CN115029492B - 热风炉充排压系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热风炉充排压系统及其控制方法，其涉及热风炉技术领域，热风炉充排压系统包括：第一热风炉；第二热风炉；第三热风炉；分别能与第一热风炉、第二热风炉和第三热风炉实现通断的热风总管，热风总管的出口用于与高炉相连通；冷风总管，其能通过相对应数量的冷风阀分别与第一热风炉、第二热风炉和第三热风炉实现通断；烟气总管，其能通过相对应数量的烟气阀分别与第一热风炉、第二热风炉和第三热风炉实现通断，烟气总管用于与烟囱相连通；废气总管，其能分别与第一热风炉、第二热风炉和第三热风炉实现通断，废气总管用于与烟囱相连通；等等。本申请能够解决风量和能量浪费的问题。

Description

热风炉充排压系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及热风炉技术领域，特别涉及一种热风炉充排压系统及其控制方法。

背景技术

热风炉是一种蓄热式的炉窑结构，为高炉提供富氧热风。单座热风炉工艺流程是：首先在燃烧期，煤气和助燃空气燃烧产生的高温烟气将蓄热室内的格子砖(或耐火球)加热；然后切换至送风期，由高温格子砖将冷风加热，送至高炉。由于燃烧和送风是断续、交替工作的，为保证向高炉连续供风，每座高炉至少配备两座热风炉，大多配置三座，采用“两烧一送”工作制度。

热风炉燃烧和送风两种工作状态的切换是通过相关阀门的开关操作实现的。热风炉处于送风期时，炉内压力达到450kPa(表压)，而在燃烧期时炉内压力只有1kPa(表压)。由于两种工作状态下热风炉内压力的巨大差距，较大通径的阀门因自身驱动力不足不能直接打开或关闭。所以，在燃烧工作状态转变为送风工作状态或送风工作状态转变为燃烧工作状态时，炉内需要充压或排压以达到阀门开闭所能达到的最大压差。

一座热风炉停止送风前，处于燃烧状态的另外一座热风炉需要提前从燃烧状态转变为送风状态，以保证热风炉系统向高炉连续供风。此时该座热风炉需要充压以降低炉内和冷风输送管道的压差，以便打开冷风阀和热风阀，向高炉供风。常规设计利用小通径阀门易开关的优势，采用的充压管(DN150至DN200)将冷风管道和热风炉连通，其上设有充压阀。当热风炉需要充压时，直接打开充压阀进行充压操作。此时冷风管道分出部分风量用于热风炉充压，必然会引起高炉入炉风量、风压的突然下降，造成高炉炉温、炉压波动。高炉炉况不顺时甚至导致崩料、出铁不全。因此，高炉操作者希望减少热风炉换炉次数，或者保持热风炉换炉时高炉入炉风量和风压的稳定。当热风炉由送风工作状态转变为燃烧工作状态时，需打开该热风炉的废气阀(DN300至DN400)，将热风炉炉内剩余的带压废气排出。常规设计将带压废气直接经烟囱排入大气，废气中含氧量一般在24％至36％之间，温度在200℃至400℃。上述过程不仅浪费了一部分风量，也浪费了一部分热量。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明实施例所要解决的技术问题是提供了一种热风炉充排压系统及其控制方法，其能够解决热风炉换炉时高炉入炉风量、风压波动以及风量、能量浪费的问题。

本发明实施例的具体技术方案是：

一种热风炉充排压系统，所述热风炉充排压系统包括：

第一热风炉；第二热风炉；第三热风炉；

分别能与所述第一热风炉、所述第二热风炉和所述第三热风炉实现通断的热风总管，所述热风总管的出口用于与高炉相连通；

冷风总管，其能通过相对应数量的冷风阀分别与所述第一热风炉、所述第二热风炉和所述第三热风炉实现通断；

烟气总管，其能通过相对应数量的烟气阀分别与所述第一热风炉、所述第二热风炉和所述第三热风炉实现通断，所述烟气总管用于与烟囱相连通；

废气总管，其能通过相对应数量的废气阀分别与所述第一热风炉、所述第二热风炉和所述第三热风炉实现通断，所述废气总管用于与烟囱相连通；

储气单元和增压装置，所述增压装置的进口能与所述废气总管相连通，所述增压装置的出口能与所述储气单元相连通，所述储气单元能与所述述废气总管相连通。

优选地，所述增压装置的进口通过第一连通管与所述废气总管相连接，所述第一连通管上设置有第二切断阀；所述增压装置的进口与所述第二切断阀之间连接有能与大气相连通的吸风管，所述吸风管上设置有吸风阀。

优选地，在所述废气总管上，所述第一连通管与所述废气总管的连接处与所述烟囱之间设置有第一切断阀。

优选地，所述增压装置的出口通过第二连通管与所述储气单元相连接，所述第二连通管上设置有第三切断阀；所述储气单元通过第三连通管与所述废气总管相连接，所述第三连通管上设置有第四切断阀。

