CN111020092A - 一种高炉热风炉用均压能源回收系统及其使用方法 - Google Patents

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CN111020092A CN201911238782.1A CN201911238782A CN111020092A CN 111020092 A CN111020092 A CN 111020092A CN 201911238782 A CN201911238782 A CN 201911238782A CN 111020092 A CN111020092 A CN 111020092A
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黄东升
陈冬
文冰洁
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Huatian Engineering and Technology Corp MCC
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
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    • Y02P10/20—Recycling

Abstract

本发明公开了一种高炉热风炉用均压能源回收系统，包括若干热风炉、余压回收罐、冷风管道、烟气管道、排压管和烟囱；若干所述热风炉进口与冷风管道之间均并联设置有冷风切断阀和冷风均压阀，其出口与烟气管道之间均设置有烟气切断阀，其出口与排压管之间均设置有冷风排压阀；所述余压回收罐进口与冷风管道之间设置有充压调节阀和充压阀，其出口与排压管之间设置有预均压阀；所述烟气管道和排压管出口端均与烟囱相连通，该排压管出口端还设置有总排压阀。本发明还公开了该回收系统的使用方法。本发明应用时，即可以回收热风炉排压时的余压，也可以减少热风炉充压时冷风压力的波动，日常维护没有任何动力消耗，且余压回收罐容积越大，效果越明显。

Description

一种高炉热风炉用均压能源回收系统及其使用方法
技术领域
本发明钢铁冶金及节能环保技术领域，更具体地说，涉及炼铁高炉热风炉系统，尤其涉及一种高炉热风炉用均压能源回收系统及其使用方法。
背景技术
当前，高炉一般配置有三座热风炉，一般采用两烧一送的工作制度，即两座热风炉处于烧炉状态，一座热风炉处于送风状态，但送风的热风炉送风结束后，需要把烧炉结束的热风炉转入送风状态，再把送风结束的热风炉转入烧炉状态，热风炉一直处于这种周期性的轮流转换状态中。当热风炉送风时，热风炉处于高压状态，当热风炉烧炉时，热风炉处于低压状态。如果高压送风状态的热风炉转入送风状态，需要把热风炉内的高压气体卸载掉，一般通过烟囱直接排空，造成能源的浪费。如果把烧炉状态的热风炉转入送风状态，需要先把热风炉内的压力升上来，通常采用冷风向热风炉内充压，造成冷风压力波动很大，影响高炉生产。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷与不足，本发明提供了一种高炉热风炉用均压能源回收系统及其使用方法，当热风炉排压时，把排出来的高压气体收集起来，减少能源浪费。当热风炉需要充压时，把收集起来的高压气体进行一次充压，再用冷风进行二次补压，可大幅减少充压冷风的用量，减少冷风的压力波动。
本发明解决技术问题的技术方案如下：
