CN104988262B - 高炉均压系统及高炉炉顶装料方法 - Google Patents

高炉均压系统及高炉炉顶装料方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高炉均压系统,包括煤气增压均压系统,所述煤气增压系统包括煤气源,所述煤气源通过煤气主管道与主管道的一端连接,主管道的另一端与料罐连接;所述煤气主管道上设有煤气增压机,所述煤气增压机的两端分别设有进口阀和出口控制阀;在煤气增压机的出口管道上设置有逆止阀;所述煤气增压机分别与循环阀和压力控制启闭阀并联连接。本发明还提供一种高炉炉顶装料方法。采用该均压系统和装料方法后,氮气用量变少,节约了装料成本,防止高炉炉顶装料设备温度升高,降低炉顶装料设备的故障率并延长其寿命。

Description

高炉均压系统及高炉炉顶装料方法

技术领域

[0001] 本发明属于高炉炉顶装料领域,具体涉及一种高炉均压系统及高炉炉顶装料方 法。

背景技术

[0002] 高炉无钟炉顶由卢森堡PW公司发明于1970年并应用至今,是高炉炼铁技术发展的 一个最重要的里程碑。与被取代的钟式炉顶相比,该技术使高炉的主要技术经济指标有了 突破性的提升,设备的运行及检修费用大大降低。经多年的应用及完善,现在无钟炉顶设备 已臻于完善。但在实际使用过程中,一些无钟炉顶设备在生产时温度较高,易造成齿轮箱水 冷板结构损坏甚至失效、倾动轴轴瓦润滑脂流失,倾动轴磨损甚至胶合、炉顶料罐电子称失 准等。一直以来,业界将这些问题的原因归结于维护方面的不当,一般采取加大下阀箱的氮 气吹扫量来解决问题,该方式虽然也取得了一定的效果,但氮气耗量很高,成本高。

[0003] 以3200m3高炉为例,无钟炉顶维持生产主要有三个氮气用户,一个是齿轮箱充氮 (吹扫氮气)流量:300Nm3/h,用于齿轮箱内产生正压,阻止含尘高温的高炉炉顶煤气从间隙 进入齿轮箱。这个氮气用量较少,也不允许减量;第二个也是用量最大的一个,是下阀箱的 吹扫用氮,其作用是防止高炉炉顶的高温含尘煤气进入齿轮箱中心孔道。在实际生产中,该 处充氮流量一般调整到约2100Nm3/h,并且该流量调定后不变,即不随装料程的变化而改 变。一些厂矿为降低费用,简单的将下阀箱吹扫氮气流量调小,致使下阀箱设备及齿轮箱温 度升高,造成设备故障及损伤。第三个是料罐的二次均压。

[0004] 无二次均压工序的装料流程:

[0005] 下密阀及料流调节阀处于关闭状态,料罐内压力为零,均压阀关闭,二次均压阀关 闭,放散阀开启,上密封阀开启,上料闸开启;

[0006] 炉料经由上密封阀、上料闸后落入料罐;

[0007] 关闭上料闸,关闭上密封阀;关闭放散阀;

[0008] 开启均压阀向料罐内充压,罐内压力一般充至低于炉内压力0 · OlMPa时关闭均压 阀;

[0009] 开启下密阀,开启料流调节阀,料罐内炉料落入炉内;料空信号来,关闭料流调节 阀、关闭下密封阀;

[0010] 开启均压阀放散阀,料罐内压力降至〇,一个装料周期结束。

[0011] 增加二次均压后(参见图1),目前用于料罐二次均压的煤气为高炉炉顶煤气除尘 后的半净煤气,该煤气的压力一般低于高炉炉顶0 · 005〜0 · 015MPa,因此料罐内的压力不能 充到与炉内压力相等。由此而引起一个问题:在料罐开启下密封阀时,由于炉顶与料罐内压 差的存在,造成开阀需较大的开启力,有时甚至无法开启,并且在开启的瞬间,高炉炉顶煤 气由下高速冲入料罐内部,对下密封阀及密封造成很大冲击,这是下密封阀臂杆、密封圈、 连接球头等零部件损坏的主要原因。

