CN114410870B - 一种热风炉烧焦炉煤气的控排烟系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热风炉烧焦炉煤气的控排烟系统及方法，包含主供气回路、助燃供气回路、多个热风炉、主供气支路和助燃供气支路，每个热风炉的供气口通过一条主供气之路与主供气回路连接，每个热风炉的助燃气进口通过一条助燃供气支路与助燃供气回路连接。本发明加入氮气稀释焦炉煤气使之达到高炉煤气的热值，使焦炉煤气和氮气以及助燃空气具有合适的配比，使焦炉煤气在燃烧初期充分燃烧，减少氮氧化物污染物排放，从而达到控烟效果。

Description

一种热风炉烧焦炉煤气的控排烟系统及方法

技术领域

本发明涉及一种控排烟系统及方法，特别是一种热风炉烧焦炉煤气的控排烟系统及方法，属于冶金技术领域。

背景技术

在高炉新建或高炉大修期间无高炉煤气产生时，常使用焦炉煤气烧热风炉。焦炉煤气是炼焦过程中的一种副产品，不同于高炉煤气、转炉煤气，焦炉煤气的主要成分为氢气(55%-60%)和甲烷(23%- 27%)，少量一氧化碳、二氧化碳、氮气、氧气、硫化氢和其他烃类。热值为17-19MJ/Nm3。一种是直接使用焦炉煤气烧炉，焦炉煤气热值高，所需用量偏少，压力不足，火焰短、容易熄火，造成蓄热室得不到所需蓄热温度，满足不了高炉所需风温。另外还会对热风炉炉内耐材造成损坏。另一种是架设焦炉煤气-氮气稀释站，由焦炉煤气、氮气管道、压力调节阀、压力计、电动蝶阀、盲板阀、流量调节阀、流量计、手动球阀、止回阀、放散阀、安全阀等组成。焦炉煤气、氮气管道对接高炉煤气总管，输送到热风炉烧嘴处进行烧炉，焦炉煤气燃烧初期燃烧不完全，产生大量残余焦炉煤气，与空气中的氮元素在高温下易形成氮氧化物（NO_x）污染物，会形成大量的黑烟排放，不仅污染空气，还存在安全隐患。造成这种情况的原因主要有3点：1.焦炉煤气和氮气配比不合适。2.混合煤气和助燃空气的配比不合适。3热风炉烘炉后，热风炉下部及烟道温度偏低，不易烘干，会产生大量的水蒸气，热风炉导致烧炉初期残氧量不易控制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种热风炉烧焦炉煤气的控排烟系统及方法，加入氮气稀释焦炉煤气使之达到高炉煤气的热值，使焦炉煤气和氮气以及助燃空气具有合适的配比，使焦炉煤气在燃烧初期充分燃烧，减少氮氧化物（NO_x）污染物排放，从而达到控烟效果。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种热风炉烧焦炉煤气的控排烟系统，其特征在于：包含主供气回路、助燃供气回路、多个热风炉、主供气支路和助燃供气支路，每个热风炉的供气口通过一条主供气之路与主供气回路连接，每个热风炉的助燃气进口通过一条助燃供气支路与助燃供气回路连接。

进一步地，所述主供气回路包含主供气管道、煤气总管、氮气管道和焦炉煤气管道，煤气总管、氮气管道和焦炉煤气管道的一端均与主供气管道一端连接，氮气管道上设置有氮气压力调节阀和氮气流量调节阀，焦炉煤气管道上设置有焦炉煤气电动盲板阀和焦炉煤气电动蝶阀，煤气总管上设置有煤气总管电动蝶阀和煤气总管盲板阀，主供气管道上设置有煤气预热旁通阀，煤气预热旁路管两端连接在煤气预热旁通阀两端的主供气管道上，煤气预热进口阀、煤气预热器和煤气预热出口阀依次设置在煤气预热旁路管上。

