CN112080601A - 一种用于高炉重力除尘卸灰的系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于高炉重力除尘卸灰的系统及方法，该系统包括重力除尘器和中间灰仓，重力除尘器与中间灰仓之间通过卸灰管路连接，卸灰管路与重力除尘器的接口位于重力除尘器内格栅的下部，中间灰仓顶部设有放散管路，中间灰仓底部卸料口上设有星型卸灰阀，中间灰仓底部通过氮气输送回路与吸排罐车连接，中间灰仓侧边连接有氮气吹扫均压回路和氮气平衡流化回路。该发明通过设置中间灰仓，并在中间灰仓上设置放散管路、氮气吹扫均压回路和氮气平衡流化回路，控制卸灰过程中中间灰仓和重力除尘器之间的压差，解决了现有重力除尘煤气灰中含有高炉煤气，同时落料压差大，导致管路阀门磨损的问题，实现了重力除尘灰料的顺利、安全、高效卸灰输送。
Description
技术领域
本发明属于钢铁冶炼技术领域，具体涉及一种用于高炉重力除尘卸灰的系统及方法。
背景技术
过去采用传统方式，炼铁重力和干法除尘器除尘灰(瓦斯灰)的排放，车辆运输都是敞开式的，会产生严重的环境污染。为了降温和减少扬尘，又采用喷水加湿等方式，浪费了大量的水资源，大量污水处理也是难题，而且即便如此也无法避免除尘灰的遗漏、遗撒现象。
炼铁除尘灰的清运有以下特殊性和要求：
(1)输送量大，不得中断。炼铁高炉是连续生产运行，连续不断的产生高炉煤气和除尘灰，1200m3高炉生产正常后，平均每天产生40～50t重力除尘灰和20～30t干法除尘灰(大型高炉更多)。吸排车必须具有高可靠性，按时吸得走，排得出，满足生产大循环的需求。
(2)温度高。高炉炉顶煤气和灰尘沿高炉煤气上升管和下降管进入重力除尘器，多数瓦斯灰落到重力除尘器底部，温度可降到100～200℃，但有时会带人燃烧着的焦炭末。部分细粒瓦斯灰与煤气又进入干法除尘中，瓦斯灰至此温度可降到100℃左右。
(3)重力除尘器内有大量高压高炉煤气，防止煤气扩散和被吸入吸排罐车排车，是安全生产的基本要求。
(4)高炉除尘灰含铁高，坚硬，外形有棱角，为使除尘灰在管道中流动，必须保证一定的流速，但是同时过大的压差和流速会加大对输送管道和设备的磨蚀。
因此，需要设计一种适用于高炉重力除尘卸灰方法，实现高炉的重力除尘灰的密闭输送。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于高炉重力除尘卸灰的系统，至少可以解决上述现有技术中存在的部分技术缺陷。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种用于高炉重力除尘卸灰的系统，包括重力除尘器和中间灰仓，所述重力除尘器与中间灰仓之间通过卸灰管路连接，所述卸灰管路与重力除尘器的接口位于重力除尘器内格栅的下部，所述中间灰仓的顶部设有放散管路，所述中间灰仓的底部卸料口上设有星型卸灰阀，中间灰仓底部通过氮气输送回路与吸排罐车连接，所述中间灰仓的侧边连接有氮气吹扫均压回路和氮气平衡流化回路，所述氮气吹扫均压回路和氮气平衡流化回路分别位于中间灰仓的上部和下部。
进一步的，所述放散管路连接有仓顶除尘器，所述仓顶除尘器设置有压差检测装置和脉冲反向阀，所述仓顶除尘器上连接有氮气反吹回路。
进一步的，还包括布置于中间灰仓旁的螺旋清灰加湿卸料机构，所述螺旋清灰加湿卸料机构通过管路组件与重力除尘器底部连接，该管路组件包括两组管路，且每组管路上设有耐磨补偿器和两个卸灰球阀。
进一步的，所述中间灰仓上设置有料位开关、就地压力表、压力计和称重压头，所述中间灰仓顶部设有煤气放散口和进料孔，所述煤气放散口与放散管路连接，进料孔与卸灰管路连接。
进一步的，所述中间灰仓顶部还设有安全阀接口，并在该安全阀接口上连接有安全阀，所述安全阀与放散管路连通。
进一步的，所述卸灰管路上设有耐磨补偿器和两个卸灰球阀。
