和氮气量进行调整，将炉顶温度控制在350℃以下，满足炉顶设备的安全。
本发明使用时打水枪喷孔向下，用高压、高流速N2 引射的方法，即利用高流速气体周围形成的负压，将水从喷枪孔内引射喷出，由于气体喷出后压力降低，体积膨胀冲击水流，将水破碎成细小的水雾，向下散逸，与上升的煤气流逆向流动，进行热交换，提高了热交换速率和煤气降温的效果，由于水的雾化效果好，没有蒸发完的水雾随煤气流进入上升管排出炉外，不会有水聚集滴落或有水直接流到炉内料面，达到安全停炉的目的。
本发明的优点在于很好的改善了水的雾化效果和水雾喷射的均匀性，停炉过程炉顶煤气H2 含量低，煤气降温效果好，可适当提高停炉风量，缩短停炉时间，提高经济效益。喷出的水雾不直接接触高温料面炉衬，更不会在料面和炉缸周围的砖衬积聚，可保护炉缸高温碳砖不被水浸润而导致氧化侵蚀和裂纹，从而延长炉缸寿命。
打水装置的实际操作水量控制见下表：
由上表可以看出，此打水装置与计算结果基本吻合，随着料面的下降，料线的加深从安全考虑风量逐渐减少，随着顶温的上升，打水量加大控制炉顶温度，以达到安全停炉的目的。
实施后效果：
使用水表替代流量计：每个流量计为1.5万元，共计6万元，每个水表300元共计1200元，节约成本1.38万元。直接使用风口泵的高压水，节省了安装打水泵的资金，合计6万元。本发明使高炉的空料线停炉降料面的时间由14h缩短到8h以下，节约检修时至少6h。
本发明能够既大地提高打水的雾化效果，稀释煤气中的H2，提高煤气降温效果，减少因产生的C0、H2 和O2易发生炉顶着火和爆震现象；杜绝水容易在料面积聚，在崩料和塌料时，瞬时产生大量的蒸汽，在炉内发生蒸汽爆炸现象。
附图说明
下面将结合附图对本发明作进一步详细的描述。
图1为本发明的仰视结构示意图；
图2为本发明枪体的截面结构示意图。
具体实施方式
一种高炉停炉打水装置，如图1、图2所示，包括具有枪头1的枪体4，枪体4为四根，四根枪体4呈中心对称水平均布间隔安装在炉壳壁3上，枪体4后端两侧分别连接着一根氮气喷射管6，每根氮气喷射管6与枪体4之间均呈45度角连接，枪头1前端封闭，枪头1底面下沿其轴向设置有两排喷孔2，相邻的两排喷孔2错位布置，两排喷孔2之间的夹角为90度，如图2所示，即每排喷孔2中心线与铅垂线之间的夹角为45度。枪体4连接着高压水管、氮气喷射管6连接着高压氮气气源。
枪体4长度为4m，所说的喷孔2设置在枪体前端1100mm长的管壁上，枪体4直径为32mm，喷孔2直径为5mm，喷孔2个数共计为42个。
Claims (2)
1.一种高炉停炉打水装置，包括具有枪头的枪体，其特征是：枪体为四根，四根枪体呈中心对称水平均布间隔安装在炉壳壁上，枪体后端两侧分别连接着一根氮气喷射管，每根氮气喷射管与枪体之间均呈45度角连接，枪头前端封闭，枪头底面下沿其轴向设置有两排喷孔，相邻的两排喷孔错位布置，两排喷孔之间的夹角为90度，即每排喷孔中心线与铅垂线之间的夹角为45度。
2.根据权利要求1所述的高炉停炉打水装置，其特征是：枪体长度为4m，所说的喷孔设置在枪体前端1100mm长的管壁上，枪体直径为32mm，喷孔直径为5mm，喷孔个数共计为42个。
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