CN115125346A - 一种可调节的高炉热风阀、冷却调节方法及漏水检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于高炉热风阀技术领域，公开了一种可调节的高炉热风阀、冷却调节方法及漏水检测方法，可调节的高炉热风阀包括热风阀、冷却组件、湿度检测组件、流量检测组件和水压检测组件；热风阀设置于热风总管上；冷却组件包括分别连通热风阀两端的进水管和出水管；湿度检测组件用于检测热风总管内的湿度和热风阀两侧的湿度差；流量检测组件用于检测冷却水的流量和热风阀两端的流量差；水压检测组件连接热风阀，水压检测组件用于检测冷却水的水压。本发明的可调节的高炉热风阀能动态调节冷却水流量和水压，且易于检测是否漏水；冷却调节方法能够对热风阀的冷却水流量和水压进行动态调节，漏水检测方法能够精确检测热风阀是否漏水。

Description

一种可调节的高炉热风阀、冷却调节方法及漏水检测方法

技术领域

本发明涉及高炉热风阀技术领域，尤其涉及一种可调节的高炉热风阀、冷却调节方法及漏水检测方法。

背景技术

热风阀是高炉热风炉的关键设备，在高炉送风期间，高压高温的热风从热风阀经过并进入高炉，因此热风阀一般由高温耐材制作，内设空腔以流通高压冷却水进行冷却，防止被烧坏。现有技术条件下，热风阀进水量和出水量均为固定值，没有根据热风阀的热负荷进行对应的流量及水压控制，无法实现不同温度场环境下的冷却水流量动态调节，导致热风阀温度变化大，内部耐材热胀冷缩形成变形损坏，缩短热风阀使用寿命，并引起热风阀开启卡阻问题。

除此之外，热风阀一般在进水管和出水管上分别安装流量计来检测水量变化，用于判断热风阀是否烧坏漏水。现有的热风阀一般是根据工艺需求设计最大流量及水压，水压高达1.5Mpa及以上，流量高达30吨/小时及以上，而现有检测仪表的检测精度通常为0.5吨/小时，无法精确检测热风阀是否漏水。当热风阀出现长时间的轻微漏水后，水在高温作用下生产蒸汽，蒸汽不仅渗透进热风阀的耐材内部造成耐材粉化，影响热风阀使用寿命，也能随热风进入高炉导致高炉燃料消耗。

因此，亟需一种可调节的高炉热风阀、冷却调节方法及漏水检测方法解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可调节的高炉热风阀、冷却调节方法及漏水检测方法，高炉热风阀的冷却水的流量和水压可调，且易于检测是否漏水；冷却调节方法能够对热风阀的冷却水流量和水压进行动态调节，漏水检测方法能够精确检测热风阀是否漏水。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，提供一种可调节的高炉热风阀，包括：

热风阀，所述热风阀设置于热风总管上，所述热风总管的两端分别连通热风炉和高炉本体，所述热风阀内设置有冷却腔；

冷却组件，所述冷却组件包括分别连通所述冷却腔两端的进水管和出水管，所述冷却组件被配置为提供冷却水；

湿度检测组件，所述湿度检测组件包括第一湿度检测器和第二湿度检测器，所述第一湿度检测器和所述第二湿度检测器均设置于所述热风总管内，且分别位于所述热风阀的两侧，所述湿度检测组件被配置为检测所述热风总管内的湿度和所述热风阀两侧的湿度差；

流量检测组件，所述流量检测组件包括第一流量检测器和第二流量检测器，所述第一流量检测器和所述第二流量检测器分别设置于所述进水管和所述出水管上，所述流量检测组件被配置为检测所述冷却水的流量和所述热风阀两端的流量差；以及