本发明它包括若干热风炉、余压回收罐、冷风管道、烟气管道、排压管和烟囱；若干所述热风炉的进口与冷风管道之间均通过管道并联设置有冷风切断阀和冷风均压阀，其出口与烟气管道之间均通过管道设置有烟气切断阀，其出口与排压管之间均通过管道设置有冷风排压阀；所述余压回收罐的进口与冷风管道之间通过管道设置有充压调节阀和充压阀，其出口与排压管之间通过管道设置有预均压阀；所述烟气管道和排压管的出口端均与烟囱相连通，该排压管的出口端还设置有总排压阀。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述余压回收罐的容积根据高炉系统热风炉的风压要求而定，一般为50m3～1000m3。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述的余压回收罐的罐体形状为圆柱体、椭圆柱体或球体。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述一号热风炉、二号热风炉和三号热风炉为顶燃热风炉、外燃热风炉、内燃热风炉、格子砖热风炉或球式热风炉。
本发明解决技术问题的另一技术方案如下：
上述技术方案所述一种高炉热风炉用均压能源回收系统的使用方法，若干所述热风炉中的一座处于送风状态，其它热风炉处于烧炉状态；所述送风状态的热风炉处于高压状态，其进口处的冷风切断阀和冷风均压阀分别处于打开和关闭状态，其出口处的烟气切断阀和冷风排压阀均处于关闭状态，高压冷风经过冷风管道和冷风切断阀进入该热风炉加热后送入高炉利用；其它所述烧炉状态的热风炉处于低压状态，其进口处的冷风切断阀和冷风均压阀均处于关闭状态，其出口处冷风排压阀和烟气切断阀均分别处于关闭和打开状态，这些热风炉燃烧产生的烟气通过烟气管道向烟囱进行排放；与此同时，余压回收罐进口的充压阀处于打开状态，出口的预均压阀处于关闭状态，通过充压调节阀缓慢的把冷风管道内的高压冷风充入余压回收罐备用；特征是，现假设余压回收罐已完成充压，充压阀处于关闭状态，操作要求先把处于烧炉后期的热风炉由烧炉状态变为送风状态，即有低压状态变为高压状态，在该热风炉完成改变后，再把处于送风状态的热风炉由送风状态变为烧炉状态，即有高压状态变为低压状态，具体操作如下：
第一步，将处于烧炉后期的热风炉停止烧炉，关闭其出口处的烟气切断阀，关闭总排压阀，打开预均压阀和该热风炉出口处的冷风排压阀，余压回收罐内高压冷风通过预均压阀、排压管和该热风炉出口处的冷风排压阀进入该热风炉内，当该热风炉和余压回收罐的压差小于设定数值时，关闭该热风炉出口处的冷风排压阀以及预均压阀，打开该热风炉进口处的冷风均压阀继续向该热风炉内补压，当该热风炉和冷风管道内压差小于设定数值时，关闭该热风炉进口处的冷风均压阀，打开该热风炉进口处的冷风切断阀向该热风炉送入冷风，该热风炉完成由烧炉状态向送风状态转变；
第二步，关闭处于送风状态的热风炉进口处的冷风切断阀，关闭总排压阀，打开该热风炉出口处的冷风排压阀，打开预均压阀，该热风炉内残余高压冷风通过该热风炉出口处的冷风排压阀、预均压阀和排压管向余压回收罐充压，当该热风炉和余压回收罐内压差小于设定数值时，关闭预均压阀完成该热风炉余压回收，打开总排压阀，该热风炉通过排压管和烟囱继续泄压，当大气和该热风炉炉内压差小于设定数值时，打开该热风炉出口处的烟气切断阀，关闭该热风炉出口处的冷风排压阀，打开该热风炉燃烧系统，该热风炉完成由送风状态向烧炉状态转变；
第三步，打开充压阀，通过调节充压调节阀缓慢向余压回收罐内充压到设定值，关闭充压阀；
第四步，其它热风炉重复完成上述循环。
作为本发明技术方案的进一步改进，各步骤中所述的压差设定数值为15～50千帕