[0012] 现有的解决办法是,在料罐的均压入口处并联一个氮气二次均压系统,这个系统 的压力高于高炉炉顶压力,在对料罐进行均压时,先开煤气均压阀,当料罐内煤气压力达到 一定数值时(〇.2MPa),关闭煤气均压阀,开启氮气二次均压系统,高压氮气进入料罐。将罐 内压力充至与炉顶压力相同后关闭氮气二次均压系统。

[0013] 因二次均压消耗的氮气量较少,所以该种工艺每年氮气消耗费用略大于无二次均 压工艺。

[0014] 采用二次均压工艺后,料罐在向高炉放料时高温煤气进入料罐,是造成齿轮箱及 下阀箱温度升高的真正原因。齿轮箱的中心通道的冷却板经常因高温而发生水管结垢堵塞 的现象。由于齿轮箱的特殊结构,使得现有的齿轮箱中心通道、旋转底盘、倾动转盘轴的冷 却只能设计成仅依靠水的高差而流动的系统,因而压力低、流速低,冷却能力非常有限。当 这些冷却板承受较高的温度时,就会在管内形成水垢直至堵塞。在料罐不向高炉内排料时, 从中心喉管的出料口到下密封阀直至料罐是一个盲端,气流几乎是静止的。高炉炉顶的温 度及热量仅靠热传导向上传递,因气体的导热率很低,传热过程很慢,在这个工序仅需在下 阀箱充入较少流量的氮气即可阻止高温煤气进入该空间,并将被加热的气体持续顶出该空 间。从而维持该空间的温度不致上升或较缓慢的上升。

[0015] 造成下阀箱及齿轮箱温度升高的真正原因如下:料罐上部封闭,料罐在向高炉放 料排空的过程中,在料罐内形成抵压,高炉炉内的高温煤气由中心喉管、下阀箱倒流进入料 罐,使齿轮箱及下密封阀被加热至较高温度。

[0016] 在料罐不向炉内排料时,下阀箱及中心喉管中的气体是相对静止的,炉内的热量 主要靠热传导进入这两个空间,因空气的导热系数较低,此时温升速度不是很高。现有的以 固定流量向下阀箱充入氮气的方法,一方面在料罐不向炉内排料时氮气被浪费掉,另一方 面在料罐向高炉排料时氮气流量有不足以完全补充炉料排出的空间,引起炉顶设备温度升 尚。

[0017]在料罐没有向高炉内排料时下阀箱无需充入很大流量的氮气,但是必须在料罐向 高炉内排料时向料罐或下阀箱中充入足够的氮气。所述氮气的流量要大于或等于单位时间 内排出的固体炉料的体积,使料罐内的压力始终保持等于或大于炉顶的压力,如此,高炉炉 顶的煤气就无从进入料罐。下面计算排料补充氮气的最低用量的理论计算。

[0018] 以3200m3高炉为例,每小时6.5批料,炉顶压力0.25MPa,以氮气价格0.25元/N m3, 年工作日为360天,每批装料时间:9.2min/批,焦炭及矿石放料时间约100秒,矿石每批: 90t,堆比重〜1.8t/m3,焦炭每批:20t,堆比重〜0.55t/m3。

[0019] 每批料矿石排出容积= 90/1.8 = 50m3

[0020] 放矿瞬时流量= 50/100*3600*2.5 = 4500Nm3/h

[0021] 每批料焦炭排出容积=20/0 · 55 = 36m3

[0022] 放焦炭瞬时流量=36/100*3600*2 · 5 = 3240Nm3/h

[0023] 齿轮箱氮气流量标准为200Nm3/h,实际约为300Nm3/h,下阀箱在不排料时氮气流量 约为150Nm3/h,排料时该流量计入补充氮气。

[0024] 一个装料周期平均需补充氮气流量(不含下阀箱通入的氮气流量)=(50+36) * 9 · 2*2 · 5+150* (1-9 · 2* (100+100) /3600) =2051Nm3/h

[0025] 以上的计算量未考虑炉料的孔隙率,推定炉料进入高炉时,吸附在炉料孔隙中的 气体随同炉料一起进入高炉。

[0026] 基于上述研究及计算的结论,最佳均压及炉顶设备充氮控制工艺如下:

[0027] 齿轮箱充氮(吹扫氮气)流量:300Nm3/h,用于齿轮箱内产生正压,阻止含尘高温的 高炉炉顶煤气从间隙进入齿轮箱。

[0028] 下阀箱长通氮气流量约为150Nm3/h,用于在下密封阀至中心喉管的出料口之间产 生小正压,阻止含尘高温的高炉炉顶煤气进入该空间,维持该空间的低温度。