水压检测组件，所述水压检测组件连接所述热风阀，所述水压检测组件被配置为检测所述冷却水的水压。

第二方面，提供一种冷却调节方法，应用于上述的可调节的高炉热风阀，包括以下步骤：

在热风炉的焖炉状态，当所述热风炉的温度降低时，同时降低冷却水的水压和流量；

在所述热风炉的送风状态，当所述热风炉的温度降低时，同时降低所述冷却水的水压和流量；

在所述热风炉的烧炉状态，当所述热风炉的温度升高时，同时升高所述冷却水的水压和流量。

作为本发明的一种优选的实施方案，在所述热风炉的焖炉状态，具体包括以下步骤：

步骤S11、当所述热风炉的温度高于第一设定温度时，调节所述冷却水的水压为1.2Mpa，流量为32吨/小时，直至所述热风炉的温度降至低于所述第一设定温度；

步骤S12、所述热风炉的温度每降低20℃，调节所述冷却水的水压降低0.02Mpa，并相应减小所述冷却水的流量，直至所述热风炉的温度等于热风总管的温度；

步骤S13、所述热风炉的温度和所述热风总管的温度均每降低20℃，调节所述冷却水的水压降低0.01Mpa，并相应减小所述冷却水的流量。

作为本发明的一种优选的实施方案，在所述热风炉的送风状态，所述热风炉的温度每降低20℃，调节所述冷却水的水压降低0.02Mpa，并相应减小所述冷却水的流量，直至所述热风炉完成送风作业。

作为本发明的一种优选的实施方案，在所述热风炉的烧炉状态，具体包括以下步骤：

步骤S21、所述热风炉的温度每升高20℃，调节所述冷却水的水压升高0.01Mpa，并增加所述冷却水的流量，直至所述热风炉的温度等于热风总管的温度；

步骤S22、所述热风炉的温度每升高20℃，调节所述冷却水的水压升高0.02Mpa，直至所述冷却水的水压达到1.2Mpa。

作为本发明的一种优选的实施方案，在所述热风炉烧炉状态，所述热风炉的温度低于额定最高温度20℃以上。

作为本发明的一种优选的实施方案，所述冷却水的最小水压为0.6Mpa。

作为本发明的一种优选的实施方案，当热风总管内的压力小于设定压力的50％时，调节所述冷却水的水压降低至0.6Mpa。

第三方面，提供一种漏水检测方法，应用于上述的可调节的高炉热风阀，包括以下步骤：

检测第一流量检测器和第二流量检测器的流量差，并检测第一湿度检测器和第二湿度检测器的湿度差，当所述流量差大于设定流量差，且湿度差大于设定湿度差时，启动热风阀漏水预报警。

作为本发明的一种优选的实施方案，启动漏水预报警之后，还包括以下步骤：

步骤S31、若热风炉为送风状态，转至步骤S32，若所述热风炉为烧炉状态，转至步骤S33；

步骤S32、当所述热风炉的温度降低且冷却水的水压降低时，检测所述流量差和所述湿度差，若所述流量差和所述湿度差均不变，则判断所述热风阀漏水；

步骤S33、当所述冷却水的水压升高时，检测所述流量差和所述湿度差，若所述流量差和所述湿度差均增加，则判断所述热风阀漏水。

本发明的有益效果：

本发明所提供的可调节的高炉热风阀，根据热风阀不同的工作状态，能够相应调整冷却水的流量和水压，并通过流量检测组件和水压检测组件进行动态监测，以适应热风阀的热负荷变化，减小热风阀自身温度变化，提高热风阀使用寿命；而且，湿度检测组件和流量检测组件相结合，能够精确检测热风阀的微量漏水，避免热风阀漏水产生的蒸汽影响热风阀的正常时候和寿命周期；

本发明所提供的冷却调节方法，应用于上述可调节的高炉热风阀，在热风炉的三个不同工作状态下，根据热风炉的温度变化，动态调整冷却水的水压和流量，使热风阀能够适应温度场环境，缓解热风阀的内部耐材因热负荷大幅度波动引起的变形、损坏等现象，防止热风阀开启卡阻，延长热风阀的使用寿命；

本发明所提供的漏水检测方法，应用于上述可调节的高炉热风阀，流量差结合湿度差的双重检测更为精确，有效减少热风阀因漏水产生的蒸汽，进而避免蒸汽渗透进热风阀的耐材内部造成耐材粉化，也能避免蒸汽随热风进入高炉导致高炉燃料消耗，节水、节电效果好。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的可调节的高炉热风阀的结构示意图。

图中：

1、热风阀；2、冷却组件；21、进水管；22、出水管；3、湿度检测组件；31、第一湿度检测器；32、第二湿度检测器；4、流量检测组件；41、第一流量检测器；42、第二流量检测器；5、水压检测组件；

100、热风总管；200、热风炉；300、高炉本体。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步地详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

