CN114896742A - 多介质燃料管道布置方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多介质燃料管道布置方法，属于管道布置技术领域，针对现有的利用CAD平面设计进行多介质燃料管道布置的空间立体感不强、布置困难的问题，通过利用PDMS平台进行燃料管道布置，实现了狭小空间的多条燃料管道走向布置；具有与现实契合度大，最大程度反映工程实物，立体呈现设备、管道、土建等的相互关系和空间距离的特点；达到彻底解决设计有误差，偏离实际的老旧问题的技术效果。

Description

多介质燃料管道布置方法

技术领域

本发明涉及管道布置技术领域，具体说，涉及一种多介质燃料管道布置方法。

背景技术

为了充分利用钢铁厂生产过程中产生的高炉煤气、焦炉煤气、煤焦油等，研发人员研发出了多介质燃烧器，此类燃烧器采用高炉煤气(BFG)作为主燃料，焦炉煤气(COG)和天然气(NG)作为辅助燃料，天然气(NG)作为引燃燃料和第一应急燃料。但是，多种燃料同时接入燃烧器及引燃设备，如何合理布置燃料管道以保证燃烧器的正常安全运行，成为了新的挑战。

管道布置包括直管段、弯头、阀门等地布置，且需要考虑与土建的建筑 (墙、窗户、门、平台等)、结构(梁、柱)距离，以及阀门的操作，人的行走空间，管道自身支吊等一系列问题，在有限空间中设计多条管道的走向，存在设计效率较低的问题。

因此，亟需一种安全、高效地的多介质燃料管道布置方法。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种多介质燃料管道布置方法，达到了提高多介质燃烧器的燃料管道布置效率的技术效果。

一种多介质燃料管道布置方法，包括以下步骤，

将多个燃烧器阵列布置在空气风箱上；所述燃烧器包括高炉煤气管道接口、焦炉煤气管道接口和天然气管道接口；

将土建结构和设置有燃烧器阵列的空气风箱全比例呈现在PDMS上；其中，所述土建结构包括土建主梁；

按照靠近土建主梁的原则，设置高炉煤气母管，然后，通过高炉煤气支管将所述高炉煤气母管与所述各个燃烧器的高炉煤气管道接口相连通；

按照避开高炉煤气管道的原则，设置焦炉煤气母管，然后，通过焦炉煤气支管将所述焦炉煤气母管与所述各个燃烧器的焦炉煤气管道接口相连通；

按照避开所述高炉煤气管道和焦炉煤气管道的原则，设置天然气母管，然后，通过天然气支管将所述天然气管道母管与所述各个燃烧器的天然气管道管道接口相连通。

进一步，优选的，所述高炉煤气管道接口设置在所述空气风箱的设置有燃烧器的一侧，焦炉煤气管道接口和天然气管道接口设置在空气风箱的设置有燃烧器的相对侧。

进一步，优选的，各个燃烧器的高炉煤气管道接口的朝向角度均不相同；各个燃烧器的焦炉煤气管道接口和天然气管道接口的朝向角度均不相同。

进一步，优选的，空气风箱上的燃烧器的数量为4～8个。

进一步，优选的，还包括通过PDMS对高炉煤气管道、焦炉煤气管道和天然气管道进行三维碰撞检查。

进一步，优选的，在通过高炉煤气支管将所述高炉煤气母管与所述各个燃烧器的高炉煤气管道接口相连通之后，还包括为所述高炉煤气母管和所述高炉煤气支管设置相应的高炉煤气支吊架。