优选地，所述增压装置的出口与所述第三切断阀之间连接有能与大气相连通的放散管，所述放散管上设置有放散阀。

优选地，所述热风总管通过相对应数量的热风支管分别与所述第一热风炉、所述第二热风炉和所述第三热风炉相连接，每个所述热风支管上设置有热风阀。

优选地，所述冷风总管通过相对应数量的冷风支管分别与所述第一热风炉、所述第二热风炉和所述第三热风炉相连接，每个所述冷风支管上设置有冷风阀；所述烟气总管通过相对应数量的烟气支管分别与所述第一热风炉、所述第二热风炉和所述第三热风炉相连接，每个所述烟气支管上设置有所述烟气阀；所述废气总管通过相对应数量的废气支管分别与每个所述烟气阀上游的所述烟气支管相连接，所述废气支管上设置有废气阀。

优选地，所述热风炉充排压系统具有第一状态和第二状态，在所述第一状态下，所述第二热风炉处于送风工作状态，所述第三热风炉处于燃烧工作状态；

所述第一热风炉与所述冷风总管、所述热风总管、所述烟气总管处于断开状态；

所述第一热风炉与所述废气总管处于连通状态，所述废气总管与所述增压装置处于连通状态，所述增压装置处于开启状态，所述废气总管与所述烟囱处于断开状态，所述增压装置与所述储气单元处于连通状态，所述储气单元与所述废气总管处于断开状态，当所述第一热风炉内的压力降低至第一预设压力时，将所述第一热风炉相对应的所述烟气阀开启，所述第一热风炉与所述废气总管断开；

在所述第二状态下，所述第一热风炉处于燃烧工作状态，所述第三热风炉处于送风工作状态；所述第二热风炉相对应的所述烟气阀处于关闭状态，所述第二热风炉与所述废气总管处于连通状态，所述储气单元与所述废气总管处于连通状态，当所述第二热风炉内的压力升高至第二预设压力时，开启所述第二热风炉相对应的所述冷风阀和热风阀，将所述第二热风炉与所述高炉连通。

优选地，在所述第二状态下，当开启所述第二热风炉相对应的所述冷风阀和热风阀，将所述第二热风炉与所述高炉连通以后，所述第二热风炉与所述废气总管处于断开状态，所述储气单元与所述废气总管处于断开状态；

所述第三热风炉与所述废气总管处于连通状态，所述废气总管与所述增压装置处于连通状态，所述增压装置处于开启状态，所述废气总管与所述烟囱处于断开状态，所述增压装置与所述储气单元处于连通状态，所述储气单元与所述废气总管处于断开状态，当所述第三热风炉内的压力降低至第一预设压力时，将所述第三热风炉相对应的所述烟气阀开启，所述第三热风炉与所述废气总管断开，所述第三热风炉排压完成。

优选地，所述增压装置的进口通过第一连通管与所述废气总管相连接，所述第一连通管上设置有第二切断阀；所述增压装置的进口与所述第二切断阀之间连接有能与大气相连通的吸风管，所述吸风管上设置有吸风阀；

在所述第一状态下，当所述储气单元内的压力无法达到第四预设压力时，关闭第二切断阀，开启所述吸风阀，开启所述增压装置，向所述储气单元内补压至第四预设压力。

一种采用如上述任一所述的热风炉充排压系统的控制方法，所述控制方法包括：

当第二热风炉处于燃烧工作状态，所述第一热风炉送风即将结束，所述第三热风炉需要提前由燃烧工作状态切换至送风工作状态，首先，停止向所述第三热风炉输入燃烧气体和含氧气体，关闭所述第三热风炉相对应的烟气阀，之后，再将所述第三热风炉与所述废气总管连通，所述储气单元与所述废气总管连通，当所述第三热风炉内的压力升高至第二预设压力时，开启所述第三热风炉相对应的所述冷风阀和热风阀，所述第三热风炉充压完成，将所述第三热风炉与高炉连通，将所述第三热风炉与所述废气总管断开，所述储气单元与所述废气总管断开；

此后，第三热风炉处于送风工作状态，第一热风炉需要由送风工作状态切换至燃烧工作状态，将所述第一热风炉通过废气总管与增压装置连通，所述第一热风炉与烟囱、冷风总管、热风总管断开，所述增压装置开启，并与所述储气单元连通，所述储气单元与所述废气总管断开，从而将所述第一热风炉炉内的废气通过所述增压装置充入所述储气单元中进行储存；

待所述第一热风炉内的压力降低至第一预设压力时，将所述第一热风炉相对应的所述烟气阀开启，所述第一热风炉与所述废气总管断开，所述第一热风炉排压完成；向所述第一热风炉输入燃烧气体和含氧气体以使所述第一热风炉进入燃烧状态；

当所述第一热风炉处于燃烧工作状态，所述第二热风炉送风工作状态将要结束切换至燃烧工作状态时，所述第三热风炉需要提前由燃烧工作状态切换至送风工作状态，此时，停止向所述第三热风炉输入燃烧气体和含氧气体，关闭所述第三热风炉相对应的所述烟气阀，之后，再将所述第三热风炉与所述废气总管连通，所述储气单元与所述废气总管连通，当所述第三热风炉内的压力升高至第二预设压力时，开启所述第三热风炉相对应的所述冷风阀和热风阀，所述第三热风炉充压完成，将所述第三热风炉与高炉连通，最后将所述第三热风炉与废气总管断开，所述储气单元与所述废气总管断开；

