CN110527760A - 高炉风机系统及高炉供风方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高炉风机系统及高炉供风方法，涉及冶金设备技术领域，该高炉风机系统包括两个以上的供风单元，每个供风单元能同时为一个高炉组供风，每个高炉组均包括两座以上的高炉，每个所述供风单元均包括两个以上的风机；每座高炉均连接有为其供风的送风主管道，每个风机分别与两个送风主管道相连通，每个风机同时为两个高炉供风；所述风机系统还包括有拨风装置，拨风装置包括多条拨风管道和多个拨风组件，每两座高炉的送风主管道之间分别通过拨风管道相连通，每条拨风管道上分别设置拨风组件，拨风组件控制其对应的拨风管道的连通和隔断。本发明提出一种高炉风机系统及高炉供风方法能够满足对高炉风机系统供风的调度灵活及安全可靠的要求。

Description

高炉风机系统及高炉供风方法

技术领域

本发明涉及冶金设备技术领域，特别涉及一种高炉风机系统及高炉供风方法。

背景技术

在冶金企业中，高炉风机是向炼铁厂高炉供应冶炼所需冷风气体的关键设备。高炉风机担负着向高炉送风的重要任务，如果风机能稳定可靠工作，满足高炉调节炉顶压力的需求，则高炉利用系数将会增加，高炉出铁量会相应增加；如果高炉风机由于电气、仪表或机械发生故障紧急停机，而此时正处在高炉出铁前，将会造成风口罐渣的严重事故，极端情况下还会造成高炉煤气倒流导致爆炸，严重威胁设备和人身安全，同时会给企业造成巨大经济损失。

由于风机设备存在的不确定因素，每年这样的事故总有发生，严重影响高炉的生产。因此，保证供风系统能稳定的向高炉供风是高炉正常、安全、稳定生产的前提。

目前，解决上述问题的主要方式是在高炉供风系统中安装拨风装置，当其中一台在线运行的风机出现故障无法供风时，将另一台或几台正常运行的风机的部分风量通过拨风设备送入故障风机对应高炉。但是，现有的拨风装置中阀门切换往往比较复杂，而各高炉运行参数又常常受到各风机运行参数影响，不利于生产运行与控制；另外，如果减少拨风装置中阀门的数量，又往往导致拨风装置的安全灵活性降低，无法保证对高炉供风的安全可靠。

鉴于此，本发明人根据多年从事本领域和相关领域的生产设计经验，经过反复试验设计出一种高炉风机系统及高炉供风方法，以期解决现有技术存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高炉风机系统及高炉供风方法，能够满足对高炉风机系统供风的调度灵活及安全可靠的要求。

为达到上述目的，本发明提出一种高炉风机系统，其中，每个供风单元能同时为一个高炉组供风，每个高炉组均包括两座以上的高炉，每个所述供风单元均包括两个以上的风机；每座所述高炉均连接有为其供风的送风主管道，每个所述风机分别与两个所述送风主管道相连通，每个所述风机同时为两个所述高炉供风；所述高炉风机系统还包括有拨风装置，所述拨风装置包括多条拨风管道和多个拨风组件，每两座所述高炉的所述送风主管道之间分别通过所述拨风管道相连通，每条所述拨风管道上分别设置所述拨风组件，所述拨风组件控制其对应的所述拨风管道的连通和隔断。