[0029] 有二次均压的装料工艺:

[0030] 下密阀及料流调节阀处于关闭状态,料罐内压力为零,均压阀关闭,二次均压阀关 闭,放散阀开启。

[0031] 上密封阀开启,上料闸开启:

[0032] 炉料经由上密封阀、上料闸落入料罐;

[0033] 关闭上料闸,关闭上密封阀,关闭放散阀;

[0034] 开启均压阀向料罐内充压,罐内压力充至0.2MPa时关闭均压阀,开启二次均压阀 至料罐内压力与炉内压力相同;

[0035] 关闭二次均压阀。

[0036] 改进工序:开启下密阀,开启料流调节阀,开启二次均压阀并控制氮气流量(当放 料为矿石时,氮气流量为4500Nm3/h;当放料为焦炭时,氮气流量为3240Nm3/h);料罐内的炉 料落入炉内;料空信号来,关闭二次均压阀、关闭料流调节阀、关闭下密封阀;开启均压阀放 散阀,料罐内压力降至0;—个装料周期结束。

[0037] 以上的氮气补充量仅是基本值,具体值因物料的性质、高炉顶压、料流大小的控制 的不同而有所差异。应用时以理论值为基数进行流量的调整,如果流量小于安全值,下阀箱 的温度上升较快,此时适当增加补充氮气的流量;实际上少量的高温高炉煤气进入料罐不 足以使设备温升较高,因此补充氮气流量可以在上述的基本值上下调一定的数值,目的是 降低一部分氮气消耗费用。实践证明,在放矿石时,将补充氮气流量下调为3500Nm3/h,下阀 箱温度不会超过60°

[0038] 与现有的控制工艺相比较,改进的放料补充氮气控制工艺在料罐不放料时仅向下 阀箱充入少量的起顶出作用的氮气,在放料时才补充一个适当的量。减少了不放料时无作 用的充氮量,而且有效的控制了装料系统的温升。

[0039] 以上的二次均压及放料补充工艺所使用的都是氮气,氮气的成本较高,并且进入 高炉煤气后,会降低高炉煤气的浓度。表1为上面三种装料氮气均压及补充控制工艺的经济 性比较。因布料齿轮箱吹扫用氮在所有工艺中不参与控制,因此表1中未计入该氮气耗量。

Figure CN104988262BD00061

[0041] 上表中,炉顶压力0.25MPa,以氮气价格0.25元/N m3计。由该表可见,“放料时补充 大流量氮气、不放料时小流量的工艺”中心喉管温度低,是效果最好的。但每座高炉每年443 万元的氮气消耗费用对于企业来说是一笔不小的负担。

[0042] 为降低氮气消耗费用或解决氮气供应不足的矛盾,一些企业以活塞式煤气压缩机 将净煤气压缩供应高炉炉顶,取代氮气。该种工艺是:将高炉净煤气经活塞式煤气压缩机压 缩成高压后供应炉顶,用于均压及设备吹扫。这种工艺具有介质消耗费用低的优点。但存在 以下缺点:需建立煤压站,基建投资较大;由于均压系统是间歇用户,造成压缩机启停频繁; 压缩后的煤气压力较高,存在较大的安全风险;需较复杂的脱水、冷却系统等等;需增加较 多运行及维护定员。成本高。这些缺点限制了该种工艺的应用。

[0043] 因此,我们迫切需要一种新的均压系统,使该系统既减少氮气用量、降低成本,又 能使高炉炉顶装料设备温度不致升高,降低炉顶装料设备的故障率并延长其寿命。

发明内容

[0044] 本发明的目的在于提供一种高炉均压系统及高炉炉顶装料方法,采用该均压系统 和方法后,将煤气压力加压以取代大部分氮气,节约了装料成本,确保了高炉炉顶装料设备 温度不致升高,降低炉顶装料设备的故障率。

[0045] 本发明使用加压高炉煤气用于进行装料的均压及放料的补充气,其作用是取代价 格较高的氮气,减少氮气用量,保护布料齿轮箱、下密封阀等重要设备不受高温侵害。

[0046] 本发明是这样实现的:

[0047] —种高炉均压系统,包括煤气增压均压系统,所述煤气增压均压系统包括煤气源, 所述煤气源通过煤气主管道与主管道的一端连接,主管道的另一端与料罐连接;