本发明所述一种高炉热风炉用均压能源回收系统及工艺，其主要特点是为整个热风炉系统设置了单独的余压回收罐，首先，当热风炉排压时，让余压回收罐和排压的热风炉联通，让热风炉和余压回收罐压力达到设定的平衡状态，回收部分排压的热风炉气体压力，压力回收完毕后，热风炉内的余压再排空，减少排空的气体量；其次，在热风炉的非换炉时间，利用冷风向余压回收罐内缓慢充压，使余压回收罐内压力和冷风压力设定的平衡状态，这个过程由于时间较长，对冷风压力影响不大；再次，当热风炉需要充压时，先利用余压回收罐向热风炉内部一次充压，再用冷风进行二次补压，可大幅减少充压冷风的用量，可大幅减少冷风的压力波动。
相对于现有技术，本发明的有益效果为：
本发明提供了一种高炉热风炉用均压能源回收系统及其使用方法，其结构设计新颖合理，结构简洁，架设方便，它即可以回收热风炉排压时的余压，也可以减少热风炉充压时冷风压力的波动，日常维护没有任何动力消耗，且余压回收罐容积越大，效果越明显，同时，回收热风炉排压时的余压可以在热风炉状态发生改变时得到再次利用，节约能源，减少浪费，降低成本，具有很好的经济效果和社会效果，实用性强。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图中：1.热风炉；101.一号热风炉；102.二号热风炉；103.三号热风炉；4.余压回收罐；5.冷风管道；6.冷风切断阀；7.冷风均压阀；8.烟气切断阀；9.冷风排压阀；10.烟气管道；11.充压调节阀；12.充压阀；13.预均压阀；14.排压管；15.总排压阀；16.烟囱。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。
实施例1：
本发明一种高炉热风炉用均压能源回收系统，它包括若干热风炉1、余压回收罐4、冷风管道5、烟气管道10、排压管14和烟囱16；若干所述热风炉1的进口与冷风管道5之间均通过管道并联设置有冷风切断阀6和冷风均压阀7，其出口与烟气管道10之间均通过管道设置有烟气切断阀8，其出口与排压管14之间均通过管道设置有冷风排压阀9；所述余压回收罐4的进口与冷风管道5之间通过管道设置有充压调节阀11和充压阀12，其出口与排压管14之间通过管道设置有预均压阀13；所述烟气管道10和排压管14的出口端均与烟囱16相连通，该排压管14的出口端还设置有总排压阀15。
本实施例中，所述余压回收罐4的容积为50m3～1000m3，该余压回收罐4的容积越大，应用的效果越好。
本实施例中，所述的余压回收罐4的罐体形状为圆柱体、椭圆柱体或球体。
本实施例中，所述热风炉1的个数为三或四个。
本实施例中，所述热风炉1为顶燃热风炉、外燃热风炉、内燃热风炉、格子砖热风炉或球式热风炉。
实施例2
实施例1所述一种高炉热风炉用均压能源回收系统的使用方法，若干所述热风炉1中的一座处于送风状态，其它热风炉1处于烧炉状态；所述送风状态的热风炉1处于高压状态，其进口处的冷风切断阀6和冷风均压阀7分别处于打开和关闭状态，其出口处的烟气切断阀8和冷风排压阀9均处于关闭状态，高压冷风经过冷风管道5和冷风切断阀6进入该热风炉1加热后送入高炉利用；其它所述烧炉状态的热风炉1处于低压状态，其进口处的冷风切断阀6和冷风均压阀7均处于关闭状态，其出口处冷风排压阀9和烟气切断阀8均分别处于关闭和打开状态，这些热风炉1燃烧产生的烟气通过烟气管道10向烟囱16进行排放；与此同时，余压回收罐4进口的充压阀12处于打开状态，出口的预均压阀13处于关闭状态，通过充压调节阀11缓慢的把冷风管道5内的高压冷风充入余压回收罐4备用；其特征是，现假设余压回收罐4已完成充压，充压阀12处于关闭状态，操作要求先把处于烧炉后期的热风炉1由烧炉状态变为送风状态，即有低压状态变为高压状态，在该热风炉1完成改变后，再把处于送风状态的热风炉1由送风状态变为烧炉状态，即有高压状态变为低压状态，具体操作如下：