进一步地，所述助燃供气回路包含助燃气体主管，助燃气体主管上依次设置有助燃风机进口阀、助燃风机预热器、助燃风机出口阀和助燃空气旁通阀，助燃空气预热旁路管的两端分别连接助燃空气旁通阀两端的助燃气体主管，煤气预热进口阀、煤气预热器和煤气预热出口阀依次设置在助燃空气预热旁路管上，助燃空气放散管一端与助燃风机出口阀后端的助燃气体主管连接，助燃空气放散阀设置在助燃空气放散管上。

进一步地，所述主供气支路包含主供气支路管，主供气支路管上依次设置有煤气支管盲板阀、煤气调节阀、煤气切断阀和煤气燃烧阀，氮气吹扫管的一端和煤气支管放散管的一端与煤气切断阀和煤气燃烧阀之间的主供气支路管连接，氮气吹扫管上设置有氮气吹扫阀，煤气支管放散管上设置有煤气支管放散阀。

进一步地，所述助燃供气支路包含助燃供气支路管，助燃供气支路管依次设置有助燃空气调节阀和助燃空气燃烧阀。

进一步地，所述每个热风炉的烟气出口通过两根烟气管路与主烟气管道连接，主烟气管道连接烟囱，每根烟气管路上均设置有烟道阀。

一种热风炉烧焦炉煤气的控排烟系统的控排烟方法，其特征在于包含以下步骤：

S1、将高炉煤气管道总管电动蝶阀关闭，关煤气总管盲板阀，开煤气预热旁通阀，关煤气预热进口阀，关煤气预热出口阀，开煤气支管盲板阀，开煤气支管放散阀；

S2、启动1#工频助燃风机，开助燃风机进口阀，助燃空气进口调节阀12-15%，压力6.5-12Kpa，开助燃风机出口阀，开助燃空气放散阀，开助燃空气旁通阀，关助燃空气预热进口阀，关助燃空气出口阀；

S3、开1#热风炉烟道阀，开助燃空气燃烧阀，开煤气燃烧阀，关煤气支管放散阀；

S4、开1#热风炉助燃空气调节阀，调节阀18-22%，助燃空气流量45000-50000m³/h，开氮气吹扫阀，关氮气吹扫阀，开煤气切断阀，开煤气调节阀，开度12-18%；

S5、开焦炉煤气电动蝶阀，开焦炉煤气电动盲板阀，焦炉煤气流量16000-18000m³/h，压力5.2-6.5Kpa,常开；

S6、开氮气压力调节阀、氮气压力调节阀，应与焦炉煤气压力差距正负1-2Kpa，开氮气流量调节阀，氮气流量23000-26000m³/h，压力2.1-3.6Kpa,流量调节阀33%，压力调节阀28%，进行正常控烟烧炉；

S7、1#热风炉温度拱顶1350℃时，切换2#热风炉由焖炉转为燃烧，开2#热风炉烟道阀，开助燃空气燃烧阀，开煤气燃烧阀，开煤气燃烧阀，关煤气支管放散阀；

S8、开2#热风炉助燃空气调节阀，调节阀18-22%，助燃空气流量45000-50000m³/h，开氮气吹扫阀，关氮气吹扫阀，开煤气切断阀，开煤气调节阀，开度12-18%；

S9、开焦炉煤气电动蝶阀，开焦炉煤气电动盲板阀，焦炉煤气流量16000-18000m³/h，压力5.2-6.5Kpa,常开；

S10、开氮气压力调节阀、氮气压力调节阀，应与焦炉煤气压力差距正负1-2Kpa，开氮气流量调节阀，氮气流量23000-26000m³/h，压力2.1-3.6Kpa,流量调节阀33%，压力调节阀28%，进行正常控烟烧炉，1#热风炉由燃烧转为入焖炉状态；