进一步的，所述氮气吹扫均压回路和氮气平衡流化回路上均设有氮气减压阀、止回阀、截止阀、压力表、液动/气动/电动球阀、波纹软管；所述放散管路上设有液动/气动/电动球阀以及波纹软管；所述氮气输送回路上设有氮气减压阀、止回阀、压力表、液动/气动/电动球阀。
进一步的，所述格栅上设置有活动滤网。
另外，本发明还提供了上述用于高炉重力除尘卸灰系统的卸灰方法，包括如下步骤：
1)关闭中间灰仓底部的星型卸灰阀、中间灰仓顶部的放散管路、氮气平衡流化回路及氮气输送回路，开启氮气吹扫均压回路，往中间灰仓中补充氮气，通过控制氮气的压力值控制中间灰仓与重力除尘器之间的压差值；
2)开启中间灰仓与重力除尘器之间的卸灰管路，使重力除尘器中的重力除尘灰向中间灰仓卸料，与此同时，开启中间灰仓顶部的放散管路，根据卸灰的速度控制放散管路上阀门的大小，以控制中间灰仓与重力除尘器之间的压差值；
3)重力除尘器向中间灰仓卸料完成后，全开中间灰仓顶部的放散管路，并开启氮气吹扫均压回路，置换中间灰仓顶部的高炉煤气；
4)高炉煤气置换完成后，关闭中间灰仓顶部的放散管路以及氮气吹扫均压回路，开启中间灰仓下部的氮气平衡流化回路和氮气输送回路，同时开启中间灰仓的星型卸灰阀及吸排罐车的真空吸料系统，以完成中间灰仓向吸排罐车输灰。
进一步的，在中间灰仓旁设置备用的螺旋清灰加湿卸料机构，当中间灰仓卸料系统故障时，采用此螺旋清灰加湿卸料机构对重力除尘器进行卸灰工作。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
(1)本发明提供的这种用于高炉重力除尘卸灰的系统针对重力除尘煤气灰中含有高炉煤气的问题，同时落料压差大，导致管路阀门磨损的问题，设置了中间灰仓，为了降低从重力除尘器到中间灰仓之间的压差，降低对卸料球阀和管路的磨损，设置了氮气吹扫均压回路，通过控制中间灰仓的压力，可以有效的控制中间灰仓和重力除尘器之间的压差；并且氮气吹扫均压回路可以在卸料之后，对中间灰仓的煤气进行吹扫，避免中间灰仓的煤气在中间灰仓往吸排灌车卸料时，泄漏到空气中，危害周围人员的安全。
(2)本发明提供的这种用于高炉重力除尘卸灰的系统在中间灰仓顶部设置放散管路，可控制中间灰仓内部压力的变化，避免中间灰仓装料后，中间灰仓内压力过高；并在放散管路上设置有带有反吹功能的仓顶除尘器，对中间灰仓放散出来的煤气进行充分过滤，同时利用检测过滤器前后的压力，当压差过大的时候，利用氮气进行反吹，保证仓顶除尘器的过滤能力。
(3)本发明提供的这种用于高炉重力除尘卸灰的系统在中间灰仓侧面设置氮气平衡流化回路，可对中间灰仓底部的重力除尘灰进行流化，避免煤气灰结块，同时可通过阀门调整流化煤气灰的压力，以及控制中间灰仓和吸排罐车之间的压差，控制流动速度。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明用于高炉重力除尘卸灰的系统结构示意图；
图2是本发明中格栅的截面示意图。
附图标记说明：1、重力除尘器；2、格栅；3、卸灰管路；4、耐磨补偿器；5、卸灰球阀；6、压力计；7、就地压力表；8、中间灰仓；9、星型卸灰阀；10、仓顶除尘器；11、氮气反吹回路；12、放散管路；13、安全阀；14、氮气减压阀；15、止回阀；16、截止阀；17、氮气吹扫均压回路；18、料位开关；19、称重压头；20、氮气平衡流化回路；21、氮气输送回路；22、吸排罐车；23、螺旋清灰加湿卸料机构；24、活动滤网；25、压力表；26、液动/气动/电动球阀；27、波纹软管。
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它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