第一步，将处于烧炉后期的热风炉1停止烧炉，关闭其出口处的烟气切断阀8，关闭总排压阀15，打开预均压阀13和该热风炉1出口处的冷风排压阀9，余压回收罐4内高压冷风通过预均压阀13、排压管14和该热风炉1出口处的冷风排压阀9进入该热风炉1内，当该热风炉1和余压回收罐4的压差小于设定数值时，关闭该热风炉1出口处的冷风排压阀9以及预均压阀13，打开该热风炉1进口处的冷风均压阀7继续向该热风炉1内补压，当该热风炉1和冷风管道5内压差小于设定数值时，关闭该热风炉1进口处的冷风均压阀7，打开该热风炉1进口处的冷风切断阀6向该热风炉1送入冷风，该热风炉1完成由烧炉状态向送风状态转变；
第二步，关闭处于送风状态的热风炉1进口处的冷风切断阀6，关闭总排压阀15，打开该热风炉1出口处的冷风排压阀9，打开预均压阀13，该热风炉1内残余高压冷风通过该热风炉1出口处的冷风排压阀9、预均压阀13和排压管14向余压回收罐4充压，当该热风炉1和余压回收罐4内压差小于设定数值时，关闭预均压阀13完成该热风炉1余压回收，打开总排压阀15，该热风炉1通过排压管14和烟囱16继续泄压，当大气和该热风炉1炉内压差小于设定数值时，打开该热风炉1出口处的烟气切断阀8，关闭该热风炉1出口处的冷风排压阀9，打开该热风炉1燃烧系统，该热风炉1完成由送风状态向烧炉状态转变；
第三步，打开充压阀12，通过调节充压调节阀11缓慢向余压回收罐4内充压到设定值，关闭充压阀12；
第四步，其它热风炉1重复完成上述循环。
本实施例中，上述各步骤的压差设定数值的意思为，当高压罐(如余压回收罐4)内的冷风在高压的作用下送入低压罐(如二号热风炉2)时，随着冷风不断的送入低压罐，高压罐内的压力不断减少，冷风送入低压罐的速度也逐渐减慢，当高压罐与低压罐的压着达到一个数值时，此时，高压罐的冷风送入低压罐的速度已比较慢，若高压罐内的冷风压力与低压罐内的冷风压力要达到相等的话，则需要花费较长时间，因此，这个时间就关闭高压罐，采用其它方式对低压罐继续送风冷风。本实施例中，各压差的设定数值一般设定为15～50千帕。
实施例3：
如图1所示，本发明一种高炉热风炉用均压能源回收系统，，其特点是，它包括若干热风炉1、余压回收罐4、冷风管道5、烟气管道10、排压管14和烟囱16；本实施例以三座热风炉1为例进行说明，这三座热风炉分别为一号热风炉101、二号热风炉102和三号热风炉103；所述一号热风炉101、二号热风炉102和三号热风炉103的进口与冷风管道5之间均通过管道并联设置有冷风切断阀6和冷风均压阀7，所述一号热风炉101、二号热风炉102和三号热风炉103的出口与烟气管道10之间均通过管道设置有烟气切断阀8，所述一号热风炉101、二号热风炉102和三号热风炉103的出口与排压管14之间均通过管道设置有冷风排压阀9；所述余压回收罐4的进口与冷风管道5之间通过管道设置有充压调节阀11和充压阀12，所述余压回收罐4的出口与排压管14之间通过管道设置有预均压阀13；所述烟气管道10和排压管14的出口端均与烟囱16相连通，该排压管14的出口端还设置有总排压阀15。
本实施例中，所述余压回收罐4的容积为50m3～1000m3。
本实施例中，所述的余压回收罐4的罐体形状为圆柱体、椭圆柱体或球体。
本实施例中，所述一号热风炉101、二号热风炉102和三号热风炉103为顶燃热风炉、外燃热风炉、内燃热风炉、格子砖热风炉或球式热风炉。
实施例4：