如上所述的高炉风机系统，其中，所述高炉风机系统还包括备用风机，所述备用风机分别与每个所述送风主管道相连通。

如上所述的高炉风机系统，其中，所述拨风组件包括串联连接的第一电动阀、气动阀和第二电动阀。

如上所述的高炉风机系统，其中，所述拨风装置还包括控制系统，每个所述拨风组件内的所述第一电动蝶阀、所述气动阀和所述第二电动蝶阀均与所述控制系统电连接。

如上所述的高炉风机系统，其中，所述拨风装置还包括多个压力检测器，每个所述送风主管道内均设置有一所述压力检测器，所述压力检测器与所述控制系统电连接。

如上所述的高炉风机系统，其中，每个所述风机均与所述控制系统电连接。

如上所述的高炉风机系统，其中，所述气动阀的启闭时间小于等于1秒。

如上所述的高炉风机系统，其中，所述第一电动阀的阀门开度和所述第二电动阀的阀门开度均能调节。

如上所述的高炉风机系统，其中，每条所述拨风管道上还设置有一套补偿器。

本发明还提出一种高炉供风方法，利用如上所述的高炉风机系统为两个以上的高炉组供风，其中，在任意一条所述送风主管道内的气压降低至预定值后，启动与该送风主管道相连的一条或多条所述拨风管道内的所述拨风组件，通过该拨风组件打开对应的所述拨风管道为该送风主管道供风。

与现有技术相比，本发明具有以下特点和优点：

本发明提出的高炉风机系统和供风方法，在每两座高炉之间分别设置有一个拨风组件，能够实现任意两座高炉之间的双向拨风，提高了高炉风机系统及其拨风装置拨风的灵活性，能够按照实际生产情况及时调整供风方式。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。

图1为本发明提出的高炉风机系统的结构示意图；

图2为本发明一实施例的结构示意图。

附图标记说明：

10、11、12、13、14、 高炉；

20、21、22、23、24 风机；

30、 拨风装置；

31、 拨风管道；

32、 拨风组件；

321、 第一电动阀；

322、 气动阀；

323、 第二电动阀；

40、 备用风机；

50、 送风主管道；

100、 高炉风机系统。

具体实施方式

结合附图和本发明具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本发明的细节。但是，在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。

如图1所示，本发明提出一种高炉风机系统100，高炉风机系统100包括两个以上的供风单元，每个供风单元同时为两座以上的高炉10供风，每个供风单元内设置有两个以上的风机(鼓风机)20，每座高炉10均连接有为其供风的送风主管道50，每个风机20分别与两个送风主管道50相连通，每个风机20同时为两个高炉10供风；高炉风机系统100还包括拨风装置30，拨风装置30具有多个拨风管道31和多个拨风组件32，每两座高炉10的送风主管道50之间分别通过一条拨风管道31相连通，每条拨风管道31上分别设置有用于控制该拨风管道31连通或隔断的拨风组件32。

本发明还提出一种高炉供风方法，利用高炉风机系统100为两个以上的高炉组供风，其中，在任意一条送风主管道50内的气压降低至预定值后，启动与该送风主管道50相连的一条或多条拨风管道31内的拨风组件32，通过该拨风组件32打开对应的拨风管道31为该送风主管道供风50。

在本发明中，每两座高炉10的送风主管道50之间分别通过拨风管道31互相连接，在某一座高炉10的风机(鼓风机组)发生故障时，该座高炉10可得到其余高炉中某个风机的拨风，可以有效防止高炉断风、灌渣、煤气倒流，最大程度地减少经济损失。并且由于每两座高炉10之间分别设置有一个拨风组件32，能够实现任意两座高炉10之间的双向拨风，提高了高炉风机系统100及其拨风装置30拨风的灵活性，能够按照实际生产情况及时调整供风方式。

本发明提出的高炉风机系统100和高炉供风方法能实现多座高炉10、多台风机20间的双向拨风，从而保证高炉风机系统100能稳定的向各座高炉10供风，以实现高炉正常、安全、稳定生产。

在本发明中，每个高炉组可以包括两个、三个或更多座高炉10，即每个供风单元能够同时为两个、三个或更多座高炉10供风，每个供风单元内的风机20的数量与该供风单元所对应的高炉10的数量相对应，可以实现每个风机能为所有高炉10供风即可。例如，每个供风单元如同时为两座高炉10供风，那么该供风单元包括有两个风机20，每个风机20分别与两座高炉10的送风主管道50相连通；或者每个供风单元同时为三座高炉10供风，该供风单元包括有三个风机20，每个风机20分别与三座高炉10的送风主管道50相连通；再或者每个供风单元同时为四座高炉10供风，该供风单元包括四个风机20，每个风机20分别与四座高炉10的送风主管道50相连通。在本发明一个可选的例子中，运行的两个风机20组成为一个供风单元并同时为两座高炉10供风，即将两个风机20、两座高炉10分为一组，各组按互通式连接，从而构成分组互通式配风系统。本发明提出的高炉风机系统100及其拨风装置30既能满足高炉配风系统设置简单的要求，同时又能满足调度灵活及供风安全可靠的要求。