进一步，优选的，设置焦炉煤气母管和焦炉煤气支管时，避开所述高炉煤气支吊架。

本发明还保护一种多介质燃料管道布置系统，系统包括，

燃烧器布置模块，用于将多个燃烧器阵列布置在空气风箱上；所述燃烧器包括高炉煤气管道接口、焦炉煤气管道接口和天然气管道接口；

参数设置模块，用于将土建结构和设置有燃烧器阵列的空气风箱全比例呈现在PDMS上；其中，所述土建结构包括土建主梁；

管道布置模块，用于按照靠近土建主梁的原则，设置高炉煤气母管，然后，通过高炉煤气支管将所述高炉煤气母管与所述各个燃烧器的高炉煤气管道接口相连通；

按照避开高炉煤气管道的原则，设置焦炉煤气母管，然后，通过焦炉煤气支管将所述焦炉煤气母管与所述各个燃烧器的焦炉煤气管道接口相连通；

按照避开所述高炉煤气管道和焦炉煤气管道的原则，设置天然气母管，然后，通过天然气支管将所述天然气母管与所述各个燃烧器的天然气管道管道接口相连通。

进一步，优选的，所述管道布置模块还包括管道支吊架布置子模块，所述管道支吊架布置子模块，用于为所述高炉煤气母管、所述高炉煤气支管、所述焦炉煤气母管、所述焦炉煤气支管、所述天然气母管和所述天然气支管，设置相应的高炉管道支吊架。

进一步，优选的，还包括三维碰撞检查模块，用于对所设置的所述高炉煤气母管、所述高炉煤气支管、所述焦炉煤气母管、所述焦炉煤气支管、所述天然气母管、所述天然气支管以及对应的高炉管道支吊架；通过PDMS对高炉煤气管道、焦炉煤气管道和天然气管道进行三维碰撞检查。

如上所述，本发明的一种多介质燃料管道布置方法及系统，针对现有的利用CAD平面设计进行多介质燃料管道布置的空间立体感不强、布置困难的问题，通过利用PDMS平台进行燃料管道布置，实现了狭小空间的多条燃料管道走向布置；具有与现实契合度大，最大程度反映工程实物，立体呈现设备、管道、土建等的相互关系和空间距离的特点；达到彻底解决设计有误差，偏离实际的老旧问题的技术效果。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明及权利要求书的内容，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其他目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1是根据本发明实施例的燃烧器的燃料接口图；

图2是根据本发明实施例的燃烧器在空气风箱上的安装场景图；

图3是图2的后视图。

图4是根据本发明实施例的多介质燃烧管路布置场景图；

图5是根据本发明实施例的多介质燃烧管路安装示意图；

其中，

1、空气风箱；2、燃烧器；21、高炉煤气管道接口；22、焦炉煤气管道接口；23、天然气管道接口；3、高炉煤气母管；4、焦炉煤气母管；5、高炉煤气支管；6、焦炉煤气支管；7、钢梁；8、钢柱；9、天然气母管；10天然气支管。

具体实施方式

在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其他例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。

需要理解的是，术语“水平”、“垂直”、“上”、“下”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“底”等指示方位或位置关系，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组件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。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

现有技术中，在有限空间设计出较为合理的多介质燃料管道走向对于管道工艺设计人员而言，工作量较大；现有的CAD机械制图只提供平面，立体空间需要管道工艺设计人员根据想象去设置管道走向，由于多介质燃料管道系统复杂，设计人员设计时难免考虑不全；造成多种管道在狭小空间密集布置时，出现各种各样的设计缺陷，管道现实效果与理想设计相差太大，造成现场施工时管道安装不上，进而影响工程进度和质量；而通过本发明的多介质燃料管道布置方法和系统，具有与现实契合度大，最大程度反应工程实物，立体呈现设备、管道、土建等相互关系、空间距离的特点；实现了狭小空间的多条燃料管道走向布置；而且，只要能在PDMS中合理设计出多燃料管道，实际就能施工，彻底解决设计有误差，偏离实际的老旧问题。

实施例1

下面将参照附图对本发明的各个实施例进行详细描述。

图1～图3对燃烧器的布置场景进行了整体描述。具体地说，图1是根据本发明实施例的燃烧器的燃料接口图；图2是根据本发明实施例的燃烧器在空气风箱上的安装场景图；图3是图2的后视图。