上述实施例3所述一种高炉热风炉用均压能源回收系统的使用方法，所述高炉采用两座热风炉1烧炉，一座热风炉1送风的工作方式，其特征是，假设一号热风炉101和二号热风炉102处于烧炉状态，且该一号热风炉101处于烧炉前期，二号热风炉102处于烧炉后期，三号热风炉103处于送风状态，此时一号热风炉101和二号热风炉102处于低压状态，三号热风炉103处于高压状态；在此状态下，一号热风炉101和二号热风炉102进口的冷风切断阀6和冷风均压阀7均处于关闭状态，一号热风炉101和二号热风炉102的出口冷风排压阀9和烟气切断阀8均分别处于关闭和打开状态，两座热风炉燃烧产生的烟气通过烟气管道10向烟囱16进行排放；三号热风炉103进口的冷风切断阀6和冷风均压阀7分别处于打开和关闭状态，三号热风炉103出口的烟气切断阀8和冷风排压阀9均处于关闭状态，此时，高压冷风经过冷风管道5和冷风切断阀6进入三号热风炉103加热后送入高炉利用；与此同时，余压回收罐4进口的充压阀12处于打开状态，出口的预均压阀13处于关闭状态，通过充压调节阀11缓慢的把冷风管道5内的高压冷风充入余压回收罐4备用；现假设余压回收罐4已完成充压，充压阀12处于关闭状态，操作要求先把二号热风炉102由烧炉状态变为送风状态，即有低压状态变为高压状态，二号热风炉102完成改变后再把三号热风炉103由送风状态变为烧炉状态，即有高压状态变为低压状态，具体操作如下：
第一步，将二号热风炉102停止烧炉，关闭二号热风炉102出口的烟气切断阀8，关闭总排压阀15，打开预均压阀13和二号热风炉102出口的冷风排压阀9，余压回收罐4内高压冷风通过预均压阀13、排压管14和二号热风炉102出口的冷风排压阀9进入二号热风炉102，当二号热风炉102和余压回收罐4的压差小于设定数值时，关闭二号热风炉102出口的冷风排压阀9和预均压阀13，打开二号热风炉102进口的冷风均压阀7继续向二号热风炉102内补压，当二号热风炉102和冷风管道5内压差小于设定数值时，关闭二号热风炉102进口的冷风均压阀7，打开二号热风炉102进口的冷风切断阀6向二号热风炉102送入冷风，二号热风炉102完成由烧炉状态向送风状态转变；
第二步，关闭三号热风炉103进口的冷风切断阀6，关闭总排压阀15，打开三号热风炉103出口的冷风排压阀9，打开预均压阀13，三号热风炉3内残余高压冷风通过三号热风炉103出口的冷风排压阀9、预均压阀13和排压管14向余压回收罐4充压，当三号热风炉103和余压回收罐4内压差小于设定数值时，关闭预均压阀13完成三号热风炉103余压回收，打开总排压阀15，三号热风炉103通过排压管14和烟囱16继续泄压，当大气和三号热风炉103炉内压差小于设定数值时，打开三号热风炉103出口的烟气切断阀8，关闭三号热风炉103出口的冷风排压阀9，打开三号热风炉103燃烧系统，三号热风炉103完成由送风状态向烧炉状态转变；
第三步，打开充压阀12，通过调节充压调节阀11缓慢向余压回收罐4内充压到设定值，关闭充压阀12；
第四步，一号热风炉101和二号热风炉102重复完成上述循环。
本实施例中，各步骤中所述的压差设定数值均为15～50千帕。

Claims (7)

1.一种高炉热风炉用均压能源回收系统，其特征是，它包括若干热风炉(1)、余压回收罐(4)、冷风管道(5)、烟气管道(10)、排压管(14)和烟囱(16)；若干所述热风炉(1)的进口与冷风管道(5)之间均通过管道并联设置有冷风切断阀(6)和冷风均压阀(7)，其出口与烟气管道(10)之间均通过管道设置有烟气切断阀(8)，其出口与排压管(14)之间均通过管道设置有冷风排压阀(9)；所述余压回收罐(4)的进口与冷风管道(5)之间通过管道设置有充压调节阀(11)和充压阀(12)，其出口与排压管(14)之间通过管道设置有预均压阀(13)；所述烟气管道(10)和排压管(14)的出口端均与烟囱(16)相连通，该排压管(14)的出口端还设置有总排压阀(15)。
2.根据权利要求1所述的一种高炉热风炉用均压能源回收系统，其特征是，所述余压回收罐(4)的容积为50m3～1000m3。