实施例一

高炉热风阀用于热风炉200，根据热风炉200的工作状态，可将热风炉200不同的工作状态划分为焖炉状态、烧炉状态、送风状态，三种不同状态下的热风炉200内部具有温度变化。如图1所示，本发明实施例提供一种可调节的高炉热风阀，可调节的高炉热风阀包括热风阀1、冷却组件2、湿度检测组件3、流量检测组件4和水压检测组件5。热风阀1设置于热风总管100上，热风总管100的两端分别连通热风炉200和高炉本体300，热风阀1内设置有冷却腔；冷却组件2包括分别连通冷却腔两端的进水管21和出水管22，冷却组件2被配置为提供冷却水。本发明实施例中，热风阀1的冷却水的最大水压为1.2MPa，冷却水的最大流量为32吨/小时，以上数值仅为示例。

湿度检测组件3包括第一湿度检测器31和第二湿度检测器32，第一湿度检测器31和第二湿度检测器32均设置于热风总管100内，且分别位于热风阀1的两侧，湿度检测组件3被配置为检测热风总管100内的湿度和热风阀1两侧的湿度差；流量检测组件4包括第一流量检测器41和第二流量检测器42，第一流量检测器41和第二流量检测器42分别设置于进水管21和出水管22上，流量检测组件4被配置为检测冷却水的流量和热风阀1两端的流量差；水压检测组件5连接热风阀1，水压检测组件5被配置为检测冷却水的水压。

本发明实施例的可调节的高炉热风阀，根据热风炉200的工艺设计标准，确定冷却水的最大水压和最大流量，并在此基础上，根据热风阀1不同的工作状态，通过智能控制模型系统相应调整冷却水的流量和水压，并通过流量检测组件4和水压检测组件5进行动态监测，以适应热风阀1的热负荷变化，减小热风阀1自身温度变化，防止内部耐材热胀冷缩形成变形损坏和开启卡阻，提高热风阀1使用寿命；而且，湿度检测组件3和流量检测组件4相结合，能够精确检测热风阀1的微量漏水，避免热风阀1漏水产生的蒸汽影响热风阀1的正常时候和寿命周期。智能控制模型系统的结构和控制原理为本领域内的现有技术，本实施例在此不作赘述。

作为优选地，第一流量检测器41和第二流量检测器42均采用电磁流量计，精度等级为0.3级及以上的更高等级，防护等级不低于IP65，防水性能好，检测精度高。

实施例二

本发明实施例提供一种冷却调节方法，应用于实施例一中的可调节的高炉热风阀，包括以下步骤：

在热风炉200的焖炉状态，当热风炉200的温度降低时，同时降低冷却水的水压和流量；

在热风炉200的送风状态，当热风炉200的温度降低时，同时降低冷却水的水压和流量；

在热风炉200的烧炉状态，当热风炉200的温度升高时，同时升高冷却水的水压和流量。

本发明实施例二的冷却调节方法，应用于实施例一中的可调节的高炉热风阀，在热风炉200的三个不同工作状态下，根据热风炉200的温度变化，动态调整冷却水的水压和流量，使热风阀1能够适应温度场环境，缓解热风阀1的内部耐材因热负荷大幅度波动引起的变形、损坏等现象，防止热风阀1开启卡阻，延长热风阀1的使用寿命。

作为优选方案，在热风炉200的焖炉状态，具体包括以下步骤：

步骤S11、当热风炉200的温度高于第一设定温度时，调节冷却水的水压为1.2Mpa，流量为32吨/小时，也即最大流量，直至热风炉200的温度降至低于第一设定温度；在本步骤中，初始的焖炉状态的热风炉200内部温度保持稳定，温度下降较小，保持较高的温度；本发明实施例二的第一设定温度为1350℃，焖炉状态的热风炉200在温度高于1350℃时，需要较多的冷却水，因此需要调节冷却水至最大水压1.2Mpa，最大流量32吨/小时；

步骤S12、随着焖炉状态的时间延长，热风炉200的温度每降低20℃，调节冷却水的水压降低0.02Mpa，并相应减小冷却水的流量，直至热风炉200的温度等于热风总管100的温度；在本步骤中，冷却水流量的减小量可根据热风炉200的工艺设计标准进行设定，本实施例在此不作限制；

步骤S13、在本步骤中，热风炉200的温度降至和热风总管100的温度相同，随着焖炉状态进一步地时间延长，热风炉200的温度和热风总管100的温度均每降低20℃，调节冷却水的水压降低0.01Mpa，并相应减小冷却水的流量；若热风炉200的温度降低不足20℃或者热风总管100的温度降低不足20℃，则不对冷却水的水压进行调节。