多介质燃料管道布置方法，包括步骤S110～S160。

S110、将多个燃烧器阵列布置在空气风箱上；所述燃烧器包括高炉煤气管道接口、焦炉煤气管道接口和天然气管道接口。

以土耳其ERDEMIR6号燃气锅炉项目为例，锅炉项目不仅有常规的汽水系统，烟风系统，电控系统，而且还有特殊的燃烧器，如图1所示，每个燃烧器2包括高炉煤气接口21、焦炉煤气接口22、天然气接口23，一共3个燃料接口。

在一个具体的实施例中，所述高炉煤气管道接口设置在所述空气风箱的设置有燃烧器的一侧，焦炉煤气管道接口和天然气管道接口设置在空气风箱的设置有燃烧器的相对侧。各个燃烧器的高炉煤气管道接口的朝向角度均不相同；各个燃烧器的焦炉煤气管道接口和天然气管道接口的朝向角度均不相同。

如图2和图3所示，将6个燃烧器2，被置于空气风箱1上，两层分布，每层布置3个燃烧器，根据管道预期布置，每个燃烧器的3个燃料接口方向均略有不同。在具体的实施过程中，3个接口分别从同一侧的燃料管道3根母管上引出，由于安装空间有限，而需要安装的支管众多，布置困难较大。

需要说明的是，在具体的实施过程中，空气风箱上的燃烧器的数量可以但不限制于为4～8个。

S120、将土建结构和设置有燃烧器2的空气风箱1全比例呈现在PDMS 上；其中，所述土建结构包括土建主梁(图中未示出)。

通过PDMS软件(工厂三维布置设计管理系统)设计管道，可以有效解决CAD平面设计的问题。因为PDMS可以实现全比例三维实体建模，与实施场景十分相近，可以简单有效地确定管道布置方式，有利于安装实施。

图4和图5对多介质燃料管道的布置场景进行了整体说明；其中，图4 是根据本发明实施例的多介质燃烧管路布置场景图；图5是根据本发明实施例的多介质燃烧管路安装示意图。

S130、按照靠近土建主梁的原则，设置高炉煤气母管3，然后，通过高炉煤气支管5将所述高炉煤气母管3与所述各个燃烧器2的高炉煤气管道接口 21相连通。

在通过高炉煤气支管5将所述高炉煤气母管3与所述各个燃烧器2的高炉煤气管道接口21相连通之后，还包括为所述高炉煤气母管3和所述高炉煤气支管5设置相应的高炉煤气支吊架。也就是说，要设置支撑高炉煤气管路的支撑部件。在具体的实施过程中，支撑部件可以为钢梁或钢柱。按照管道的直径，确定所需的支撑部件类型。

也就是说，通过PDMS设置多燃料管道的走向。首先要布置最大的管道，高炉煤气管道，按照靠近土建柱梁的原则，接入各个燃烧器中。

S140、按照避开高炉煤气管道的原则，设置焦炉煤气母管4，然后，通过焦炉煤气支管6将所述焦炉煤气母管4与所述各个燃烧器2的焦炉煤气管道接口22相连通。

需要说明的是，在具体的实施过程中设置焦炉煤气母管4和焦炉煤气支管6时，不仅要避开土建结构和高炉煤气管道，还包括避开所述高炉煤气支吊架。

另外，还包括为所述焦炉煤气母管4和焦炉煤气支管6设置相应的高炉煤气支吊架。也就是说，要设置支撑焦炉煤气管路的支撑部件。在具体的实施过程中，支撑部件可以为钢梁7或钢柱8。按照管道的直径，确定所需的支撑部件类型。

S150、按照避开所述高炉煤气管道和焦炉煤气管道的原则，设置天然气母管9，然后，通过天然气支管10将所述天然气管道母管9与所述各个燃烧器2的天然气管道管道接口23相连通。

需要说明的是，在具体的实施过程中设置天然气母管9和天然气支管10 的时，不仅要避开土建结构、高炉煤气管道、焦炉煤气管道，还包括避开所述高炉煤气支吊架、焦炉煤气支吊架。