在所述第三热风炉由燃烧工作状态切换至送风工作状态以后，所述第二热风炉送风工作状态结束切换至燃烧工作状态，此时，将所述第二热风炉与冷风总管、热风总管断开，将所述第二热风炉与所述废气总管连通，所述废气总管与所述增压装置连通，开启所述增压装置，所述废气总管与所述烟囱断开，所述增压装置与所述储气单元连通，从而将所述第二热风炉炉内的废气通过所述增压装置充入所述储气单元中进行储存；

当所述第二热风炉内的压力降低至第一预设压力时，所述第二热风炉排压完成，将所述第二热风炉相对应的所述烟气阀开启，所述第二热风炉与所述废气总管断开。

优选地，所述第一热风炉、第二热风炉和第三热风炉的容积相同或者不同。

本发明的技术方案具有以下显著有益效果：

1、高炉入炉风压稳定性提高：热风炉充压相对应的系统部件独立于高炉鼓风相对应的系统部件，高炉入炉风压不受热风炉换炉的影响，实现了完全的无扰动换炉和热风炉换炉独立于高炉操作之外。

2、能介优势：不需要消耗厂内能源介质，完全通过储气单元接收热风炉排压废气再用于热风炉充压，能做到自产自用，实现了热风炉排压废气零排放。

3、能耗优势：增压装置抽取热风炉带压废气，相比于自大气中抽风，能耗更小。

4、节能优势：热风炉废气具有一定温度，废气的再利用回收大部分热量。

5、时间优势：采用本申请可以大大缩短热风炉充压时间，增加热风炉烧炉时间，从而有效提高热风炉送风温度，降低高炉吨铁成本。

参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

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为本发明实施例中热风炉充排压系统的系统示意图。

以上附图的附图标记：

1、冷风总管；2、烟气总管；3、废气总管；4、烟气支管；5、烟气阀；6、冷风支管；7、冷风阀；8、废气支管；9、废气阀；11、第一压力表；121、第一热风炉；122、第二热风炉；123、第三热风炉；13、热风支管；14、热风阀；15、热风总管；16、高炉；17、烟囱；18、第一切断阀；19、第一连通管；20、第二切断阀；21、吸风管；22、吸风阀；23、增压装置；24、放散管；25、放散阀；26、第二连通管；27、第三切断阀；28、储气单元；29、安全阀；30、第二压力表；31、排污阀；32、第三连通管；33、调节阀；34、第四切断阀；35、电控装置。

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。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

为了能够解决热风炉换炉时高炉入炉风量、风压波动以及风量、能量浪费的问题，在本申请中提出了一种热风炉充排压系统，图1为本发明实施例中热风炉充排压系统的系统示意图，如图1所示，热风炉充排压系统可以包括：第一热风炉121；第二热风炉122；第三热风炉123；分别能与第一热风炉121、第二热风炉122和第三热风炉123实现通断的热风总管15，热风总管15的出口用于与高炉16相连通；冷风总管1，其能通过相对应数量的冷风阀7分别与第一热风炉121、第二热风炉122和第三热风炉123实现通断；烟气总管2，其能通过相对应数量的烟气阀5分别与第一热风炉121、第二热风炉122和第三热风炉123实现通断，烟气总管2用于与烟囱17相连通；废气总管3，其能通过相对应数量的废气阀9分别与第一热风炉121、第二热风炉122和第三热风炉123实现通断，废气总管3用于与烟囱17相连通；储气单元28和增压装置23，增压装置23的进口能与废气总管3相连通，增压装置23的出口能与储气单元28相连通，储气单元28能与述废气总管3相连通。

如图1所示，热风总管15通过相对应数量的热风支管13分别与第一热风炉121、第二热风炉122和第三热风炉123相连接，每个热风支管13上设置有热风阀14，通过热风阀14从而分别控制第一热风炉121、第二热风炉122、第三热风炉123与热风总管15的通断。热风总管15的出口与高炉16相连接，从而实现连通。

如图1所示，冷风总管1通过相对应数量的冷风支管6分别与第一热风炉121、第二热风炉122、第三热风炉123相连接，每个冷风支管6上设置有冷风阀7，通过冷风阀7从而分别控制第一热风炉121、第二热风炉122、第三热风炉123与冷风总管1的通断。冷风总管1的进口通过鼓风机可以与大气相连通。如图1所示，烟气总管2通过相对应数量的烟气支管4分别与第一热风炉121、第二热风炉122、第三热风炉123相连接，每个烟气支管4上设置有烟气阀5，通过烟气阀5从而分别控制第一热风炉121、第二热风炉122、第三热风炉123与烟气总管2的通断。烟气总管2的出口与烟囱17相连接，以实现与烟囱17相连通。一个热风炉可以通过一个烟气支管4与烟气总管2相连接，也可以通过多个烟气支管4与烟气总管2相连接。

如图1所示，废气总管3通过相对应数量的废气支管8分别与每个烟气阀5上游的烟气支管4相连接，废气支管8上设置有废气阀9，通过废气阀9从而分别控制第一热风炉121、第二热风炉122、第三热风炉123与废气总管3的通断。上述每个烟气阀5具体指，当一个热风炉通过一个烟气支管4与烟气总管2相连接时，废气总管3通过三个的废气支管8分别与每个热风炉的烟气阀5上游的烟气支管4相连接；当一个热风炉通过多个烟气支管4与烟气总管2相连接时，废气总管3通过至少三个的废气支管8分别与每个热风炉的至少一个烟气阀5上游的烟气支管4相连接。废气总管3的出口与烟囱17相连接，以实现与烟囱17相连通。在其它可行的实施方式中，废气支管8可以直接与相对应的热风炉连接。