在本发明一个可选的例子中，高炉风机系统100还包括备用风机40，每个送风主管道50均与备用风机40相连通。这样，备用风机40可以为每座高炉10单独供风，进一步保证高论风机组100的正常运转。

在本发明一个可选的例子中，拨风组件32包括串联连接的第一电动阀321、气动阀322和第二电动阀323。气动阀322能够快速启闭，以保证拨风组件32能够快速的控制拨风管道31的连通和隔断，进而及时地为需要的高炉10进行供风，保证各座高炉10的正常运行。

在本发明一个可选的例子中，拨风装置30还包括控制系统(图中未示出)，每个拨风组件32内的第一电动阀321、气动阀322和第二电动阀323均与控制系统电连接。这样，通过控制系统变可以远程控制第一电动阀321、气动阀322和第二电动阀323的启闭，提高工作效率，降低劳动强度。当然，第一电动阀321、气动阀322和第二电动阀323也可以保留手动启闭的功能，保证紧急情况下仍然可以通过手动进行操作。

在本发明一个可选的例子中，拨风装置30还包括多个压力检测器(图中未示出)，每个送风主管道50内均设置有压力检测器，压力检测器与控制系统电连接。压力检测器用于测量送风主管道50内的气压，并将测量得到的气压值以电信号的形式及时发送给控制系统，这样，当送风主管道50内的气压过低时，控制系统就可以及时启动预设好的拨风组件32为该气压过低的送风主管道50拨风，以保证其对应的高炉10能够获得足够的冷风，进而保证高炉的正常运行。

在本发明一个可选的例子中，每个风机20均与控制系统电连接。以便控制系统能够实时监测各风机20是否正常运转；备用风机40也与控制系统电连接。

在本发明一个可选的例子中，气动阀322为气动快开阀，气动阀322的启闭时间小于等于1秒，以便气动阀322能够快速控制拨风管道31的连通和隔断，保证高炉的正常供风。

在本发明一个可选的例子中，第一电动阀321的阀门开度和第二电动阀323的阀门开度均能调节。第一电动阀321和第二电动阀323均可以为电动蝶阀，第一电动阀321的阀门开度和第二电动阀323的阀门开度可以预先设定好，以保证气动阀322快速开启后，拨风组件32即可按预先设定的拨风量向对应送风主管道50内拨风。并且，由于气动阀322前后分别设置了第一电动阀321和第二电动阀322，使得拨风组件32既能实现双向拨风方式，也可实现单向拨风方式。

在本发明一个可选的例子中，每条拨风管道31上还设置有一套补偿器(图中未示出)。补偿器可以选择现有的弯管三通补偿器，作用是吸收管道热位移。

本发明提出的高炉风机系统100及其拨风装置30，其在每两座高炉10之间分别设置有一个拨风组件32，能够实现任意两座高炉10之间的双向拨风，在实际生产中，可以根据高炉、风机的不同工况及其他生产需要灵活地设置拨风的操作流程。现将结合附图2及实施例一、实施例二详细说明。

实施例一

在本实施例中，如图2所示，有四座高炉，设置五台风机供风，其中，风机21和风机22形成一个供风单元为高炉11和高炉12供风，即高炉11、高炉12、风机21、风机22为一组，组内风机与高炉采用互通式配风系统；风机23和风机24形成一个供风单元为高炉13和高炉14供风，即高炉13、高炉14、风机23、风机24为一组，组内风机与高炉采用互通式配风系统；备用风机40，可分别为四座高炉11、12、13、14单独送风。四座高炉11、12、13、14的四条送风主管道50分别通过六条拨风管道31两两相连(每两条送风主管道50之间连通有一条拨风管道31)，并在每条拨风管道31上设置一个拨风组件32，六个拨风组件32分别与控制系统(PLC控制系统)电连接。控制系统设置在风机站(鼓风机站)控制室内，根据每座高炉送风主管道内的压力值及对应风机故障信号，实现每两座高炉送风主管道间相互自动拨风，并设有手动操作功能。