另外，还包括为天然气母管9和天然气支管10设置相应的高炉煤气支吊架。也就是说，要设置支撑天然气管路的支撑部件。在具体的实施过程中，支撑部件可以为钢梁或钢柱。按照管道的直径，确定所需的支撑部件类型。

在具体的实施过程中，还包括通过PDMS对高炉煤气管道、焦炉煤气管道和天然气管道进行三维碰撞检查。

也就是说，对于所设置的土建结构、高炉煤气管道、焦炉煤气管道、天然气管道、高炉煤气支吊架、焦炉煤气支吊架和天然气支吊架，进行全部的三维碰撞检查。

根据实施例设计土耳其ERDEMIR 6号锅炉项目时发现，多介质燃料(高炉煤气、焦炉煤气、天然气等)管道都接到同一多介质燃烧器中，单靠平面设计，定位复杂困难。通过利用PDMS解决多种介质燃料管道布置问题，简单实用，对所有复杂、繁琐的管道布置都有明显的优势，解决了以往仅靠CAD 平面设计空间立体感不强、布置困难的问题。

利用PDMS设计多种介质燃料管道，清晰明了，与现实契合度大，最大程度反应工程实物，呈现设备、管道、土建等相互关系、空间距离，只要能在PDMS中合理设计出多燃料管道，实际就能施工，彻底解决设计有误差，偏离实际的老旧问题。总之，通过利用PDMS软件的多介质燃料管道布置方法，具有避免CAD平面设计缺陷，与实际场景更契合，降低管道设计人员劳动量的特点。

本发明还保护一种多介质燃料管道布置系统，系统包括，燃烧器布置模块，用于将多个燃烧器阵列布置在空气风箱上；所述燃烧器包括高炉煤气管道接口、焦炉煤气管道接口和天然气管道接口。

参数设置模块，用于将土建结构和设置有燃烧器阵列的空气风箱全比例呈现在PDMS上；其中，所述土建结构包括土建主梁。

管道布置模块，用于按照靠近土建主梁的原则，设置高炉煤气母管，然后，通过高炉煤气支管将所述高炉煤气母管与所述各个燃烧器的高炉煤气管道接口相连通；按照避开高炉煤气管道的原则，设置焦炉煤气母管，然后，通过焦炉煤气支管将所述焦炉煤气母管与所述各个燃烧器的焦炉煤气管道接口相连通；按照避开所述高炉煤气管道和焦炉煤气管道的原则，设置天然气母管，然后，通过天然气支管将所述天然气母管与所述各个燃烧器的天然气管道管道接口相连通。

在一个具体的实施例中，所述管道布置模块还包括管道支吊架布置子模块，所述管道支吊架布置子模块，用于为所述高炉煤气母管、所述高炉煤气支管、所述焦炉煤气母管、所述焦炉煤气支管、所述天然气母管和所述天然气支管，设置相应的高炉管道支吊架。

还包括三维碰撞检查模块，用于对所设置的所述高炉煤气母管、所述高炉煤气支管、所述焦炉煤气母管、所述焦炉煤气支管、所述天然气母管、所述天然气支管以及对应的高炉管道支吊架；通过PDMS对高炉煤气管道、焦炉煤气管道和天然气管道进行三维碰撞检查。

综上所述，通过本发明的多介质燃料管道布置方法和系统，具有与现实契合度大，最大程度反应工程实物，立体呈现设备、管道、土建等相互关系、空间距离的特点；实现了狭小空间的多条燃料管道走向布置；而且，只要能在PDMS中合理设计出多燃料管道，实际就能施工；达到彻底解决设计有误差，偏离实际的弊端的技术效果。

但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提供的多介质燃料管道布置方法，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims (10)