如图1所示，增压装置23的进口通过第一连通管19与废气总管3相连接，第一连通管19上设置有第二切断阀20，通过第二切断阀20控制增压装置23与废气总管3的通断。增压装置23的进口与第二切断阀20之间连接有能与大气相连通的吸风管21，吸风管21上设置有吸风阀22，通过吸风阀22可以控制大气与增压装置23的进口的通断。在废气总管3上，第一连通管19与废气总管3的连接处与烟囱17之间设置有第一切断阀18，第一切断阀18用于控制废气总管3的出口与烟囱17之间的通断。

如图1所示，增压装置23的出口通过第二连通管26与储气单元28相连接，第二连通管26上设置有第三切断阀27，通过第三切断阀27控制增压装置23与储气单元28的通断。储气单元28可以采用能够承受高压的储气罐。储气单元28通过第三连通管32与充压总管相连接，第三连通管32上设置有第四切断阀34，通过第四切断阀34控制废气总管3与储气单元28的通断。增压装置23的出口与第三切断阀27之间连接有能与大气相连通的放散管24，放散管24上设置有放散阀25。

进一步的，储气单元28上连接有用于排除内部污垢的排污阀31、用于测量储气单元28内部压力的第二压力表30以及用于在压力过大时开启的安全阀29。第三连通管32上可以设置有调节阀33，用于调节储气单元28向充压总管输入气体时的流量。

进一步的，热风炉充排压系统还可以包括电控装置35，电控装置35用于与冷风阀7、烟气阀5、第一切断阀18、吸风阀22、第二切断阀20、第三切断阀27、第四切断阀34、放散阀25、热风阀14、充压阀、废气阀9、吸风阀22、调节阀33、排污阀31等等相电性连接，以其上述阀进行控制。

进一步的，在烟气支管4上可以设置有第一压力表11，第一压力表11可以设置在烟气阀5的上游，以测量热风炉内的压力。

本申请中的热风炉充排压系统至少具有第一状态和第二状态。第一热风炉121送风工作状态结束，需要转入燃烧工作状态。此时热风炉充排压系统进入中间状态，即第一状态。在第一状态下，第二热风炉122处于燃烧工作状态，第三热风炉123处于送风工作状态。第一热风炉121与冷风总管1、热风总管15、烟气总管2处于断开状态；第一热风炉121与废气总管3处于连通状态，废气总管3与增压装置23处于连通状态，增压装置23处于开启状态，废气总管3与烟囱17处于断开状态，增压装置23与储气单元28处于连通状态，储气单元28与废气总管3处于断开状态，当第一热风炉121内的压力降低至第一预设压力时，将第一热风炉121相对应的烟气阀5开启，第一热风炉121与废气总管3断开。当然同时可以将增压装置23与储气单元28之间断开，增压装置23与废气总管3之间断开。在此过程中，第一热风炉121炉内的废气被压缩充入储气单元28。待烟气支管4压力降低至第一预设压力时，可以在较小的压力差下方便的打开第一热风炉121对应的烟气阀5，然后关闭第一热风炉121对应的废气阀9，之后可以打开第一热风炉121相关的燃烧气体和氧气相对应的阀门，使之进入燃烧工作状态。

之后，第三热风炉123送风工作状态即将结束，需要转入燃烧工作状态。第二热风炉122需要提前自燃烧工作状态转入送风工作状态，此时热风炉充排压系统进入另一种中间状态，即第二状态。

在第二状态下，第一热风炉121处于燃烧工作状态，第三热风炉123处于送风工作状态；第二热风炉122相对应的烟气阀5处于关闭状态，第二热风炉122与废气总管3处于连通状态，储气单元28与废气总管3处于连通状态，即第四切断阀34开启、调节阀33开启，当第二热风炉122内的压力升高至第二预设压力时，开启第二热风炉122相对应的冷风阀7和热风阀14，将第二热风炉122与高炉16连通。在此过程中，储气单元28中回收的废气充入第二热风炉122内。待第二热风炉122内的压力升高至第二预设压力时，可以在较小的压力差下方便的打开第二热风炉122对应的冷风阀7，使之进入送风工作状态，当然也可以在较小的压力差下方便的打开第二热风炉122对应的热风阀14。待第二热风炉122内的压力升高至第二预设压力以后，可以将第二热风炉122与废气总管3断开，储气单元28与废气总管3断开。

作为优选的，在第一状态下，当储气单元28内的压力无法达到第四预设压力时，关闭第二切断阀20，可以开启吸风阀22，从而通过增压装置23利用大气的空气对储气单元28进行补压，直到储气单元28内的压力达到第四预设压力时。在此期间，需要将第一连通管19上的第一切断阀18关闭。