S11、关煤气调节阀，关煤气切断阀，开氮气吹扫阀，关氮气吹扫阀；

S12、关助燃空气调节阀，关煤气燃烧阀，开煤气支管放散阀，关助燃空气燃烧阀，关烟道阀，依次进行3#和4#热风炉循环烧炉。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本发明通过调节使焦炉煤气和氮气以及助燃空气具有合适的配比，使焦炉煤气充分燃烧，提高利用率，降低燃烧过程NO_x的生成量排放,达到节能减排的效果，对于实现经济绿色发展具有重要意义。这种方法热风炉既能正常蓄热，保证送风温度，又能防止温度下降，硅砖开裂或脱砖，更益于延长一代热风炉寿命，还能保证每次正常烧炉。

附图说明

图1是本发明的一种热风炉烧焦炉煤气的控排烟系统的示意图。

具体实施方式

为了详细阐述本发明为达到预定技术目的而所采取的技术方案，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晰、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部的实施例，并且，在不付出创造性劳动的前提下，本发明的实施例中的技术手段或技术特征可以替换，下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，本发明的一种热风炉烧焦炉煤气的控排烟系统，包含主供气回路、助燃供气回路、多个热风炉、主供气支路和助燃供气支路，每个热风炉的供气口通过一条主供气之路与主供气回路连接，每个热风炉的助燃气进口通过一条助燃供气支路与助燃供气回路连接。

主供气回路包含主供气管道、煤气总管、氮气管道和焦炉煤气管道，煤气总管、氮气管道和焦炉煤气管道的一端均与主供气管道一端连接，氮气管道上设置有氮气压力调节阀1和氮气流量调节阀2，焦炉煤气管道上设置有焦炉煤气电动盲板阀3和焦炉煤气电动蝶阀4，煤气总管上设置有煤气总管电动蝶阀5和煤气总管盲板阀6，主供气管道上设置有煤气预热旁通阀23，煤气预热旁路管两端连接在煤气预热旁通阀23两端的主供气管道上，煤气预热进口阀21、煤气预热器和煤气预热出口阀22依次设置在煤气预热旁路管上。

助燃供气回路包含助燃气体主管，助燃气体主管上依次设置有助燃风机进口阀7、助燃风机预热器、助燃风机出口阀8和助燃空气旁通阀10，助燃空气预热旁路管的两端分别连接助燃空气旁通阀10两端的助燃气体主管，煤气预热进口阀11、煤气预热器和煤气预热出口阀12依次设置在助燃空气预热旁路管上，助燃空气放散管一端与助燃风机出口阀8后端的助燃气体主管连接，助燃空气放散阀9设置在助燃空气放散管上。

主供气支路包含主供气支路管，主供气支路管上依次设置有煤气支管盲板阀13、煤气调节阀14、煤气切断阀16和煤气燃烧阀18，氮气吹扫管的一端和煤气支管放散管的一端与煤气切断阀16和煤气燃烧阀18之间的主供气支路管连接，氮气吹扫管上设置有氮气吹扫阀15，煤气支管放散管上设置有煤气支管放散阀17。

助燃供气支路包含助燃供气支路管，助燃供气支路管依次设置有助燃空气调节阀20和助燃空气燃烧阀19。

每个热风炉的烟气出口通过两根烟气管路与主烟气管道连接，主烟气管道连接烟囱，一根烟气管路上均设置有第一烟道阀24，另一根烟气管路上设置有第二烟道阀25。

一种热风炉烧焦炉煤气的控排烟系统的控排烟方法，包含以下步骤：

S1、将3#高炉煤气管道总管电动蝶阀5关闭，关煤气总管盲板阀6，开煤气预热旁通阀23，关煤气预热进口阀21，关煤气预热出口阀22，开煤气支管盲板阀13，开煤气支管放散阀17。

S2、启动1#工频助燃风机，开助燃风机进口阀7，助燃空气进口调节阀12-15%，压力6.5-12Kpa。开助燃风机出口阀8，开助燃空气放散阀9，开助燃空气旁通阀10，关助燃空气预热进口阀11，关助燃空气出口阀12。