[0048] 所述煤气主管道上设有煤气增压机,所述煤气增压机的两端分别设有进口阀和出 口控制阀;在煤气增压机的出口管道上设置有逆止阀(当煤气倒流时自动关闭管道),其方 向是进入料罐方向开启,气体从料罐出来回流时逆止阀关闭;

[0049] 所述煤气增压机分别与循环阀和压力控制启闭阀并联连接,所述压力控制启闭阀 的原理与顺序阀相同,设定压力控制启闭阀的开启压力,当压力控制启闭阀入口压力高于 设定值时,阀门开启,反之关闭,压力控制启闭阀逆向永远关闭。压力控制启闭阀的入口与 煤气增压机的出口相连接,压力控制启闭阀的出口与煤气增压机的入口相连接。

[0050] 更进一步的方案是:所述高炉均压系统还包括与煤气增压均压系统并联连接的传 统均压系统,所述传统均压系统包括并联连接的煤气均压系统和氮气二次均压系统;

[0051] 所述煤气均压系统包括与煤气源连接的均压管道,所述均压管道上设有煤气均压 阀,且所述均压管道与主管道相连。

[0052] 与煤气增压机并联有压力控制启闭阀,当增压机出口压力超标时,该阀门在压力 作用下开启,部分或全部出口煤气由该阀回流至入口,确保煤气增压机出口的压力不会超 过限定值。

[0053] 本发明中,传统的煤气均压系统(均压管道、煤气均压阀等)、氮气二次均压系统 (氮气源、氮气均压阀等)保留作为备用。这两个均压系统与煤气增压机及两个控制阀(进口 阀和出口控制阀)构成的增压均压系统并联。当煤气增压机发生故障,影响生产时,关闭进 口阀和出口控制阀,启用与增压均压系统并联的传统均压系统(氮气二次均压系统等),保 证生产的顺利进行。

[0054] 更进一步的方案是:在进口阀的进口端设置有用于检测煤气温度、压力、流量的第 一检测系统;在出口控制阀的出口端设有用于检测煤气温度、压力、流量的第二检测系统。

[0055] 更进一步的方案是:所述煤气增压机的进口管道上设有水分分离器,使煤气在进 入该系统之前进行水气分离,保证进入到该系统的煤气的水分含量达到系统要求。

[0056] 更进一步的方案是:所述煤气源为半净高炉煤气或从高炉干法除尘系统出口引来 的净煤气;所述煤气增压机为罗茨煤气增压机、离心风机、轴流风机或混流式增压机。

[0057] 更进一步的方案是:所述主管道上设有用于检测煤气倒流的流向检测系统,当流 向检测系统检测到有煤气倒流时关闭出口控制阀;当检测到煤气增压机出口压力高于设定 值时,停止煤气增压机,并关闭出口控制阀。

[0058] 更进一步的方案是:在煤气增压机入口之前的管道上设置有冷却器(可采用风冷 或水冷)。

[0059] 本发明还提供一种采用上述高炉均压系统进行高炉炉顶装料的方法,包括如下步 骤:

[0060] 步骤一、使煤气均压阀、氮气均压阀、出口控制阀、下密封阀、压力控制启闭阀和料 流调节阀处于关闭状态,均压放散阀、进口阀、循环阀处于开启状态,料罐内压力为零,煤气 增压机处于低转速;

[0061] 步骤二、开启上密封阀,炉料经由上密封阀,落入料罐;

[0062] 步骤三、关闭上密封阀和均压放散阀1;

[0063] 步骤四、开启煤气均压阀向料罐内充压,料罐内压力充至接近煤气气源压力时关 闭煤气均压阀;或

[0064] 关闭循环阀、开启出口控制阀向料罐内充压,提高煤气增压机转速,料罐内压力充 至与高炉炉内压力相同或相近时关闭出口控制阀阀门,降低煤气增压机转速,开启循环阀;

[0065] 步骤五、开启下密封阀、料流调节阀,关闭循环阀,开启出口控制阀,提高煤气增压 机转速,料罐内的炉料落入高炉炉顶内;当检测到料罐无炉料时,关闭出口控制阀、降低煤 气增压机转速,开启循环阀;