如图1所示，本实施例提供了一种用于高炉重力除尘卸灰的系统，包括重力除尘器1和中间灰仓8，所述重力除尘器1与中间灰仓8之间通过卸灰管路3连接，所述卸灰管路3与重力除尘器1的接口位于重力除尘器1内格栅2的下部，重力除尘器1中的重力除尘灰料通过卸灰管路3向中间灰仓8中卸料；所述中间灰仓8的顶部设有放散管路12，通过放散管路12对中间灰仓8中的煤气进行放散；所述中间灰仓8的底部卸料口上设有星型卸灰阀9，中间灰仓8底部通过氮气输送回路21与吸排罐车22连接，所述中间灰仓8的侧边连接有氮气吹扫均压回路17和氮气平衡流化回路20，所述氮气吹扫均压回路17和氮气平衡流化回路20分别位于中间灰仓8的上部和下部。在本实施例中，通过设置中间灰仓8对重力除尘器1中的重力除尘灰料进行卸灰，并通过在中间灰仓8上设置放散管路12、氮气吹扫均压回路17和氮气平衡流化回路20，控制中间灰仓8的压力，有效控制中间灰仓8和重力除尘器1之间的压差，解决了现有重力除尘煤气灰中含有高炉煤气，同时落料压差大，导致管路阀门磨损的问题，实现了重力除尘灰料的顺利、安全、高效卸灰输送。
具体的，所述氮气吹扫均压回路17和氮气平衡流化回路20上均设有氮气减压阀14、止回阀15、截止阀16、压力表25、液动/气动/电动球阀26、波纹软管27；所述放散管路12上设有液动/气动/电动球阀26以及波纹软管27；所述氮气输送回路21上设有氮气减压阀14、止回阀15、压力表25、液动/气动/电动球阀26。其中，氮气吹扫均压回路17上通过调整氮气减压阀14，控制氮气减压阀14之后的氮气压力值，通过开启液动/气动/电动球阀26，将中间灰仓8内的氮气压力均匀到与重力除尘器1压力相同或者压差较少，减少二者的压差，减少料流速度，降低磨损。氮气平衡流化回路20上通过设置氮气减压阀14控制氮气减压阀14之后的氮气压力，从而控制中间灰仓8与吸排罐车22之间的压差值。而氮气吹扫均压回路17、氮气平衡流化回路20和放散管路12上波纹软管27的设置可以避免其各自回路对中间灰仓8称重的影响。
细化的实施方式，所述卸灰管路3采用钢管，卸灰管路3上设有耐磨补偿器4和两个卸灰球阀5，通过卸灰球阀5控制重力除尘器1向中间灰仓8的卸料，同时耐磨补偿器4的设置提高卸灰管路3的使用寿命。如图2所示，所述格栅2采用型钢焊接，且格栅2上设置有活动滤网24，通过活动滤网24可控制格栅2的开孔尺寸，从而可避免结块的重力除尘灰料进入中间灰仓8。
中间灰仓8的容积和全场配置的吸排罐车22的容积需要相匹配，保证1个中间灰仓8的容积对应一台吸排罐车22或者两个中间灰仓8的容积对应一台吸排罐车22，以此保证中间灰仓8一次排空。具体的，所述中间灰仓8上设置有料位开关18、就地压力表7、压力计6和称重压头19，所述中间灰仓8顶部设有煤气放散口和进料孔，所述煤气放散口与放散管路12连接，进料孔与卸灰管路3连接。其中，料位开关18有两个，分为高料位开关和低料位开关，分别设置在中间灰仓8的上部和下部，用于检测中间灰仓8料位，当中间灰仓8中料位达到上极限时 ，停止重力除尘器1往中间灰仓8卸料，当料位下降到下极限时，停止从中间灰仓8往吸排罐车22卸料。称重压头19用于检测中间灰仓8内部除尘灰的重量，可以计量每天的排灰量，同时，在料位检测事故的状态下，称重压头19可以作为料位检测的补充，当灰重超过一定重量区间，可以判定此时料位超过上限，需要停止补料，当灰重量低于一定值时，可以判断此时料位超过下限，需要停止中间灰仓8往吸排罐车22卸料。
作为一种优化的实施方式，如图1所示，所述放散管路12连接有仓顶除尘器10，仓顶除尘器10用于中间灰仓8的煤气放散时避免煤气中含的灰尘扩散到空气中，所述仓顶除尘器10设置有压差检测装置和脉冲反向阀，所述仓顶除尘器10上连接有氮气反吹回路11，当压差检测装置检测到仓顶除尘器10前后压差过高时，开启脉冲反向阀，通过氮气反吹回路11向仓顶除尘器10中输入氮气，利用氮气进行反吹，将仓顶除尘器10滤袋内的灰吹入中间灰仓8内，保证了仓顶除尘器10的过滤能力。
进一步的，所述中间灰仓8顶部设有安全阀接口，并在该安全阀接口上连接有安全阀13，所述安全阀13与放散管路12连通，防止中间灰仓8内压力过高。
