CN115044726A - 一种高炉热风炉烟气控制的装置系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种高炉热风炉烟气控制的装置系统及方法，所述装置系统包括热风炉、烟囱、干燥炉、磨煤机和余热回收模块；通过在余热回收模块的出口管上设置的余热回收后烟气温度检测装置和在干燥炉的进口管上设置的第一烟气温度检测装置所监测到的实时烟气温度，以及高炉喷煤制粉生产工艺的要求指标来动态联动调节烟气总管旁通阀的开度，使得进入干燥炉的烟气量和烟气温度满足高炉喷煤制粉生产工艺对干燥气体的需求。本发明所述装置系统结构简单，设备投资少，实现了对高炉热风炉烟气的灵活调控，适合在炼铁行业大、中、小型高炉热风炉中推广应用。

Description

一种高炉热风炉烟气控制的装置系统及方法
技术领域
本发明涉及高炉热风炉烟气净化技术领域，尤其涉及一种高炉热风炉烟气控制的装置系统及方法。
背景技术
高炉热风炉是炼铁厂高炉主要配套的设备之一，一般一座高炉配3～4座热风炉。在高炉喷煤制粉工艺中，制粉对所需的干燥气体温度通常要求达到250～300℃，90～95％主要来源于热风炉燃烧后产生的烟气。但热风炉烟气经过余热回收系统后，通常只有150～200℃，不能满足喷煤制粉对烟气的温度要求。
制粉干燥气体中另一部分来源于干燥炉燃烧高炉煤气产生的烟气，虽然该烟气的温度可达到800～1150℃，但由于干燥炉燃烧高炉煤气能力有限，导致烟气量的占比通常只有8～10％，对制粉所需混合干燥气体温度提升有限。
而且在热风炉烟气净化系统投运后，其管线及净化装置均存在温降，进一步影响了喷煤制粉系统所需干燥气体温度。
CN102174663A公开了一种高炉喷煤制粉烟气系统及其控制方法，包括用管路依次连通的干燥炉、磨煤机、煤粉收集器和煤粉风机，所述干燥炉的低温烟气入口通过阀门Ⅱ与热风炉废气管道连通，所述煤粉风机的排气管分成两路，一路通烟囱，另一路通过阀门Ⅰ接入干燥炉的低温烟气入口与阀门Ⅱ之间的管路上；所述方法可在引用热风炉废气和制粉系统自循环烟气两种工作方式之间切换，当热风炉系统工作时，引用热风炉废气进入烟气系统，回收利用了热风炉废气的能量，使系统燃料消耗低，且热风炉废气氧含量低，系统运行安全；当热风炉系统休风时，切换至制粉系统自循环烟气的工作方式下，使制粉系统不受热风炉系统休风的影响，保障了制粉系统的持续运行。
CN103307627A公开了烟气脱硫制酸热风炉温度控制装置及控制方法，所述烟气脱硫制酸热风炉温度控制装置，包括可编程控制器、在焦炉煤气输入管道上装有焦炉煤气压力调节阀、焦炉煤气压力传感器、焦炉煤气流量传感器和焦炉煤气流量调节阀；在助燃空气输入管道上装有助燃空气流量传感器和助燃空气流量调节阀；在烟气脱硫制酸热风炉上装有温度传感器和压力传感器；可编程控制器与焦炉煤气输入管道上的焦炉煤气压力调节阀、焦炉煤气压力传感器、焦炉煤气流量传感器和焦炉煤气流量调节阀，与助燃空气输入管道上的助燃空气流量传感器和助燃空气流量调节阀，与烟气脱硫制酸热风炉上的热风炉温度传感器和热风炉压力传感器有信号交接。所述控制装置能快速准确地控制热风炉的温度和压力，使之适应烧结机烟气脱硫制酸的要求。
CN113755659A公开了一种高炉热风炉烟气取风系统及控制方法，所述系统包括高炉热风炉(1)和换热器，所述第一取风管(5)连接于低温烟气管路(4)，所述第二取风管(6)连接于高温烟气管路(3)，所述第一取风管(5)和第二取风管(6)均与取风总管(7)相连接，所述取风总管(7)连接于引风机(8)；所述第二取风管(6)上设置有高温烟气调节装置(10)，所述引风机(8)的入口处设有第一压力检测装置(11)，所述第一取风管(5)设有第二压力检测装置(12)。该系统能够将高炉热风炉的余热烟气输送给焦炭烘干系统使用，又不会因为取风过多或过少导致影响热风炉正常运行。