在本实施例中，预先设定每座高炉送风主管道50只给另外三座高炉中的其中一座高炉拨风。具体拨风操作流程如下：

N座高炉送风主管道(N＝1，2，3，4)，当第N座高炉的送风主管道需要拨风时，优先选用其中一座高炉的送风主管道为其拨风。

优先顺序为第N-1；N-2；N-3座。

当N＝1时，优先的顺序为第4；3；2座，即当高炉11需要拨风时，优先选用的顺序为高炉14；高炉13；高炉12；

当N＝2时，优先的顺序为第1；4；3座，即当高炉12需要拨风时，优先选用的顺序为高炉11；高炉14；高炉13；

当N＝3时，优先的顺序为第2；1；4座，即当高炉13需要拨风时，优先选用的顺序为高炉12；高炉11；高炉14；

当N＝4时，优先的顺序为第3；2；1座，即当高炉14需要拨风时，优先选用的顺序为高炉13；高炉12；高炉11。

a.风机正常工况

在高炉11、12、13、14及风机21、22、23、24正常运行状态，各拨风组件32的各阀门状态如下：

第一电动阀321的开度和第二电动阀323的开度已经调到合适的位置，气动阀322关闭。

b.出现风机故障时的操作

如果某台风机出现重故障停机，或其中一条送风主管道50内的压力低于0.15MPa时，与根据上述操作流程预设的拨风组件32进行拨风，例如，当高炉11的送风主管道50内压力下降时，优先选用高炉14的送风主管道50为其拨风，那么连通在高炉11的送风主管道50和高炉14的送风主管道50之间的拨风管道31上的拨风组件32启动拨风，具体的，该拨风组件32的气动阀322开启，直到气动阀322开指示灯亮，气动阀322开到位。

此时，正常运行风机的风量即按第一电动阀321和第二电动阀323预先设定的开度向故障风机对应的高炉或压力低的送风主管道提供安全运行风量。

c.拨风系统的恢复操作

在备用风机40启动后，根据两条送风主管道50内压力值，关闭第一电动阀321、第二电动阀323，直到第一电动阀321、第二电动阀323关指示灯亮，第一电动阀321和第二电动阀323关到位。

气动阀322关闭，直到气动阀322关指示灯亮，气动阀322关到位。

当接到气动阀322关到位信号后，控制第一电动阀321、第二电动阀323自动开启，恢复到原始的开状态，同时第一电动阀321、第二电动阀323开指示灯亮。

至此，完成全部的拨风过程。

实施例二

在本实施例中，高炉11、12、13、14的容积均为2850m3，在正常工况条件下，每两座高炉送风主管50之间分别可通过拨风组件32实现互相拨风，完成拨风功能。每两座高炉之间拨风量范围为1500～2100m3/min，保证风压大于150kPa。

在本实施例中，如图2所示，有四座高炉，设置五台风机供风，其中，风机21和风机22形成一个供风单元为高炉11和高炉12供风，即高炉11、高炉12、风机21、风机22为一组，组内风机与高炉采用互通式配风系统；风机23和风机24形成一个供风单元为高炉13和高炉14供风，即高炉13、高炉14、风机23、风机24为一组，组内风机与高炉采用互通式配风系统；备用风机40，可为四座高炉11、12、13、14单独送风。四座高炉11、12、13、14的四条送风主管道50分别通过六条拨风管31两两相连(每两条送风主管道50之间连通有一条拨风管道31)，并在每条拨风管道31上设置一个拨风组件32，六个拨风组件32分别与控制系统(PLC控制系统)电连接。

在正常的四座高炉11、12、13、14同时生产的情况下，优先考虑的是高炉11和高炉12之间，高炉13和高炉14之间的互相拨风，即当高炉11对应的风机(鼓风机组)发生故障时，由高炉12为其拨风(即，当与高炉11相连的送风主管道50内压力降低时，由高炉12的送风主管道50为其拨风)，当高炉12对应的风机发生故障时，由高炉11为其拨风；当高炉13对应的风机发生故障时，由高炉14为其拨风，当高炉14对应的风机发生故障时，由高炉13为其拨风。