在第二状态下，当开启第二热风炉122相对应的冷风阀7和热风阀14，将第二热风炉122与高炉16连通以后，第二热风炉122与废气总管3处于断开状态，储气单元28与废气总管3处于断开状态；第三热风炉123与废气总管3处于连通状态，废气总管3与增压装置23处于连通状态，增压装置23处于开启状态，废气总管3与烟囱17处于断开状态，增压装置23与储气单元28处于连通状态，储气单元28与废气总管3处于断开状态，当第三热风炉123内的压力降低至第一预设压力时，将第三热风炉123相对应的烟气阀5开启，第三热风炉123与废气总管3断开。在此过程中，第三热风炉123炉内的废气被压缩充入储气单元28，以用于之后第一热风炉121的充压。待烟气支管4压力降低至第一预设压力时，可以在较小的压力差下方便的打开第三热风炉123对应的烟气阀5，然后关闭第三热风炉123对应的废气阀9，之后可以打开第三热风炉123相关的燃烧气体和氧气相对应的阀门，使之进入燃烧工作状态。再之后，第二热风炉122送风工作状态结束，需要转入燃烧工作状态。如此不断循环往复，以满足热风炉充排压系统的废气回收和充压。

作为优选地，在三个热风炉中的任一一个首次送风或者其他特殊工况下，该热风炉排压时可通过相对应的废气阀9、第一切断阀18开启，从而直接排入烟囱17；在三个热风炉中的任一一个热风炉首次进行充压时，可以启动增压装置23和打开吸风阀22，增压装置23自大气抽风充入储气单元28以满足该热风炉的充压需求。

作为优选地，当某一热风炉相对应的热风阀14、燃烧气体和含氧气体输入管线上的阀门需要更换时，可以关闭废气总管3上的第一切断阀18、吸风阀22、第三切断阀27、第四切断阀34，依次打开相对应的废气阀9，第二切断阀20、放散阀25，启动增压装置23从该热风炉炉内抽风，使该热风炉炉内形成负压，防止热风炉内热气自阀门更换处跑而出现事故。

作为优选地，当热风炉炉内设备(如炉箅子、下部耐材)温度过高时，可以打开该热风炉相对应的充压阀、第四切断阀34和调节阀33，将储气单元28内的低温气体自该热风炉炉底充入，冷却热风炉底部相关设备，避免因温度过高破坏热风炉炉内设备、影响热风炉的使用寿命。

通过储气单元28和增压装置23回收热风炉排压废气，之后用于另外一个热风炉的充压。在以上过程中，热风炉充压独立于热风炉送风相关部件，可以实现热风炉无扰动换炉；其次，热风炉换炉不再受到高炉16炉况和操作的制约，具备了缩短送风时间，提高送风温度的条件；最后，热风炉排压的废气全部回收储存，没有资源和能源的排放浪费，实现了热风炉换炉废气回收再利用，提高了能源利用率。

在本申请中还提出了一种热风炉充排压系统的控制方法，控制方法可以包括：

当第二热风炉122处于燃烧工作状态，第一热风炉送风即将结束，第三热风炉123需要提前由燃烧工作状态切换至送风工作状态，首先，停止向第三热风炉123输入燃烧气体和含氧气体，关闭第三热风炉123相对应的烟气阀5，之后，再将第三热风炉123与废气总管3连通，储气单元28与废气总管3连通，当第三热风炉123内的压力升高至第二预设压力时，开启第三热风炉123相对应的冷风阀7和热风阀14，将第三热风炉123与高炉16连通，第三热风炉123充压完成，将第三热风炉123与高炉16连通，将第三热风炉123与废气总管15断开，储气单元28与废气总管3断开。

此后，第三热风炉123处于送风工作状态，第一热风炉121需要由送风工作状态切换至燃烧工作状态，将第一热风炉121通过废气总管3与增压装置23连通，第一热风炉121与烟囱17、冷风总管1、热风总管15断开，增压装置23开启，并与储气单元28连通，储气单元28与废气总管3断开，从而将第一热风炉121炉内的废气通过增压装置23充入储气单元28中进行储存。作为可行的，第一热风炉121需要由送风工作状态切换至燃烧工作状态时，可以先将第一热风炉121与冷风总管1、高炉16断开，之后再将第一热风炉121通过废气总管3与增压装置23连通。在将第一热风炉121炉内的废气通过增压装置23充入储气单元28中进行储存的过程中，废气总管3与烟囱17之间可以断开。

待第一热风炉121内的压力降低至第一预设压力时，将第一热风炉121相对应的烟气阀5开启，第一热风炉121与废气总管3断开，第一热风炉121排压完成，向第一热风炉121输入燃烧气体和含氧气体以使第一热风炉121进入燃烧状态。作为可行的，废气总管3与增压装置23之间可以断开，增压装置23与储气单元28之间可以断开。

当第一热风炉121处于燃烧工作状态，第二热风炉122送风工作状态将要结束切换至燃烧工作状态时，第三热风炉123需要提前由燃烧工作状态切换至送风工作状态，此时，停止向第三热风炉123输入燃烧气体和含氧气体，关闭第三热风炉123相对应的烟气阀5，之后，再将第三热风炉123与废气总管3连通，储气单元28与废气总管3连通，当第三热风炉123内的压力升高至第二预设压力时，第三热风炉123充压完成，开启第三热风炉123相对应的冷风阀7和热风阀14，将第三热风炉123与高炉16连通，最后将第三热风炉123与废气总管3断开，储气单元28与废气总管3断开。