S3、开1#热风炉烟道24和25，开助燃空气燃烧阀19，开煤气燃烧阀18，关煤气支管放散阀17。

S4、开1#热风炉助燃空气调节阀20，调节阀18-22%，助燃空气流量45000-50000m³/h。开氮气吹扫阀15，关氮气吹扫阀15，开煤气切断阀16，开煤气调节阀14，开度12-18%。

S5、开焦炉煤气电动蝶阀4，开焦炉煤气电动盲板阀3，焦炉煤气流量16000-18000m³/h，压力5.2-6.5Kpa,常开。

S6、开氮气压力调节阀1、氮气压力调节阀，应与焦炉煤气压力差距正负1-2Kpa。开氮气流量调节阀2，氮气流量23000-26000m³/h，压力2.1-3.6Kpa,流量调节阀33%，压力调节阀28%，进行正常控烟烧炉。

S7、1#热风炉温度拱顶1350℃时，切换2#热风炉由焖炉转为燃烧。开2#热风炉烟道阀24和25，开助燃空气燃烧阀19，开煤气燃烧阀18，开煤气燃烧阀18，关煤气支管放散阀17。

S8、开2#热风炉助燃空气调节阀20，调节阀18-22%，助燃空气流量45000-50000m³/h。开氮气吹扫阀15，关氮气吹扫阀15，开煤气切断阀16，开煤气调节阀14，开度12-18%。

S9、开焦炉煤气电动蝶阀4，开焦炉煤气电动盲板阀3，焦炉煤气流量16000-18000m³/h，压力5.2-6.5Kpa,常开。

S10、开氮气压力调节阀1、氮气压力调节阀，应与焦炉煤气压力差距正负1-2Kpa。开氮气流量调节阀2，氮气流量23000-26000m³/h，压力2.1-3.6Kpa,流量调节阀33%，压力调节阀28%，进行正常控烟烧炉，1#热风炉由燃烧转为入焖炉状态。

S11、关煤气调节阀14，关煤气切断阀16，开氮气吹扫阀15，关氮气吹扫阀15。

S12、关助燃空气调节阀20，关煤气燃烧阀18，开煤气支管放散阀17，关助燃空气燃烧阀19，关烟道24和25。依次进行3#和4#热风炉循环烧炉。

本发明的热风炉烧焦炉煤气的控排烟系统的控排烟方法中，初始助燃空气调节阀的开度不得小于20%，再吹扫的同时打开，不易过早，过早会降低拱顶温度，过晚会导致残余煤气过剩。氮气压力要求与焦炉煤气压力相符，差距正负1-2Kpa,氮气压力过高会造成氮气串入焦炉煤气管道。过低会导致灭火。焦炉煤气进入燃烧室，应立即开启氮气阀门，以免造成大量的焦炉煤气排入大气。必须以最大的助燃空气量和氮气量来配比焦炉煤气进行烧炉。大量的助燃空气和氮气进入炉内稀释焦炉煤气，可减少焦炉煤气过剩，再利用合适的配比让焦炉煤气得到完全燃烧的条件。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种热风炉烧焦炉煤气的控排烟系统的控排烟方法，一种热风炉烧焦炉煤气的控排烟系统，包含主供气回路、助燃供气回路、多个热风炉、主供气支路和助燃供气支路，每个热风炉的供气口通过一条主供气支路与主供气回路连接，每个热风炉的助燃气进口通过一条助燃供气支路与助燃供气回路连接；所述主供气回路包含主供气管道、煤气总管、氮气管道和焦炉煤气管道，煤气总管、氮气管道和焦炉煤气管道的一端均与主供气管道一端连接，氮气管道上设置有氮气压力调节阀和氮气流量调节阀，焦炉煤气管道上设置有焦炉煤气电动盲板阀和焦炉煤气电动蝶阀，煤气总管上设置有煤气总管电动蝶阀和煤气总管盲板阀，主供气管道上设置有煤气预热旁通阀，煤气预热旁路管两端连接在煤气预热旁通阀两端的主供气管道上，煤气预热进口阀、煤气预热器和煤气预热出口阀依次设置在煤气预热旁路管上；所述助燃供气回路包含助燃气体主管，助燃气体主管上依次设置有助燃风机进口阀、助燃风机预热器、助燃风机出口阀和助燃空气旁通阀，助燃空气预热旁路管的两端分别连接助燃空气旁通阀两端的助燃气体主管，煤气预热进口阀、煤气预热器和煤气预热出口阀依次设置在助燃空气预热旁路管上，助燃空气放散管一端与助燃风机出口阀后端的助燃气体主管连接，助燃空气放散阀设置在助燃空气放散管上；所述主供气支路包含主供气支路管，主供气支路管上依次设置有煤气支管盲板阀、煤气调节阀、煤气切断阀和煤气燃烧阀，氮气吹扫管的一端和煤气支管放散管的一端与煤气切断阀和煤气燃烧阀之间的主供气支路管连接，氮气吹扫管上设置有氮气吹扫阀，煤气支管放散管上设置有煤气支管放散阀；所述助燃供气支路包含助燃供气支路管，助燃供气支路管依次设置有助燃空气调节阀和助燃空气燃烧阀；所述每个热风炉的烟气出口通过两根烟气管路与主烟气管道连接，主烟气管道连接烟囱，每根烟气管路上均设置有烟道阀；