特殊工况条件下，譬如高炉11运行工况不稳定，不能为高炉12拨风时，可根据实际情况选择高炉13或高炉14为高炉12拨风。当然，还可以选择令高炉13和高炉14同时为高炉12拨风。

在控制上，拨风组件32既能自动控制即在相应的风机(鼓风机组)故障状态下自动打开，也能在手动状态下，有运行人员手动开关，实现相应的拨风功能。

由上述两个实施例可知，本发明提出的高炉风机系统100及其拨风装置30结构虽然简单，但可以实现灵活多样的拨风方式，以适应不同生产工况的要求；并且，在运行一段时间之后，还可以根据运行情况随时调整拨风方式，并且这种拨风方式的调整只需利用控制系统重新确定拨风流程即可，大大降低了由于拨风方式调整而增加的设备改造成本。

在本发明中，还可以通过对保证高炉不灌风口所需最低风量风压的系统计算，设计拨风组件32的结构形式和控制系统的控制功能及投入方式，既能保证事故对应的高炉不断风，也能保证被拨风的高炉不因减风过多而休风，从而实现拨风控制的准确性、稳定性。

针对上述各实施方式的详细解释，其目的仅在于对本发明进行解释，以便于能够更好地理解本发明，但是，这些描述不能以任何理由解释成是对本发明的限制，特别是，在不同的实施方式中描述的各个特征也可以相互任意组合，从而组成其他实施方式，除了有明确相反的描述，这些特征应被理解为能够应用于任何一个实施方式中，而并不仅局限于所描述的实施方式。

Claims (10)

1.一种高炉风机系统，其特征在于，所述高炉风机系统包括两个以上的供风单元，每个供风单元能同时为一个高炉组供风，每个高炉组均包括两座以上的高炉，每个所述供风单元均包括两个以上的风机；

每座所述高炉均连接有为其供风的送风主管道，每个所述风机分别与两个以上的所述送风主管道相连通，每个所述风机能同时为所述两座以上的高炉供风；

所述高炉风机系统还包括有拨风装置，所述拨风装置包括多条拨风管道和多个拨风组件，每两座所述高炉的所述送风主管道之间分别通过所述拨风管道相连通，每条所述拨风管道上分别设置所述拨风组件，所述拨风组件用于控制其对应的所述拨风管道的连通和隔断。

2.如权利要求1所述的高炉风机系统，其特征在于，所述高炉风机系统还包括备用风机，所述备用风机分别与每个所述送风主管道相连通。

3.如权利要求1所述的高炉风机系统，其特征在于，所述拨风组件包括串联连接的第一电动阀、气动阀和第二电动阀。

4.如权利要求3所述的高炉风机系统，其特征在于，所述拨风装置还包括控制系统，每个所述拨风组件内的所述第一电动蝶阀、所述气动阀和所述第二电动蝶阀均与所述控制系统电连接。

5.如权利要求4所述的高炉风机系统，其特征在于，所述拨风装置还包括多个压力检测器，每个所述送风主管道内均设置有一所述压力检测器，所述压力检测器与所述控制系统电连接。

6.如权利要求4所述的高炉风机系统，其特征在于，每个所述风机均与所述控制系统电连接。

7.如权利要求3所述的高炉风机系统，其特征在于，所述气动阀的启闭时间小于等于1秒。

8.如权利要求3所述的高炉风机系统，其特征在于，所述第一电动阀的阀门开度和所述第二电动阀的阀门开度均能调节。

9.如权利要求1所述的高炉风机系统，其特征在于，每条所述拨风管道上还设置有一套补偿器。

10.一种高炉供风方法，利用如权利要求1至9中任意一项所述的高炉风机系统为两个以上的高炉组供风，其特征在于，在任意一条所述送风主管道内的气压降低至预定值后，启动与该送风主管道相连的一条或多条所述拨风管道内的所述拨风组件，通过该拨风组件打开对应的所述拨风管道为该送风主管道供风。