[0066] 步骤六、关闭料流调节阀和下密封阀;开启均压放散阀,料罐内压力降至零,完成 一个装料周期。

[0067] 本发明中,煤气增压机的增压能力为高于生产中均压煤气与高炉炉顶的压差,实 际生产中这个压差为3〜IOKPa,就是0.0 IOMPa,考虑到极端情况、充压速度,煤气增压机应 该有较大的富余量,当料罐向高炉放料时,开启出口控制阀,煤气源的压力被加压至高于炉 顶压力,进入料罐,补充排出的原料形成的低压。排料完毕,关闭煤气增压机出口控制阀,降 低煤气增压机转速,开启循环阀。

[0068] 本发明的有益效果在于:1)氮气消耗量小、费用低,耗电费低,远低于用氮气做介 质的费用。2)介质无浪费。充入料罐的煤气直接进入高炉炉顶被回收利用。3)加压设备简 单,易于维护。与高压活塞式煤气压缩机相比,罗茨煤气增压机占地面积小,结构简单、维护 方便甚至可以免维护的设备,可以做到无人值守,几乎不增加操作人员;压力、流量等各项 参数与系统完全匹配,不需调控可直接串接于系统,过滤、脱水及冷却系统非常简单,这一 点活塞式煤气压缩机无法做到,其脱水、冷却系统较为复杂和难于维护。活塞式煤气压缩机 还需要较大的储气罐以维持系统压力的稳定,并且其压力和流量与均压系统不匹配,需要 较复杂的调控系统,安全风险较大。4)可提高均压速度。5)可降低下密封阀开启时因料罐低 压而对下密封阀的臂杆、阀盖连接头及密封圈造成的损伤。6)可有效防止布料齿轮箱、下阀 箱温度升高,降低这些设备的故障率并延长其寿命。

附图说明

[0069] 图1为具有传统均压系统的高炉炉顶装料设备的结构示意图;图中:右罐下密封阀 开启,高炉炉顶煤气逆料流进入料罐。

[0070] 图2为带本发明高炉均压系统的高炉炉顶装料设备的结构示意图。

[0071] 图中:1、均压放散阀,2、主管道,3、氮气均压阀(二次均压阀),4、煤气均压阀,5、出 口控制阀,6、逆止阀,7、煤气增压机,8、煤气主管道,9、进口阀,10、均压管道,12、料罐,14、 中心喉管,15、布料齿轮箱,17、料流调节阀,18、下密封阀,19、下阀箱,20、上密封阀,21、高 炉炉顶,23、压力控制启闭阀,24、循环阀。

具体实施方式

[0072] 下面结合附图对本发明做进一步的说明。

[0073] 本实施例以并罐式无钟炉顶为例,所述并罐式无钟炉顶包括料罐12、中心喉管14、 布料齿轮箱15、料流调节阀17、下密封阀18、下阀箱19、上密封阀20。

[0074] 本高炉均压系统由煤气增压均压系统、原氮气二次均压系统和原煤气均压系统并 联组成。

[0075] —种高炉均压系统,包括主管道2、氮气源和煤气源,所述氮气源通过氮气均压阀3 与主管道2的一端连接,主管道2的另一端与料罐12连接;

[0076] 所述煤气源通过均压管道10与主管道2连接,所述均压管道10上设有煤气均压阀 4;

[0077] 所述煤气源通过煤气主管道8与主管道2连接,所述煤气主管道8上设有煤气增压 机7,所述煤气增压机7的两端分别设有进口阀9和出口控制阀5,在煤气增压机7和进口阀9 之间设置有冷却器(用于降低进入煤气增压机的煤气的温度);在煤气增压机7的出口管道 上设置有逆止阀6 (当煤气倒流时自动关闭管道),其方向是进入料罐12方向开启,气体从料 罐12出来回流时逆止阀6关闭;

[0078] 所述煤气增压机7分别与循环阀24和压力控制启闭阀23并联连接;压力控制启闭 阀23的入口与煤气增压机7的出口相连接,压力控制启闭阀23的出口与煤气增压机7的入口 相连接;

[0079] 所述主管道2上还设有均压放散阀1。

[0080] 所述压力控制启闭阀23的性能是:在煤气增压机7出口的压力大于该阀调定的压 力时,该阀门在压力作用下开启,部分或全部出口煤气由该阀回流至煤气增压机7入口,避 免出口超压,同时该阀不允许煤气逆向流动。如果需较长时间回流时,为减少发热,可开启 循环阀24。所述煤气增压机7的电机为调速电机,用于在各工序环节调节增压机的流量。