另外，本实施例还提供了采用上述用于高炉重力除尘卸灰的系统对重力除尘器进行卸灰的方法，具体包括如下步骤：
(1)关闭中间灰仓8底部的星型卸灰阀9、中间灰仓8顶部的放散管路12、氮气平衡流化回路20及氮气输送回路21，开启氮气吹扫均压回路17，往中间灰仓8中补充氮气，通过控制氮气的压力值控制中间灰仓8与重力除尘器1之间的压差值。
具体的，中间灰仓8中充氮的压力可以根据现场实际工况的要求进行调节，当重力除尘灰板结，颗粒大，难以卸料时，可以不用开启氮气，或者中间灰仓8内的压力保持在较低值，保证中间灰仓8和重力除尘器1内较大的压差，便于落料。当由于中间灰仓8与重力除尘器1之间压差过大，导致重力除尘器1与中间灰仓8间的卸灰管路3及其卸料阀门磨损严重时，可以将中间灰仓8内的氮气压力均匀到与重力除尘器1压力相同或者压差较少，减少二者的压差，减少料流速度，降低磨损。
而其中氮气吹扫均压回路17上的阀组可以采用具有远程调整的阀门，也可以采用就地调节的手动式阀门。
(2)开启中间灰仓8与重力除尘器1之间卸灰管路3的卸灰球阀5，使重力除尘器1中的重力除尘灰向中间灰仓8卸料，与此同时，重力除尘器1往中间灰仓8卸料时，中间灰仓8的压力会升高，需要开启中间灰仓8顶部放散管路12，避免中间灰仓8压力过高；具体的，根据卸灰的速度控制放散管路12上阀门的大小，以控制中间灰仓8与重力除尘器1之间的压差值；其中，中间灰仓8顶部放散管路12的阀门可以根据系统的压力要求，实时调节角度，控制阀门开度，控制中间灰仓8内部压力的变化，避免中间灰仓8装料后，中间灰仓8内压力过高。
进一步的，在此过程中，在中间灰仓8顶部设置仓顶除尘器10，利用仓顶除尘器10对中间灰仓8放散出来的煤气进行充分过滤，同时在仓顶除尘器10内设置压差检测装置和脉冲返回阀，当检测到仓顶除尘器10前后压差过高时，开启脉冲反吹阀，通过氮气返吹回路11对仓顶除尘器10进行反吹，将仓顶除尘器10滤袋内的灰吹入中间灰仓8内，保证仓顶除尘器10的过滤能力。
(3)重力除尘器1向中间灰仓8卸料完成后，全开中间灰仓8顶部的放散管路12，并开启氮气吹扫均压回路17，置换中间灰仓8顶部的高炉煤气。
当重力除尘灰从重力除尘器1卸入中间灰仓8后，中间灰仓8顶部含有高炉煤气，通过氮气吹扫均压回路17通入氮气，置换中间灰仓8顶部的高炉煤气，避免在从中间灰仓8往吸排罐车22输灰时，高炉煤气进入吸排罐车22，导致煤气扩散，引起煤气中毒；同时通入的氮气有助于减低中间灰仓8内的重力除尘灰的温度，可有效避免温度过高引起自燃现象。
(4)高炉煤气置换完成后，关闭中间灰仓8顶部的放散管路12以及氮气吹扫均压回路17，开启中间灰仓8下部的氮气平衡流化回路20和氮气输送回路21，同时开启中间灰仓8的星型卸灰阀9及吸排罐车22的真空吸料系统，以完成中间灰仓8向吸排罐车22输灰。
在此过程中，利用氮气输送回路21的氮气可将中间灰仓8的重力除尘灰料送入吸排罐车22，同时吸排罐车22内充入氮气保护，可以防止易燃的灰料自燃；吸排罐车22配置有真空压缩机，通过地面设施的供料系统将物料吸入车装承载罐内，抽吸的物料粉尘通过过滤处理，可以达到u级排放标准，符合环保要求。
氮气平衡流化回路20主要作用：1、当中间灰仓8往吸排罐车22输灰时，中间灰仓8顶部的放散管路12和氮气吹扫均压回路17需要关闭，防止空气从仓顶除尘器10进入中间灰仓8内，导致煤气和空气混合，在高温的时候引起煤气和空气混合，导致燃烧爆炸事故，而此时中间灰仓8内往吸排罐车22输灰时，中间灰仓8内物料减少，会形成负压，通过氮气平衡流化回路20往中间灰仓8内充入氮气，可以避免中间灰仓8内部形成负压；2、当中间灰仓8内的物料板结，不容易流动时，中间灰仓8内形成正压，有利于中间灰仓8内向吸排罐车22输送物料，通过氮气平衡流化回路20的设置，可以有效地调整中间灰仓8内氮气的压力，控制中间灰仓8和吸排罐车22之间的压力差值；3、利用氮气对中间灰仓8底部的灰料进行充分的流化，避免灰板结，有利于除尘灰输送。
