CN106399610B - 一种煤气柜柜前煤气喷雾降温系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种煤气柜柜前煤气喷雾降温系统，属于煤气柜和管道工程技术领域，所述系统包括煤气柜、柜外煤气管道和煤气喷雾降温装置，煤气柜包括筒体和柜内煤气管道，煤气喷雾降温装置包括多组喷枪、PLC变频控制柜和柜内煤气温度计，柜内煤气温度计设置在煤气柜筒体下部且与PLC变频控制柜电连接，用于监测煤气柜柜内煤气温度并参与煤气喷雾降温装置的启停控制。本发明通过增加一个煤气柜柜内煤气温度的监测点，只有煤气柜柜内温度超过设定值时，煤气喷雾降温装置才会启动，这样，充分发挥了煤气柜潜在的混匀降温功能和散热能力，对钢铁企业节能降耗和延长煤气柜密封油使用寿命具有重要意义。

Description

一种煤气柜柜前煤气喷雾降温系统
技术领域
本发明属于煤气柜和管道工程技术领域，具体涉及一种应用于钢铁行业高炉煤气柜柜前高炉煤气喷雾降温系统。
背景技术
管道煤气喷雾降温系统一般主要由喷枪、温度计等检测控制仪表、集体泵站和独立的PLC变频控制柜以及各管路等组成，PLC根据来流煤气温度计的进口温度和出流煤气温度计出口温度的差值大小，确定喷枪的开启数量，然后根据煤气降温后的实际出口温度与设定目标温度的差异，变频器调整电机转速，调整水泵供水流量和对应的喷枪开启数量，对出口温度进行动态调整，使出口温度稳定在设定的目标值内，参见专利号CN201320681267.2《高炉煤气喷淋控制系统》。这种管道煤气喷雾降温系统在钢铁行业高炉煤气管道上已得到大量应用，一般煤气喷雾降温系统由设备厂家成套供货。
煤气柜是在钢铁、化工和城镇燃气等领域使用的一种大型现场设备，制作安装精度和焊接变形控制要求高，一般由专业的煤气柜建造单位承建。煤气柜的储存介质一般为常温常压的煤气，钢铁行业通常采用容积几万到数十万立方米的大型煤气柜储存净高炉煤气，为保持全厂的高炉煤气平衡，运行中的高炉煤气柜一般活塞是在煤气柜中部运行，当全厂高炉煤气有富余时，富余煤气进入煤气柜，当全厂高炉煤气不足时，煤气柜向外输出煤气，起到节能环保的作用，满足清洁生产的要求。在钢铁行业大力推广高炉煤气干法布袋除尘工艺的形势下，高炉区净高炉煤气出口温度稍高，且存在高炉区生产异常时较高温度的煤气进入与低压高炉煤气管网相连的高炉煤气柜的可能性，故不少钢铁企业在高炉煤气柜前采用了煤气喷雾降温系统，全厂高炉煤气富余时的热高炉煤气通过煤气喷雾降温系统处理合格后(一般55℃左右)才进入煤气柜，其控制原理同一般的管道煤气喷雾降温系统。
大型煤气柜薄板加劲的钢结构筒体和活塞是一个大散热体。以大型钢铁联合企业通常采用的30万m3圆筒形煤气柜为例，为保持全厂的高炉煤气平衡，运行中的高炉煤气柜一般活塞是在煤气柜中部运行。此时，煤气柜内本身散热性能良好的筒体表面面积达到约9000m2，散热性能一般的活塞外表面积约3300m2，还有散热性能较差的底板约3300m2。假设该煤气柜高炉煤气进出口管道直径为3m，按表面积折算，单是散热性能良好的煤气柜筒体表面积就相当于直径为3m的管道约1000m；由于只有来流煤气才有可能出现较高温度，故正常生产情况下煤气柜内约15万m3存量常温煤气对少量较高温度的来流煤气还有良好的混匀降温效果，可见，煤气柜柜体的散热能力确实不小。
现有技术存在显而易见的缺点，来流煤气虽然流量不大但一旦超过设定温度则喷雾降温系统启动，而喷雾降温系统的喷枪又是根据出口温度分组启动的，没有充分发挥煤气柜的混匀功能和散热能力，这样不仅造成水资源的浪费，水处理费用增加或电力损耗，喷雾降温系统启停频繁等等，还会引起煤气柜密封油添加剂随煤气冷凝水流失损耗快，煤气柜密封油变质加快等等。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种煤气柜柜前煤气喷雾降温系统，以解决前文所述的缺点。
为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：
本发明提供的一种煤气柜柜前煤气喷雾降温系统，包括煤气柜、柜外煤气管道和煤气喷雾降温装置，所述煤气柜包括有筒体和与柜外煤气管道连通的柜内煤气管道，所述煤气喷雾降温装置包括有安装在柜外煤气管道上的多组喷枪和与多组喷枪电连接的PLC变频控制柜，所述煤气喷雾降温装置还包括设置在煤气柜筒体下部的柜内煤气温度计，所述柜内煤气温度计与所述PLC变频控制柜电连接，用于监测煤气柜柜内煤气温度并参与煤气喷雾降温装置的启停控制。
进一步，所述PLC变频控制柜预设有一级设定值，用于与柜内煤气温度计监测的煤气柜柜内煤气温度对比来启停煤气喷雾降温装置。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果是：本发明充分发挥了煤气柜潜在的混匀降温和散热能力，对钢铁企业节能降耗和延长煤气柜密封油使用寿命具有重要意义。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：
图1为本发明煤气柜来流煤气喷雾降温系统示意图；