但是上述控制方法对进入干燥炉的烟气调控的灵活性较差，不能根据高炉小时喷煤量需求以及热风炉工艺烟气温度进行及时调整。因此，开发一种新的高炉热风炉烟气控制的装置系统及方法具有重要意义。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供一种高炉热风炉烟气控制的装置系统及方法，根据高炉喷煤制粉生产工艺的要求指标以及余热回收后烟气温度检测装置和第一烟气温度检测装置所监测到的实时烟气温度，动态联动调节烟气总管上的烟气总管旁通阀的开度，使得进入干燥炉的烟气满足高炉喷煤制粉生产工艺的需求。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种高炉热风炉烟气控制的装置系统，所述装置系统包括热风炉、烟囱、干燥炉、磨煤机和余热回收模块；
所述热风炉、烟囱、干燥炉和磨煤机沿着烟气流动方向依次连接；
所述热风炉与烟囱之间通过烟气总管连接；
所述烟气总管上设置有烟气总管旁通阀；
所述余热回收模块与烟气总管旁通阀并联设置；
所述余热回收模块的出口管上设置有余热回收后烟气温度检测装置；
所述热风炉通过烟气旁路管与干燥炉相连；
所述干燥炉的进口管上设置有第一烟气温度检测装置。
本发明所述的高炉热风炉烟气控制的装置系统通过在余热回收模块的出口管上设置的余热回收后烟气温度检测装置和在干燥炉的进口管上设置的第一烟气温度检测装置所监测到的实时烟气温度，动态联动调节烟气总管上的烟气总管旁通阀的开度，使得进入干燥炉的烟气量和烟气温度满足高炉喷煤制粉生产工艺对干燥气体的需求，杜绝因干燥气体温度达不到喷煤制粉要求而制约高炉喷煤量等问题的发生。本发明所述的装置系统结构简单，设备投资少，适合大规模推广应用。
优选地，所述热风炉出口管上设置有热风炉烟气温度检测装置。
本发明优选所述热风炉出口管上设置有热风炉烟气温度检测装置，主要是用来检测热风炉出口烟气的初始温度，便于后续设置合适的高炉喷煤制粉生产工艺要求指标。
优选地，所述烟气总管旁通阀与烟囱之间设置有第二烟气温度检测装置。
本发明优选所述烟气总管旁通阀与烟囱之间设置有第二烟气温度检测装置，主要是用来检测在不同的烟气总管旁通阀开度下，没有经过余热回收的烟气的实时温度。所述第二烟气温度检测装置检测的温度值等于第一烟气温度检测装置与烟气管线温降值之和。
优选地，所述装置系统还包括烟气净化模块。
优选地，所述烟气净化模块与烟囱并联设置。
第二方面，本发明还提供一种高炉热风炉烟气控制的方法，所述方法采用第一方面所述的高炉热风炉烟气控制的装置系统进行，所述方法包括：根据高炉喷煤制粉生产工艺对高炉热风炉烟气控制的装置系统的要求指标和余热回收后烟气温度的实时检测值，确定烟气总管旁通阀的开度，以满足高炉小时喷煤量需求。
优选地，所述方法包括如下步骤：
(1)设置高炉喷煤制粉生产工艺对高炉热风炉烟气控制的装置系统的要求指标，并根据第一余热回收后烟气温度检测值，确定烟气总管旁通阀的初始开度；
(2)在所述烟气总管旁通阀的初始开度状态下，根据第二余热回收后烟气温度检测值和第一进入干燥炉前烟气温度检测值，确定烟气总管旁通阀的第二开度；
(3)在所述烟气总管旁通阀的第二开度状态下，根据第三余热回收后烟气温度检测值和第二进入干燥炉前烟气温度检测值，确定烟气总管旁通阀的第三开度，以满足高炉小时喷煤量需求。
本发明所述的高炉热风炉烟气控制的方法通过高炉喷煤制粉生产工艺的要求指标、余热回收后烟气温度检测值和进入干燥炉前烟气温度检测值来确定烟气总管旁通阀的开度，动态调控进入干燥炉的烟气量和烟气温度，确保高炉喷煤制粉工艺正常进行。本发明所述方法在获得温度检测装置传输的温度值后，可适当延时一定的时间后再调节烟气总管旁通阀的开度，避免烟气总管旁通阀频繁调节影响高炉热风炉机组的长期稳定运行。
优选地，步骤(1)所述要求指标包括磨煤机的制粉量、磨煤机所需的干燥气体量、磨煤机所需干燥气体的温度、进入干燥炉前烟气温度。
优选地，步骤(1)所述第一余热回收后烟气温度检测值和步骤(2)所述第二余热回收后烟气温度检测值和步骤(3)所述第三余热回收后烟气温度检测值均是由余热回收后烟气温度检测装置实时检测的温度值。
优选地，步骤(2)第一进入干燥炉前烟气温度检测值和第二进入干燥炉前烟气温度检测值均是由第一烟气温度检测装置实时检测的温度值。
优选地，步骤(3)所述高炉小时喷煤量与磨煤机的制粉量相对应。