优化的，在中间灰仓8旁设置备用的螺旋清灰加湿卸料机构23，所述螺旋清灰加湿卸料机构23通过管路组件与重力除尘器1底部连接，该管路组件包括两组管路，且每组管路上设有耐磨补偿器和两个卸灰球阀。当中间灰仓卸料系统故障时，采用此螺旋清灰加湿卸料机构23对重力除尘器1进行卸灰工作。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于高炉重力除尘卸灰的系统，其特征在于：包括重力除尘器和中间灰仓，所述重力除尘器与中间灰仓之间通过卸灰管路连接，所述卸灰管路与重力除尘器的接口位于重力除尘器内格栅的下部，所述中间灰仓的顶部设有放散管路，所述中间灰仓的底部卸料口上设有星型卸灰阀，中间灰仓底部通过氮气输送回路与吸排罐车连接，所述中间灰仓的侧边连接有氮气吹扫均压回路和氮气平衡流化回路，所述氮气吹扫均压回路和氮气平衡流化回路分别位于中间灰仓的上部和下部。
2.如权利要求1所述的一种用于高炉重力除尘卸灰的系统，其特征在于：所述放散管路连接有仓顶除尘器，所述仓顶除尘器设置有压差检测装置和脉冲反向阀，所述仓顶除尘器上连接有氮气反吹回路。
3.如权利要求1所述的一种用于高炉重力除尘卸灰的系统，其特征在于：还包括布置于中间灰仓旁的螺旋清灰加湿卸料机构，所述螺旋清灰加湿卸料机构通过管路组件与重力除尘器底部连接，该管路组件包括两组管路，且每组管路上设有耐磨补偿器和两个卸灰球阀。
4.如权利要求1所述的一种用于高炉重力除尘卸灰的系统，其特征在于：所述中间灰仓上设置有料位开关、就地压力表、压力计和称重压头，所述中间灰仓顶部设有煤气放散口和进料孔，所述煤气放散口与放散管路连接，进料孔与卸灰管路连接。
5.如权利要求4所述的一种用于高炉重力除尘卸灰的系统，其特征在于：所述中间灰仓顶部还设有安全阀接口，并在该安全阀接口上连接有安全阀，所述安全阀与放散管路连通。
6.如权利要求1所述的一种用于高炉重力除尘卸灰的系统，其特征在于：所述卸灰管路上设有耐磨补偿器和两个卸灰球阀。
7.如权利要求1所述的一种用于高炉重力除尘卸灰的系统，其特征在于：所述氮气吹扫均压回路和氮气平衡流化回路上均设有氮气减压阀、止回阀、截止阀、压力表、液动/气动/电动球阀、波纹软管；所述放散管路上设有液动/气动/电动球阀以及波纹软管；所述氮气输送回路上设有氮气减压阀、止回阀、压力表、液动/气动/电动球阀。
8.如权利要求1所述的一种用于高炉重力除尘卸灰的系统，其特征在于：所述格栅上设置有活动滤网。
9.如权利要求1～8任一项所述系统的卸灰方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)关闭中间灰仓底部的星型卸灰阀、中间灰仓顶部的放散管路、氮气平衡流化回路及氮气输送回路，开启氮气吹扫均压回路，往中间灰仓中补充氮气，通过控制氮气的压力值控制中间灰仓与重力除尘器之间的压差值；
2)开启中间灰仓与重力除尘器之间的卸灰管路，使重力除尘器中的重力除尘灰向中间灰仓卸料，与此同时，开启中间灰仓顶部的放散管路，根据卸灰的速度控制放散管路上阀门的大小，以控制中间灰仓与重力除尘器之间的压差值；
3)重力除尘器向中间灰仓卸料完成后，全开中间灰仓顶部的放散管路，并开启氮气吹扫均压回路，置换中间灰仓顶部的高炉煤气；
4)高炉煤气置换完成后，关闭中间灰仓顶部的放散管路以及氮气吹扫均压回路，开启中间灰仓下部的氮气平衡流化回路和氮气输送回路，同时开启中间灰仓的星型卸灰阀及吸排罐车的真空吸料系统，以完成中间灰仓向吸排罐车输灰。
10.如权利要求9所述系统的卸灰方法，其特征在于，在中间灰仓旁设置备用的螺旋清灰加湿卸料机构，当中间灰仓卸料系统故障时，采用此螺旋清灰加湿卸料机构对重力除尘器进行卸灰工作。
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