附图标记：1为煤气柜，2为柜外煤气管道，3为阀门，4为煤气喷雾降温装置；其中：件11为底板、件12为活塞支架、件13为活塞、件14为筒体、件15为顶盖、件16柜内煤气进出口管；件41为来流煤气温度计、件42为喷枪、件43为出流煤气温度计、件44为PLC变频控制柜、件45为柜内煤气温度计。
具体实施方式
以下将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。
如图1所示，煤气柜1主要由件11底板、件12活塞支架、件13活塞、件14筒体、件15顶盖和件16柜内煤气管道等组成；煤气喷雾降温装置主要由件41来流煤气温度计、件42喷枪、件43出流煤气温度计和件44PLC变频控制柜等组成；本发明系统主要由该煤气柜1、柜外煤气管道2和煤气喷雾降温装置4组成，柜外煤气管道2上设有阀门3，煤气柜1由筒体14、活塞12和底板11形成的空腔与柜外煤气管道2通过柜内煤气管道16连通，该柜内煤气管道16为煤气进出口管道，可为一进一出、一进多出或同进同出形式，该煤气喷雾降温装置4还包括设置在煤气柜1筒体14下部的柜内煤气温度计45，该柜内煤气温度计45与PLC变频控制柜44电连接，用于监测煤气柜1柜内煤气温度并参与煤气喷雾降温装置4的启停控制，同时，所述PLC变频控制柜44预设有一级设定值，用于与柜内煤气温度计45监测的煤气柜1柜内煤气温度对比来分别启停煤气喷雾降温装置4，所述一级设定值小于等于煤气柜柜内煤气温度允许的最大温度值。
本发明在现有高炉煤气喷雾降温系统的基础上，在高炉煤气柜柜前煤气喷雾降温系统内增加一个煤气柜柜内煤气温度计45的监测点，且在PLC变频控制柜44中设定柜内煤气温度计45的监测值超过设定值时，煤气喷雾降温装置4才会启动。具体来说，只有煤气柜1柜内煤气温度计45的监测值达到一级设定值时，煤气喷雾降温装置4才会启动；其监测值温度低压一级设定值时，煤气喷雾降温装置4将会自动停止；其喷枪组数的开闭为：当来流煤气温度超过来流煤气温度计41的设定值时，第一组喷枪42启动，然后根据检测到的出流煤气温度计43的出口煤气温度后，PLC变频控制柜44自动决定是否继续开启下一组喷枪；当检测到的出流煤气温度计43的出口煤气温度降低到其规定的设定值时，依次一组一组的停止喷枪42。
通过采用上述方案，本发明将柜内煤气温度计45纳入高炉煤气柜前管道喷雾降温系统并参与控制，有效的利用了煤气柜自身的降温效果，减少了喷水量并延长了煤气柜密封油使用寿命。同时还有效的发挥了煤气柜的混匀功能和散热效果，大幅降低喷雾降温系统启动频次，避免了该系统随煤气生产和消耗的不平衡频繁启动的问题，节约大量喷雾用水，减少进入煤气柜的水就意味着煤气柜的排水量大幅减小，煤气柜密封油添加剂随水流失损耗大幅降低，煤气柜密封油寿命有望达到湿法高炉煤气除尘情况下的寿命。以前述30万m3圆筒形高炉煤气柜为例，采用本发明，假设来流煤气计算最大流量40万m3/h，最高计算温度为200℃(高炉系统故障)，喷雾降温装置出口温度为55℃，经估算采用本发明后可节水约95％，估算约5万t/a，其密封油寿命延长约1年，折合节约密封油费用约10万元/年。
在另一实施例中，若在柜内煤气管道16不伸到煤气柜1筒体14中心的情况下，应合理布置柜内煤气温度计45在筒体14上的位置，以使其监测值温度能够代表柜内煤气温度。
在另一实施例中，本发明系统同样可用于另设有单独的煤气出口管道的煤气柜喷雾降温系统中。
在另一实施例中，本发明布置的柜内煤气温度计45监测点还可以控制多组喷枪42的组数，也可达到节约资源的目的；即该PLC变频控制柜44还预设有二级设定值，用于与柜内煤气温度计45监测的煤气柜1柜内煤气温度对比来开启全部喷枪42，该二级设定值高于一级设定值，且小于等于煤气柜柜内煤气温度允许的最大温度值。优选的，该柜内煤气温度计45的监测值在一级设定值与二级设定值之间呈上升状态时，可控制多组喷枪42的组数由顺着来流煤气方向依次一组一组的开启，若其呈下降状态时，可控制多组喷枪42的组数由逆着来流煤气方向依次一组一组的关闭。此外，所述一级设定值与二级设定值的设定数值可根据所述煤气柜1的容量和柜内煤气管道16(即煤气进出口管道)数量来确定。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (1)

1.一种煤气柜柜前煤气喷雾降温系统，包括煤气柜、柜外煤气管道和煤气喷雾降温装置，所述煤气柜包括有筒体和与柜外煤气管道连通的柜内煤气管道，所述煤气喷雾降温装置包括有安装在柜外煤气管道上的多组喷枪和与多组喷枪电连接的PLC变频控制柜，其特征在于：所述煤气喷雾降温装置还包括设置在煤气柜筒体下部的柜内煤气温度计，所述柜内煤气温度计与所述PLC变频控制柜电连接，用于监测煤气柜柜内煤气温度并参与煤气喷雾降温装置的启停控制；所述PLC变频控制柜预设有一级设定值，用于与柜内煤气温度计监测的煤气柜柜内煤气温度对比来启停煤气喷雾降温装置。
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