本发明所述高炉小时喷煤量的设定需要统筹考虑煤粉仓20～40％的贮存及调节能力，例如可以是20％、21％、24％、25％、30％、35％或40％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
(1)本发明提供的高炉热风炉烟气控制的装置系统结构简单，设备投资少，实现了对高炉热风炉烟气的灵活调控，适合在炼铁行业大、中、小型高炉热风炉中推广应用；
(2)本发明提供的高炉热风炉烟气控制的方法根据高炉喷煤制粉生产工艺的要求指标、余热回收后烟气温度的实时检测值和进入干燥炉前烟气温度检测值，动态调节烟气总管旁通阀的开度，确保进入干燥炉的烟气量和烟气温度满足高炉小时喷煤量需求。
附图说明
图1为实施例1提供的高炉热风炉烟气控制的装置系统的示意图。
图中：1-热风炉；2-余热回收模块；3-烟气总管旁通阀；4-烟气净化模块；5-干燥炉；6-磨煤机；7-余热回收后烟气温度检测装置；8-第二烟气温度检测装置；9-第一烟气温度检测装置；10-烟囱；11-热风炉烟气温度检测装置。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。
实施例1
本实施例提供一种高炉热风炉烟气控制的装置系统，其示意图如图1所示，所述装置系统包括热风炉1、烟囱10、干燥炉5、磨煤机6和余热回收模块2；
所述热风炉1、烟囱10、干燥炉5和磨煤机6沿着烟气流动方向依次连接；
所述热风炉1与烟囱10之间通过烟气总管连接；
所述烟气总管上设置有烟气总管旁通阀3；
所述余热回收模块2与烟气总管旁通阀3并联设置；
所述余热回收模块2的出口管上设置有余热回收后烟气温度检测装置7；
所述热风炉1通过烟气旁路管与干燥炉5相连；
所述干燥炉5的进口管上设置有第一烟气温度检测装置9。
所述热风炉1出口管上设置有热风炉烟气温度检测装置11。
所述烟气总管旁通阀3与烟囱10之间设置有第二烟气温度检测装置8。
所述装置系统还包括烟气净化模块4；所述烟气净化模块与烟囱10并联设置。
本实施例还提供一种高炉热风炉烟气控制的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)设置1050m3高炉喷煤制粉生产工艺对高炉热风炉烟气控制的装置系统的要求指标，并根据第一余热回收后烟气温度检测值，确定烟气总管旁通阀的初始开度；所述要求指标包括磨煤机的制粉量、磨煤机所需的干燥气体量、磨煤机所需干燥气体的温度、进入干燥炉前烟气温度；
(2)在所述烟气总管旁通阀的初始开度状态下，根据第二余热回收后烟气温度检测值和第一进入干燥炉前烟气温度检测值，确定烟气总管旁通阀的第二开度；
(3)在所述烟气总管旁通阀的第二开度状态下，根据第三余热回收后烟气温度检测值和第二进入干燥炉前烟气温度检测值，确定烟气总管旁通阀的第三开度，以满足高炉小时喷煤量需求；所述高炉小时喷煤量与磨煤机的制粉量相对应。
实施例2
本实施例提供一种高炉热风炉烟气控制的装置系统，所述装置系统与实施例1相同。
本实施例还提供一种高炉热风炉烟气控制的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)设置2200m3高炉喷煤制粉生产工艺对高炉热风炉烟气控制的装置系统的要求指标，并根据第一余热回收后烟气温度检测值，确定烟气总管旁通阀的初始开度；所述要求指标包括磨煤机的制粉量、磨煤机所需的干燥气体量、磨煤机所需干燥气体的温度、进入干燥炉前烟气温度；
(2)在所述烟气总管旁通阀的初始开度状态下，根据第二余热回收后烟气温度检测值和第一进入干燥炉前烟气温度检测值，确定烟气总管旁通阀的第二开度；
(3)在所述烟气总管旁通阀的第二开度状态下，根据第三余热回收后烟气温度检测值和第二进入干燥炉前烟气温度检测值，确定烟气总管旁通阀的第三开度，以满足高炉小时喷煤量需求；所述高炉小时喷煤量与磨煤机的制粉量相对应。
实施例3
本实施例提供一种高炉热风炉烟气控制的装置系统，所述装置系统与实施例1相同。