作为优选方案，在热风炉200的送风状态，此时，热风阀1处于流通工作状态，初始送风状态的热风阀1两侧的温度相同，随着从热风炉200往高炉本体300送风温度的降低，热风炉200的温度每降低20℃，调节冷却水的水压降低0.02Mpa，并相应减小冷却水的流量，直至热风炉200完成送风作业。

作为优选方案，在热风炉200的烧炉状态，具体包括以下步骤：

步骤S21、热风炉200的温度每升高20℃，调节冷却水的水压升高0.01Mpa，并增加冷却水的流量，直至热风炉200的温度等于热风总管100的温度；在本步骤中，当热风炉200由送风状态转为焖炉状态时，该时间间隔一般比较短暂；当由焖炉状态转为烧炉状态时，热风炉200的温度开始逐步升高，需要相应调节增加热风阀1的流量和水压，以适应热风炉200的温度升高；

步骤S22、在本步骤中，热风炉200的温度升高至与热风总管100温度相同，此时，热风炉200的温度每升高20℃，调节冷却水的水压升高0.02Mpa，直至冷却水的水压达到1.2Mpa，也即最大水压，停止调整。

作为优选方案，在热风炉200的烧炉状态，热风炉200的温度低于额定最高温度20℃以上。额定最高温度可根据热风炉200的工艺设计标准进行选择，本实施例在此不作限制。为烧炉状态的热风炉200设定最高温度，能够进一步保护热风阀1。

作为优选方案，冷却水的最小水压为0.6Mpa。更为具体地，当热风总管100内的压力小于设定压力的50％时，调节冷却水的水压降低至0.6Mpa。需要说明的是，热风总管100内的压力也即是热风炉200在送风状态时的风压，当热风总管100内的压力小于设定压力的50％时，通过热风阀1的热风相应减少，此时，也需要相应调节冷却水的水压降低、流量减小，避免热风阀1过度冷却。

实施例三

本发明实施例三提供一种漏水检测方法，应用于实施例一中的可调节的高炉热风阀，包括以下步骤：

检测第一流量检测器41和第二流量检测器42的流量差，并检测第一湿度检测器31和第二湿度检测器32的湿度差，当流量差大于设定流量差，且湿度差大于设定湿度差，则启动热风阀1漏水预报警。在本实施例中，设定流量差为0.3m3/小时，设定湿度差为1g/m3，上述数值仅为示例。

本发明实施例三的漏水检测方法，应用于实施例一中的可调节的高炉热风阀，通过第一流量检测器41和第二流量检测器42检测到的流量差和第一湿度检测器31和第二湿度检测器32检测到的湿度差，当流量差大于设定流量差，且湿度差大于设定湿度差，说明热风阀1存在漏水。流量差结合湿度差的双重检测更为精确，有效减少热风阀1因漏水产生的蒸汽，进而避免蒸汽渗透进热风阀1的耐材内部造成耐材粉化，也能避免蒸汽随热风进入高炉导致高炉燃料消耗，节水、节电效果好。

作为优选方案，启动漏水预报警之后，还包括以下步骤：

步骤S31、若热风炉200为送风状态，转至步骤S32，若热风炉200为烧炉状态，转至步骤S33；

步骤S32、当热风炉200的温度降低且冷却水的水压降低时，检测流量差和湿度差，若流量差和湿度差均不变，则说明热风阀1漏水；

步骤S33、当冷却水的水压升高时，检测流量差和湿度差，若流量差和湿度差均增加，则说明热风阀1漏水。

通过以上步骤，根据热风炉200不同的工作状态，结合热风阀1的工作环境，进行针对性地判断，检测结果更为准确。

更为具体地，判断热风阀1存在漏水之后，在热风炉200处于任何一个工作状态时，均需要调整冷却水的水压为最小水压0.6Mpa，并相应减小流量，避免滴漏更多的水进入热风阀1及热风总管内部。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可调节的高炉热风阀，其特征在于，包括：

热风阀(1)，所述热风阀(1)设置于热风总管(100)上，所述热风总管(100)的两端分别连通热风炉(200)和高炉本体(300)，所述热风阀(1)内设置有冷却腔；