3.根据权利要求1所述的一种高炉热风炉用均压能源回收系统，其特征是，所述的余压回收罐(4)的罐体形状为圆柱体、椭圆柱体或球体。
4.根据权利要求1所述的一种高炉热风炉用均压能源回收系统，其特征是，所述热风炉(1)的个数为三或四个。
5.根据权利要求1所述的一种高炉热风炉用均压能源回收系统，其特征是，所述热风炉(1)为顶燃热风炉、外燃热风炉、内燃热风炉、格子砖热风炉或球式热风炉。
6.上述权利要求1-6任一项所述一种高炉热风炉用均压能源回收系统的使用方法，若干所述热风炉(1)中的一座处于送风状态，其它热风炉(1)处于烧炉状态；所述送风状态的热风炉(1)处于高压状态，其进口处的冷风切断阀(6)和冷风均压阀(7)分别处于打开和关闭状态，其出口处的烟气切断阀(8)和冷风排压阀(9)均处于关闭状态，高压冷风经过冷风管道(5)和冷风切断阀(6)进入该热风炉(1)加热后送入高炉利用；其它所述烧炉状态的热风炉(1)处于低压状态，其进口处的冷风切断阀(6)和冷风均压阀(7)均处于关闭状态，其出口处冷风排压阀(9)和烟气切断阀(8)均分别处于关闭和打开状态，这些热风炉(1)燃烧产生的烟气通过烟气管道(10)向烟囱(16)进行排放；与此同时，余压回收罐(4)进口的充压阀(12)处于打开状态，出口的预均压阀(13)处于关闭状态，通过充压调节阀(11)缓慢的把冷风管道(5)内的高压冷风充入余压回收罐(4)备用；其特征是，现假设余压回收罐(4)已完成充压，充压阀(12)处于关闭状态，操作要求先把处于烧炉后期的热风炉(1)由烧炉状态变为送风状态，即有低压状态变为高压状态，在该热风炉(1)完成改变后，再把处于送风状态的热风炉(1)由送风状态变为烧炉状态，即有高压状态变为低压状态，具体操作如下：
第一步，将处于烧炉后期的热风炉(1)停止烧炉，关闭其出口处的烟气切断阀(8)，关闭总排压阀(15)，打开预均压阀(13)和该热风炉(1)出口处的冷风排压阀(9)，余压回收罐(4)内高压冷风通过预均压阀(13)、排压管(14)和该热风炉(1)出口处的冷风排压阀(9)进入该热风炉(1)内，当该热风炉(1)和余压回收罐(4)的压差小于设定数值时，关闭该热风炉(1)出口处的冷风排压阀(9)以及预均压阀(13)，打开该热风炉(1)进口处的冷风均压阀(7)继续向该热风炉(1)内补压，当该热风炉(1)和冷风管道(5)内压差小于设定数值时，关闭该热风炉(1)进口处的冷风均压阀(7)，打开该热风炉(1)进口处的冷风切断阀(6)向该热风炉(1)送入冷风，该热风炉(1)完成由烧炉状态向送风状态转变；
第二步，关闭处于送风状态的热风炉(1)进口处的冷风切断阀(6)，关闭总排压阀(15)，打开该热风炉(1)出口处的冷风排压阀(9)，打开预均压阀(13)，该热风炉(1)内残余高压冷风通过该热风炉(1)出口处的冷风排压阀(9)、预均压阀(13)和排压管(14)向余压回收罐(4)充压，当该热风炉(1)和余压回收罐(4)内压差小于设定数值时，关闭预均压阀(13)完成该热风炉(1)余压回收，打开总排压阀(15)，该热风炉(1)通过排压管(14)和烟囱(16)继续泄压，当大气和该热风炉(1)炉内压差小于设定数值时，打开该热风炉(1)出口处的烟气切断阀(8)，关闭该热风炉(1)出口处的冷风排压阀(9)，打开该热风炉(1)燃烧系统，该热风炉(1)完成由送风状态向烧炉状态转变；
第三步，打开充压阀(12)，通过调节充压调节阀(11)缓慢向余压回收罐(4)内充压到设定值，关闭充压阀(12)；
第四步，其它热风炉(1)重复完成上述循环。
7.根据权利要求6所述一种高炉热风炉用均压能源回收系统的使用方法，其特征是，各步骤中所述的压差设定数值为15～50千帕。
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