1.一种多介质燃料管道布置方法，其特征在于，方法包括，

将多个燃烧器阵列布置在空气风箱上；所述燃烧器包括高炉煤气管道接口、焦炉煤气管道接口和天然气管道接口；

将土建结构和设置有燃烧器阵列的空气风箱全比例呈现在PDMS上；其中，所述土建结构包括土建主梁；

按照靠近土建主梁的原则，设置高炉煤气母管，然后，通过高炉煤气支管将所述高炉煤气母管与各个燃烧器的高炉煤气管道接口相连通；

按照避开高炉煤气管道原则，设置焦炉煤气母管，然后，通过焦炉煤气支管将所述焦炉煤气母管与各个燃烧器的焦炉煤气管道接口相连通；

按照避开所述高炉煤气管道和焦炉煤气管道的原则，设置天然气母管，然后，通过天然气支管将所述天然气管道母管与各个燃烧器的天然气管道管道接口相连通。

2.根据权利要求1所述的多介质燃料管道布置方法，其特征在于，

所述高炉煤气管道接口设置在所述空气风箱的设置有燃烧器的一侧，所述焦炉煤气管道接口和所述天然气管道接口设置在所述空气风箱的设置有燃烧器的相对侧。

3.根据权利要求1所述的多介质燃料管道布置方法，其特征在于，

各个燃烧器的高炉煤气管道接口的朝向角度均不相同；各个燃烧器的焦炉煤气管道接口和天然气管道接口的朝向角度均不相同。

4.根据权利要求1所述的多介质燃料管道布置方法，其特征在于，所述空气风箱上的燃烧器的数量为4～8个。

5.根据权利要求1所述的多介质燃料管道布置方法，其特征在于，还包括通过所述PDMS对高炉煤气管道、焦炉煤气管道和天然气管道进行三维碰撞检查。

6.根据权利要求1所述的多介质燃料管道布置方法，其特征在于，在通过高炉煤气支管将所述高炉煤气母管与所述各个燃烧器的高炉煤气管道接口相连通之后，还包括：为所述高炉煤气母管和所述高炉煤气支管设置相应的高炉煤气支吊架。

7.根据权利要求6所述的多介质燃料管道布置方法，其特征在于，在设置焦炉煤气母管和焦炉煤气支管时，避开所述高炉煤气支吊架。

8.一种多介质燃料管道布置系统，其特征在于，系统包括，

燃烧器布置模块，用于将多个燃烧器阵列布置在空气风箱上；所述燃烧器包括高炉煤气管道接口、焦炉煤气管道接口和天然气管道接口；

参数设置模块，用于将土建结构和设置有燃烧器阵列的空气风箱全比例呈现在PDMS上；其中，所述土建结构包括土建主梁；

管道布置模块，用于按照靠近土建主梁的原则，设置高炉煤气母管，然后，通过高炉煤气支管将所述高炉煤气母管与所述各个燃烧器的高炉煤气管道接口相连通；

按照避开高炉煤气管道原则，设置焦炉煤气母管，然后，通过焦炉煤气支管将所述焦炉煤气母管与所述各个燃烧器的焦炉煤气管道接口相连通；

按照避开所述高炉煤气管道和焦炉煤气管道的原则，设置天然气母管，然后，通过天然气支管将所述天然气母管与所述各个燃烧器的天然气管道管道接口相连通。

9.根据权利要求8所述的多介质燃料管道布置系统，其特征在于，

所述管道布置模块还包括管道支吊架布置子模块，所述管道支吊架布置子模块，用于为所述高炉煤气母管、所述高炉煤气支管、所述焦炉煤气母管、所述焦炉煤气支管、所述天然气母管和所述天然气支管，设置相应的高炉管道支吊架。

10.根据权利要求8所述的多介质燃料管道布置系统，其特征在于，还包括三维碰撞检查模块，用于对所设置的所述高炉煤气母管、所述高炉煤气支管、所述焦炉煤气母管、所述焦炉煤气支管、所述天然气母管、所述天然气支管以及对应的高炉管道支吊架；通过PDMS对高炉煤气管道、焦炉煤气管道和天然气管道进行三维碰撞检查。

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