在第三热风炉123由燃烧工作状态切换至送风工作状态以后，第二热风炉122送风工作状态结束切换至燃烧工作状态，此时，将第二热风炉122与冷风总管1、热风总管15断开，将第二热风炉122与废气总管3连通，废气总管3与增压装置23连通，开启增压装置23，废气总管3与烟囱17断开，增压装置23与储气单元28连通，从而将第二热风炉122炉内的废气通过增压装置23充入储气单元28中进行储存。

当第二热风炉122内的压力降低至第一预设压力时，将第二热风炉122相对应的烟气阀5开启，第二热风炉122与废气总管3断开。当然同时可以将增压装置23与储气单元28之间断开，增压装置23与废气总管3之间断开。在此过程中，第二热风炉122炉内的废气被压缩充入储气单元28。待烟气支管4压力降低至第一预设压力时，可以在较小的压力差下方便的打开第二热风炉122对应的烟气阀5，然后关闭第二热风炉122对应的废气阀9，之后可以打开第二热风炉122相关的燃烧气体和含氧气体相对应的阀门，使之进入燃烧工作状态。

再之后，第三热风炉123送风工作状态结束，需要转入燃烧工作状态。如此，第三热风炉123、第一热风炉121、第二热风炉122不断循环往复，以满足热风炉充排压系统的废气回收和充压。

在其它实施例中，所述热风炉充排压系统还包括：充压总管，其能通过相对应数量的充压阀分别与第一热风炉121、第二热风炉122和第三热风炉123实现通断。相对应的，增压装置23的进口能与废气总管3相连通，增压装置23的出口能与储气单元28相连通，储气单元28能与充压总管相连通。充压总管通过相对应数量的充压支管分别与每个冷风阀7下游的冷风支管6相连接，每个充压支管上设置有充压阀，通过充压阀从而分别控制第一热风炉121、第二热风炉122和第三热风炉123与充压总管的通断。

在第二状态下，第一热风炉121处于燃烧工作状态，第二热风炉122处于送风工作状态；第三热风炉123相对应的烟气阀5处于关闭状态，第三热风炉123与废气总管3处于断开状态，储气单元28与废气总管3处于断开状态，即第四切断阀34关闭、调节阀33关闭，第三热风炉123与充压总管处于连通状态，储气单元28与充压总管处于连通状态。当第三热风炉123内的压力升高至第二预设压力时，第三热风炉123与充压总管断开，储气单元28与充压总管断开，开启第三热风炉123相对应的冷风阀7，将第三热风炉123与高炉16连通，即开启第三热风炉123相对应的热风阀14。

在热风炉充排压系统的控制方法中，当第二热风炉122送风工作状态将要结束切换至燃烧工作状态时，第三热风炉123需要提前由燃烧工作状态切换至送风工作状态，此时，停止向第三热风炉123输入燃烧气体和含氧气体，关闭第三热风炉123相对应的烟气阀5，之后，再将第三热风炉123与充压总管连通，储气单元28与充压总管连通，当第三热风炉123内的压力升高至第二预设压力时，第三热风炉充压完成，开启第三热风炉123相对应的冷风阀7和热风阀14，将第三热风炉123与高炉16连通，最后将第三热风炉123与充压总管断开，储气单元28与充压总管断开。

作为可行的，充压总管与废气总管3之间通过旁通管相连接，旁通管上设置有旁通阀。在第一状态下，在第一热风炉121送风工作状态将要结束，第三热风炉123燃烧工作状态结束时，关闭废气总管3上的第一切断阀18、第一连通管19上的第二切断阀20、第三连通管32上的第四切断阀40，再依次开启第三热风炉123相对应的充压阀、旁通阀、第一热风炉121相对应的废气阀9。此时，第一热风炉121与第三热风炉123连通，第一热风炉121内的高压废气直接进入第三热风炉123。待第一热风炉121与第三热风炉123之间的压力差值减小到第三预设压力时，关闭旁通阀。之后，依次打开第三连通管32上的调节阀33和第四切断阀34以将储气单元28与充压总管连通、第三热风炉123相对应的充压阀将第三热风炉123与充压总管连通，将储气单元28与废气总管3断开，从而将储气单元28中的气体充入第三热风炉123。当第三热风炉123的压力升高至第二预设压力时，开启第三热风炉123相对应的冷风阀7和热风阀14，第三热风炉123充压完成，将第三热风炉123与高炉16连通。此时第三热风炉123进入送风工作状态。最后关闭第三热风炉123相对应的充压阀、调节阀33和第四切断阀34。之后，第一热风炉121送风工作状态结束，需要转入燃烧工作状态。

当第一热风炉121、第二热风炉122和第三热风炉123的大小规格相同时，在其中一个热风炉由送风工作状态切换至燃烧工作状态时，可以该将热风炉炉内的废气通过增压装置23充入储气单元28中进行储存，之后在另一个热风炉由燃烧工作状态切换至送风工作状态时，将储气单元28中储存的废气充入，由于三个热风炉大小规格相同，那么存储的废气能够满足下一个热风炉的需求。因此，在多个热风炉之间循环的过程中热风炉之间能够做到自产自用，不需要消耗外界的能源介质。