冷却组件(2)，所述冷却组件(2)包括分别连通所述冷却腔两端的进水管(21)和出水管(22)，所述冷却组件(2)被配置为提供冷却水；

湿度检测组件(3)，所述湿度检测组件(3)包括第一湿度检测器(31)和第二湿度检测器(32)，所述第一湿度检测器(31)和所述第二湿度检测器(32)均设置于所述热风总管(100)内，且分别位于所述热风阀(1)的两侧，所述湿度检测组件(3)被配置为检测所述热风总管(100)内的湿度和所述热风阀(1)两侧的湿度差；

流量检测组件(4)，所述流量检测组件(4)包括第一流量检测器(41)和第二流量检测器(42)，所述第一流量检测器(41)和所述第二流量检测器(42)分别设置于所述进水管(21)和所述出水管(22)上，所述流量检测组件(4)被配置为检测所述冷却水的流量和所述热风阀(1)两端的流量差；以及

水压检测组件(5)，所述水压检测组件(5)连接所述热风阀(1)，所述水压检测组件(5)被配置为检测所述冷却水的水压。

2.一种冷却调节方法，其特征在于，应用于如权利要求1所述的可调节的高炉热风阀，包括以下步骤：

在热风炉(200)的焖炉状态，当所述热风炉(200)的温度降低时，同时降低冷却水的水压和流量；

在所述热风炉(200)的送风状态，当所述热风炉(200)的温度降低时，同时降低所述冷却水的水压和流量；

在所述热风炉(200)的烧炉状态，当所述热风炉(200)的温度升高时，同时升高所述冷却水的水压和流量。

3.根据权利要求2所述的冷却调节方法，其特征在于，在所述热风炉(200)的焖炉状态，具体包括以下步骤：

步骤S11、当所述热风炉(200)的温度高于第一设定温度时，调节所述冷却水的水压为1.2Mpa，流量为32吨/小时，直至所述热风炉(200)的温度降至低于所述第一设定温度；

步骤S12、所述热风炉(200)的温度每降低20℃，调节所述冷却水的水压降低0.02Mpa，并相应减小所述冷却水的流量，直至所述热风炉(200)的温度等于热风总管(100)的温度；

步骤S13、所述热风炉(200)的温度和所述热风总管(100)的温度均每降低20℃，调节所述冷却水的水压降低0.01Mpa，并相应减小所述冷却水的流量。

4.根据权利要求2所述的冷却调节方法，其特征在于，在所述热风炉(200)的送风状态，所述热风炉(200)的温度每降低20℃，调节所述冷却水的水压降低0.02Mpa，并相应减小所述冷却水的流量，直至所述热风炉(200)完成送风作业。

5.根据权利要求2所述的冷却调节方法，其特征在于，在所述热风炉(200)的烧炉状态，具体包括以下步骤：

步骤S21、所述热风炉(200)的温度每升高20℃，调节所述冷却水的水压升高0.01Mpa，并增加所述冷却水的流量，直至所述热风炉(200)的温度等于热风总管(100)的温度；

步骤S22、所述热风炉(200)的温度每升高20℃，调节所述冷却水的水压升高0.02Mpa，直至所述冷却水的水压达到1.2Mpa。

6.根据权利要求2所述的冷却调节方法，其特征在于，在所述热风炉(200)烧炉状态，所述热风炉(200)的温度低于额定最高温度20℃以上。

7.根据权利要求2所述的冷却调节方法，其特征在于，所述冷却水的最小水压为0.6Mpa。

8.根据权利要求2所述的冷却调节方法，其特征在于，当热风总管(100)内的压力小于设定压力的50％时，调节所述冷却水的水压降低至0.6Mpa。

9.一种漏水检测方法，其特征在于，应用于如权利要求1所述的可调节的高炉热风阀，包括以下步骤：

检测第一流量检测器(41)和第二流量检测器(42)的流量差，并检测第一湿度检测器(31)和第二湿度检测器(32)的湿度差，当所述流量差大于设定流量差，且湿度差大于设定湿度差时，启动热风阀(1)漏水预报警。

10.根据权利要求9所述的漏水检测方法，其特征在于，启动漏水预报警之后，还包括以下步骤：

步骤S31、若热风炉(200)为送风状态，转至步骤S32，若所述热风炉(200)为烧炉状态，转至步骤S33；

步骤S32、当所述热风炉(200)的温度降低且冷却水的水压降低时，检测所述流量差和所述湿度差，若所述流量差和所述湿度差均不变，则判断所述热风阀(1)漏水；

步骤S33、当所述冷却水的水压升高时，检测所述流量差和所述湿度差，若所述流量差和所述湿度差均增加，则判断所述热风阀(1)漏水。

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