[0081] 本实施例中,传统的煤气均压系统(均压管道、煤气均压阀等)、氮气二次均压系统 (氮气均压阀等)保留作为备用。这两个均压系统与煤气增压机及两个控制阀(进口阀9和出 口控制阀5)构成的煤气增压均压系统并联。当煤气增压机发生故障,影响生产时,关闭进口 阀9和出口控制阀5,启用与煤气增压均压系统并联的传统均压系统(氮气二次均压系统 等),保证生产的顺利进行。

[0082] 本实施例中,为了准确掌握和控制煤气流量、压力和温度,可以在进口阀9的进口 端设置用于检测煤气温度、压力、流量的第一检测系统;在出口控制阀5的出口端设置用于 检测煤气温度、压力、流量的第二检测系统。为了保证进入到高炉均压系统的煤气的水分含 量达到系统要求,可以在煤气源的出口与煤气增压机进口之间的管道上设水分分离器,煤 气在进入该系统之前进行水气分离。

[0083] 本实施例中,为了达到节能减排,所述煤气源采用半净高炉煤气或从高炉干法除 尘系统出口引来的净煤气。所述主管道上设有用于检测煤气倒流的流向检测系统,当流向 检测系统检测到有煤气倒流时关闭出口控制阀;所述煤气增压机的出口处设有泄压装置, 该泄压装置的出口与煤气源的出口相连通;当检测到煤气增压机出口压力高于设定值时, 停止煤气增压机,并关闭出口控制阀。

[0084] 本发明能防止高炉炉顶装料设备温度升高,降低炉顶装料设备的故障率并延长其 寿命。

[0085] 本发明还提供一种高炉炉顶装料方法,包括如下步骤:

[0086] 步骤一、使煤气均压阀4、氮气均压阀3、出口控制阀5、下密封阀18、压力控制启闭 阀23,和料流调节阀17处于关闭状态,均压放散阀1、进口阀9、循环阀24处于开启状态,料罐 内压力为零,煤气增压机7处于低转速;

[0087] 步骤二、开启上密封阀20,炉料经由上密封阀20,落入料罐12;

[0088] 步骤三、关闭上密封阀20和均压放散阀1;

[0089] 步骤四、开启煤气均压阀4向料罐12内充压,料罐12内压力充至接近煤气气源压力 时关闭煤气均压阀4;或

[0090] 关闭循环阀24、开启出口控制阀5向料罐12内充压,提高煤气增压机7转速,料罐12 内压力充至与高炉炉内压力相同或相近时关闭出口控制阀5阀门,降低煤气增压机7转速, 开启循环阀24;

[0091] 步骤五、开启下密封阀18、料流调节阀17,关闭循环阀24,开启出口控制阀5,提高 煤气增压机7转速,料罐12内的炉料落入高炉炉顶21内;当检测到料罐12无炉料时,关闭出 口控制阀5、降低煤气增压机7转速,开启循环阀24;

[0092] 步骤六、关闭料流调节阀17和下密封阀18;开启均压放散阀1,料罐12内压力降至 零,完成一个装料周期。

[0093] 重复上述步骤,继续装料。

[0094] 本发明中,步骤一中的煤气增压机7的低转速为150-600rpm;步骤四中,提高煤气 增压机7转速至900-1200rpm,降低煤气增压机7转速至150-600rpm;步骤五中,提高煤气增 压机7转速至900-1200rpm,降低煤气增压机7转速至150-600rpm。

[0095] 料罐均压时,先开启与增压均压系统并联的煤气均压阀,料罐内压力充至一定值 时,关闭煤气均压阀,开启煤气增压机出口控制阀,煤气源的压力被加压至高于炉顶压力, 进入料罐,当料罐内的压力与炉顶压力相同时,关闭煤气增压机出口控制阀,开启循环阀, 同时降低煤气增压机的转速;

[0096] 或

[0097] 料罐均压时,先开启与增压均压系统并联的煤气均压阀,料罐内压力充至一定值 时,关闭煤气均压阀,当料罐需要向炉内放料时,提前开启煤气增压机出口控制阀,煤气源 的压力被煤气增压机加压至高于炉顶压力,进入料罐;放料时,料罐内的炉料流出,高压煤 气进入料罐补充空间,放料结束时,关闭煤气增压机出口控制阀,开启循环阀,同时降低煤 气增压机的转速。