当第一热风炉121、第二热风炉122和第三热风炉123的大小规格不相同时，依然能够实现热风炉之间做到自产自用，不需要消耗外界的能源介质。例如，第一热风炉121的大小规格最大，在送风工作状态切换至燃烧工作状态前，其内部的废气为L，第二热风炉122和第三热风炉123的大小规格为内部的废气只能容纳0.8L，当将第一热风炉121内的废气存储至储气单元28中时，储气单元28中存储有L的废气，在对第三热风炉123进行充压时，储气单元28只需消耗0.8L的废气就能满足第三热风炉123的需求，因此，储气单元28中依然留存有0.2L的废气；之后，第二热风炉122炉内的废气存储入储气单元28，储气单元28中又存储有L的废气，再对第一热风炉121进行充压，由于储气单元28一直留存有第一热风炉121对储气单元28进行充压的0.2L的废气，因此此时储气单元28具有足够的废气存储量以满足此时第一热风炉121的需求，在此后，储气单元28中留存有0L的废气。之后，第三热风炉123炉内的废气存储入储气单元28，储气单元28中又存储有0.8L的废气，再对第二热风炉122进行充压，在此后，储气单元28中留存有0L的废气。通过上述举例可以发现，以上过程完成了一个完整的循环，在此循环过程中，即使第一热风炉121、第二热风炉122和第三热风炉123的大小规格不相同时，但在一个循环过程结束时整个热风炉充排压系统依然能够实现热风炉之间做到自产自用，不需要消耗外界的能源介质。

本申请可以具有如下有益效果：1、高炉入炉风压稳定性提高：热风炉充压相对应的系统部件独立于高炉鼓风相对应的系统部件，高炉入炉风压不受热风炉换炉的影响，实现了完全的无扰动换炉和热风炉换炉独立于高炉操作之外；2、能介优势：不需要消耗厂内能源介质，完全通过储气单元接收热风炉排压废气再用于热风炉充压，能做到自产自用，实现了热风炉排压废气零排放；3、能耗优势：增压装置抽取热风炉带压废气，相比于自大气中抽风，能耗更小；4、节能优势：热风炉废气具有一定温度，废气的再利用回收大部分热量；5、时间优势：采用本申请可以大大缩短热风炉充压时间，增加热风炉烧炉时间，从而有效提高热风炉送风温度，降低高炉吨铁成本。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种热风炉充排压系统，其特征在于，所述热风炉充排压系统包括：

第一热风炉；第二热风炉；第三热风炉；

分别能与所述第一热风炉、所述第二热风炉和所述第三热风炉实现通断的热风总管，所述热风总管的出口用于与高炉相连通；

冷风总管，其能通过相对应数量的冷风阀分别与所述第一热风炉、所述第二热风炉和所述第三热风炉实现通断；

烟气总管，其能通过相对应数量的烟气阀分别与所述第一热风炉、所述第二热风炉和所述第三热风炉实现通断，所述烟气总管用于与烟囱相连通；

废气总管，其能通过相对应数量的废气阀分别与所述第一热风炉、所述第二热风炉和所述第三热风炉实现通断，所述废气总管用于与烟囱相连通；

储气单元和增压装置，所述增压装置的进口能与所述废气总管相连通，所述增压装置的出口能与所述储气单元相连通，所述储气单元能与所述废气总管相连通；

所述增压装置的进口通过第一连通管与所述废气总管相连接，所述第一连通管上设置有第二切断阀；所述增压装置的进口与所述第二切断阀之间连接有能与大气相连通的吸风管，所述吸风管上设置有吸风阀；所述热风总管通过相对应数量的热风支管分别与所述第一热风炉、所述第二热风炉和所述第三热风炉相连接，每个所述热风支管上设置有热风阀；所述冷风总管通过相对应数量的冷风支管分别与所述第一热风炉、所述第二热风炉和所述第三热风炉相连接，每个所述冷风支管上设置有冷风阀；所述烟气总管通过相对应数量的烟气支管分别与所述第一热风炉、所述第二热风炉和所述第三热风炉相连接，每个所述烟气支管上设置有所述烟气阀；所述废气总管通过相对应数量的废气支管分别与每个所述烟气阀上游的所述烟气支管相连接，所述废气支管上设置有废气阀；

所述热风炉充排压系统具有第一状态和第二状态，在所述第一状态下，所述第二热风炉处于燃烧工作状态，所述第三热风炉处于送风工作状态；

所述第一热风炉与所述冷风总管、所述热风总管、所述烟气总管处于断开状态；

所述第一热风炉与所述废气总管处于连通状态，所述废气总管与所述增压装置处于连通状态，所述增压装置处于开启状态，所述废气总管与所述烟囱处于断开状态，所述增压装置与所述储气单元处于连通状态，所述储气单元与所述废气总管处于断开状态，当所述第一热风炉内的压力降低至第一预设压力时，将所述第一热风炉相对应的所述烟气阀开启，所述第一热风炉与所述废气总管断开；

在所述第二状态下，所述第一热风炉处于燃烧工作状态，所述第三热风炉处于送风工作状态；所述第二热风炉相对应的所述烟气阀处于关闭状态，所述第二热风炉与所述废气总管处于连通状态，所述储气单元与所述废气总管处于连通状态，当所述第二热风炉内的压力升高至第二预设压力时，开启所述第二热风炉相对应的所述冷风阀和热风阀，将所述第二热风炉与所述高炉连通；