本实施例还提供一种高炉热风炉烟气控制的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)设置3200m3高炉喷煤制粉生产工艺对高炉热风炉烟气控制的装置系统的要求指标，并根据第一余热回收后烟气温度检测值，确定烟气总管旁通阀的初始开度；所述要求指标包括磨煤机的制粉量、磨煤机所需的干燥气体量、磨煤机所需干燥气体的温度、进入干燥炉前烟气温度；
(2)在所述烟气总管旁通阀的初始开度状态下，根据第二余热回收后烟气温度检测值和第一进入干燥炉前烟气温度检测值，确定烟气总管旁通阀的第二开度；
(3)在所述烟气总管旁通阀的第二开度状态下，根据第三余热回收后烟气温度检测值和第二进入干燥炉前烟气温度检测值，确定烟气总管旁通阀的第三开度，以满足高炉小时喷煤量需求；所述高炉小时喷煤量与磨煤机的制粉量相对应。
综上所述，本发明提供的高炉热风炉烟气控制的装置系统结构简易，设备投资少；所述方法根据高炉喷煤量的需求对热风炉烟气进行灵活动态调节，适合推广使用至炼铁行业大、中、小型高炉热风炉烟气控制。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种高炉热风炉烟气控制的装置系统，其特征在于，所述装置系统包括热风炉、烟囱、干燥炉、磨煤机和余热回收模块；
所述热风炉、烟囱、干燥炉和磨煤机沿着烟气流动方向依次连接；
所述热风炉与烟囱之间通过烟气总管连接；
所述烟气总管上设置有烟气总管旁通阀；
所述余热回收模块与烟气总管旁通阀并联设置；
所述余热回收模块的出口管上设置有余热回收后烟气温度检测装置；
所述热风炉通过烟气旁路管与干燥炉相连；
所述干燥炉的进口管上设置有第一烟气温度检测装置。
2.根据权利要求1所述的装置系统，其特征在于，所述热风炉出口管上设置有热风炉烟气温度检测装置。
3.根据权利要求1或2所述的装置系统，其特征在于，所述烟气总管旁通阀与烟囱之间设置有第二烟气温度检测装置。
4.根据权利要求1～3任一项所述的装置系统，其特征在于，所述装置系统还包括烟气净化模块；
优选地，所述烟气净化模块与烟囱并联设置。
5.一种高炉热风炉烟气控制的方法，其特征在于，所述方法采用权利要求1～4任一项所述的高炉热风炉烟气控制的装置系统进行，所述方法包括：根据高炉喷煤制粉生产工艺对高炉热风炉烟气控制的装置系统的要求指标和余热回收后烟气温度的实时检测值，确定烟气总管旁通阀的开度，以满足高炉小时喷煤量需求。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)设置高炉喷煤制粉生产工艺对高炉热风炉烟气控制的装置系统的要求指标，并根据第一余热回收后烟气温度检测值，确定烟气总管旁通阀的初始开度；
(2)在所述烟气总管旁通阀的初始开度状态下，根据第二余热回收后烟气温度检测值和第一进入干燥炉前烟气温度检测值，确定烟气总管旁通阀的第二开度；
(3)在所述烟气总管旁通阀的第二开度状态下，根据第三余热回收后烟气温度检测值和第二进入干燥炉前烟气温度检测值，确定烟气总管旁通阀的第三开度，以满足高炉小时喷煤量需求。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述要求指标包括磨煤机的制粉量、磨煤机所需的干燥气体量、磨煤机所需干燥气体的温度、进入干燥炉前烟气温度。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述第一余热回收后烟气温度检测值和步骤(2)所述第二余热回收后烟气温度检测值和步骤(3)所述第三余热回收后烟气温度检测值均是由余热回收后烟气温度检测装置实时检测的温度值。
9.根据权利要求6～8任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)第一进入干燥炉前烟气温度检测值和第二进入干燥炉前烟气温度检测值均是由第一烟气温度检测装置实时检测的温度值。
10.根据权利要求6～9任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述高炉小时喷煤量与磨煤机的制粉量相对应。
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