其特征在于包含以下步骤：

S1、将高炉煤气管道总管电动蝶阀关闭，关煤气总管盲板阀，开煤气预热旁通阀，关煤气预热进口阀，关煤气预热出口阀，开煤气支管盲板阀，开煤气支管放散阀；

S2、启动1#工频助燃风机，开助燃风机进口阀，助燃空气进口调节阀12-15%，压力6.5-12Kpa，开助燃风机出口阀，开助燃空气放散阀，开助燃空气旁通阀，关助燃空气预热进口阀，关助燃空气出口阀；

S3、开1#热风炉烟道阀，开助燃空气燃烧阀，开煤气燃烧阀，关煤气支管放散阀；

S4、开1#热风炉助燃空气调节阀，调节阀22%，助燃空气流量45000-50000m³/h，开氮气吹扫阀，关氮气吹扫阀，开煤气切断阀，开煤气调节阀，开度12-18%；调节阀在吹扫的同时打开；

S5、开焦炉煤气电动蝶阀，开焦炉煤气电动盲板阀，焦炉煤气流量16000-18000m³/h，压力5.2-6.5Kpa,常开；

S6、开氮气压力调节阀、氮气压力调节阀，应与焦炉煤气压力差距正负1-2Kpa，开氮气流量调节阀，氮气流量23000-26000m³/h，压力2.1-3.6Kpa,流量调节阀33%，压力调节阀28%，进行正常控烟烧炉；

S7、1#热风炉温度拱顶1350℃时，切换2#热风炉由焖炉转为燃烧，开2#热风炉烟道阀，开助燃空气燃烧阀，开煤气燃烧阀，关煤气支管放散阀；

S8、开2#热风炉助燃空气调节阀，调节阀22%，助燃空气流量45000-50000m³/h，开氮气吹扫阀，关氮气吹扫阀，开煤气切断阀，开煤气调节阀，开度12-18%；调节阀在吹扫的同时打开；

S9、开焦炉煤气电动蝶阀，开焦炉煤气电动盲板阀，焦炉煤气流量16000-18000m³/h，压力5.2-6.5Kpa,常开；

S10、开氮气压力调节阀、氮气压力调节阀，应与焦炉煤气压力差距正负1-2Kpa，开氮气流量调节阀，氮气流量23000-26000m³/h，压力2.1-3.6Kpa,流量调节阀33%，压力调节阀28%，进行正常控烟烧炉，1#热风炉由燃烧转为入焖炉状态；

S11、关煤气调节阀，关煤气切断阀，开氮气吹扫阀，关氮气吹扫阀；

S12、关助燃空气调节阀，关煤气燃烧阀，开煤气支管放散阀，关助燃空气燃烧阀，关烟道阀，依次进行3#和4#热风炉循环烧炉。

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