所述第一热风炉送风工作状态结束，需要转入燃烧工作状态，此时所述热风炉充排压系统进入中间状态，即所述第一状态；之后，所述第三热风炉送风工作状态即将结束，需要转入燃烧工作状态，所述第二热风炉需要提前自燃烧工作状态转入送风工作状态，此时热风炉充排压系统进入另一种中间状态，即所述第二状态。

2.根据权利要求1所述的热风炉充排压系统，其特征在于，在所述废气总管上，所述第一连通管与所述废气总管的连接处与所述烟囱之间设置有第一切断阀。

3.根据权利要求1所述的热风炉充排压系统，其特征在于，所述增压装置的出口通过第二连通管与所述储气单元相连接，所述第二连通管上设置有第三切断阀；所述储气单元通过第三连通管与所述废气总管相连接，所述第三连通管上设置有第四切断阀。

4.根据权利要求3所述的热风炉充排压系统，其特征在于，所述增压装置的出口与所述第三切断阀之间连接有能与大气相连通的放散管，所述放散管上设置有放散阀。

5.根据权利要求1所述的热风炉充排压系统，其特征在于，在所述第二状态下，当开启所述第二热风炉相对应的所述冷风阀和热风阀，将所述第二热风炉与所述高炉连通以后，所述第二热风炉与所述废气总管处于断开状态，所述储气单元与所述废气总管处于断开状态；

所述第三热风炉与所述废气总管处于连通状态，所述废气总管与所述增压装置处于连通状态，所述增压装置处于开启状态，所述废气总管与所述烟囱处于断开状态，所述增压装置与所述储气单元处于连通状态，所述储气单元与所述废气总管处于断开状态，当所述第三热风炉内的压力降低至第一预设压力时，将所述第三热风炉相对应的所述烟气阀开启，所述第三热风炉与所述废气总管断开，所述第三热风炉排压完成。

6.根据权利要求1所述的热风炉充排压系统，其特征在于，所述增压装置的进口通过第一连通管与所述废气总管相连接，所述第一连通管上设置有第二切断阀；所述增压装置的进口与所述第二切断阀之间连接有能与大气相连通的吸风管，所述吸风管上设置有吸风阀；

在所述第一状态下，当所述储气单元内的压力无法达到第四预设压力时，关闭所述第二切断阀，开启所述吸风阀，开启所述增压装置，向所述储气单元内补压至第四预设压力。

7.一种采用如权利要求1至6中任一所述的热风炉充排压系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

当第二热风炉处于燃烧工作状态，所述第一热风炉送风即将结束，所述第三热风炉需要提前由燃烧工作状态切换至送风工作状态，首先，停止向所述第三热风炉输入燃烧气体和含氧气体，关闭所述第三热风炉相对应的烟气阀，之后，再将所述第三热风炉与所述废气总管连通，所述储气单元与所述废气总管连通，当所述第三热风炉内的压力升高至第二预设压力时，开启所述第三热风炉相对应的所述冷风阀和热风阀，将所述第二热风炉与高炉连通，充压完成，将所述第三热风炉与高炉连通，将所述第三热风炉与所述废气总管断开，所述储气单元与所述废气总管断开；

此后，第三热风炉处于送风工作状态，第一热风炉需要由送风工作状态切换至燃烧工作状态，将所述第一热风炉通过废气总管与增压装置连通，所述第一热风炉与烟囱、冷风总管、热风总管断开，所述增压装置开启，并与所述储气单元连通，所述储气单元与所述废气总管断开，从而将所述第一热风炉炉内的废气通过所述增压装置充入所述储气单元中进行储存；

待所述第一热风炉内的压力降低至第一预设压力时，将所述第一热风炉相对应的所述烟气阀开启，所述第一热风炉与所述废气总管断开，所述第一热风炉排压完成；向所述第一热风炉输入燃烧气体和含氧气体以使所述第一热风炉进入燃烧状态；

当所述第一热风炉处于燃烧工作状态，所述第二热风炉送风工作状态将要结束切换至燃烧工作状态时，所述第三热风炉需要提前由燃烧工作状态切换至送风工作状态，此时，停止向所述第三热风炉输入燃烧气体和含氧气体，关闭所述第三热风炉相对应的所述烟气阀，之后，再将所述第三热风炉与所述废气总管连通，所述储气单元与所述废气总管连通，当所述第三热风炉内的压力升高至第二预设压力时，开启所述第三热风炉相对应的所述冷风阀和热风阀，所述第三热风炉充压完成，将所述第三热风炉与高炉连通，最后将所述第三热风炉与废气总管断开，所述储气单元与所述废气总管断开；

在所述第三热风炉由燃烧工作状态切换至送风工作状态以后，所述第二热风炉送风工作状态结束切换至燃烧工作状态，此时，将所述第二热风炉与冷风总管、热风总管断开，将所述第二热风炉与所述废气总管连通，所述废气总管与所述增压装置连通，开启所述增压装置，所述废气总管与所述烟囱断开，所述增压装置与所述储气单元连通，从而将所述第二热风炉炉内的废气通过所述增压装置充入所述储气单元中进行储存；

当所述第二热风炉内的压力降低至第一预设压力时，所述第二热风炉排压完成，将所述第二热风炉相对应的所述烟气阀开启，所述第二热风炉与所述废气总管断开。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述第一热风炉、第二热风炉和第三热风炉的容积相同或者不相同。