[0098] 在高炉生产中,煤气增压机连续运转,在不同的工序环节根据需要调至不同的转 速。

[0099] 当料罐向高炉放料时,开启煤气增压机出口控制阀,煤气源的压力被加压至高于 炉顶压力,进入料罐,补充排出的原料形成的低压。排料完毕,关闭煤气增压机出口控制阀, 同时降低煤气增压机的转速。

[0100] 以典型的增压系统为例,增压机压力为〇.〇18MPa,流量为4500m3/h,电机功率为 37Kw;每小时6.5批料,二次均压时间长度按20s计,电价按0.5元/kW · h;年耗电费=6.5* ((100+20)/3600+(100+20)/3600) *24*360*0.5*37 = 69264元^7万元;该系统的消耗仅有 煤气增压机的电费及维护费。由此可见,其费用消耗远远小于现有的氮气系统。

[0101] 本发明不仅适用于并罐式PW型无钟炉顶,也适用于串罐式无钟炉顶及其它类型的 无钟炉顶。

Claims (4)

1. 一种高炉均压系统,其特征在于:所述的高炉均压系统有两个,分别位于料罐的顶部 两侧;每个高炉均压系统包括煤气增压均压系统,所述煤气增压系统包括煤气源,所述煤气 源为半净高炉煤气或从高炉干法除尘系统出口引来的净煤气;所述煤气源通过煤气主管道 与主管道的一端连接,主管道的另一端与料罐连接; 所述煤气主管道上设有煤气增压机,所述煤气增压机的两端分别设有进口阀和出口控 制阀,在进口阀的进口端设置有用于检测煤气温度、压力、流量的第一检测系统,在出口控 制阀的出口端设有用于检测煤气温度、压力、流量的第二检测系统;在煤气增压机出口的管 道上设置有逆止阀,煤气增压机的进口管道上设有水分分离器;所述煤气增压机为罗茨煤 气增压机、离心风机、轴流风机或混流式增压机; 所述煤气增压机分别与循环阀和压力控制启闭阀并联连接,压力控制启闭阀的入口与 煤气增压机的出口相连接,压力控制启闭阀的出口与煤气增压机的入口相连接; 所述高炉均压系统还包括与煤气增压均压系统并联连接的传统均压系统,所述传统均 压系统包括并联连接的煤气均压系统和氮气二次均压系统; 所述煤气均压系统包括与煤气源连接的均压管道,所述均压管道上设有煤气均压阀, 且所述均压管道与主管道相连。
2. 如权利要求1所述的高炉均压系统,其特征在于:所述主管道上设有用于检测煤气倒 流的流向检测系统,当流向检测系统检测到有煤气倒流时关闭出口控制阀。
3. 如权利要求1所述的高炉均压系统,其特征在于:在煤气增压机的入口前的管道上设 置有冷却器。
4. 一种采用上述权利要求1-3中任一所述的高炉均压系统进行高炉炉顶装料的方法, 其特征在于包括如下步骤: 步骤一、使煤气均压阀、氮气均压阀、出口控制阀、下密封阀、压力控制启闭阀和料流调 节阀处于关闭状态,均压放散阀、进口阀、循环阀处于开启状态,料罐内压力为零,煤气增压 机处于低转速; 步骤二、开启上密封阀,炉料经由上密封阀,落入料罐; 步骤三、关闭上密封阀和均压放散阀(1); 步骤四、开启煤气均压阀向料罐内充压,料罐内压力充至接近煤气气源压力时关闭煤 气均压阀;或 关闭循环阀、开启出口控制阀向料罐内充压,提高煤气增压机转速,料罐内压力充至与 高炉炉内压力相同或相近时关闭出口控制阀阀门,降低煤气增压机转速,开启循环阀; 步骤五、开启下密封阀、料流调节阀,关闭循环阀,开启出口控制阀,提高煤气增压机转 速,料罐内的炉料落入高炉炉顶内;当检测到料罐无炉料时,关闭出口控制阀、降低煤气增 压机转速,开启循环阀; 步骤六、关闭料流调节阀和下密封阀;开启均压放散阀,料罐内压力降至零,完成一个 装料周期。
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