CN201778043U

CN201778043U - 炼铁高炉喷吹煤气装置

Info

Publication number: CN201778043U
Application number: CN2010205075459U
Authority: CN
Inventors: 蔡漳平; 薄涛; 刘卫国; 李大伟; 王明磊; 栾元迪; 陈传华; 刘同清; 董宝利; 梁丽萍
Original assignee: Jigang Group International Engineering Technology Co., Ltd.
Current assignee: Jigang Group International Engineering Technology Co., Ltd.
Priority date: 2010-08-27
Filing date: 2010-08-27
Publication date: 2011-03-30
Anticipated expiration: 2020-08-27

Abstract

本实用新型提供了一种炼铁高炉喷吹煤气装置，包括供气总管5，供气总管5上安装数根支管19，供气总管5通过管道与第二阀门组4连接，第二阀门组4通过管道与储气罐3连接，储气罐通过管道与第一阀门组2连接，第一阀门组2通过管道与煤气加压机1连接，煤气加压机1、第一阀门组2、储气罐3和第二阀门组4构成供煤气支路；供气总管5通过支管19与第一手动阀6连接，第一手动阀6通过管道与第二手动阀11连接，第一手动阀6和第二手动阀11构成输气支管。供气总管5即高炉煤气环管。它可解决现在技术存在的问题，具有降低固体燃料比的效果，过剩焦炉煤气通过所述炼铁高炉喷吹煤气装置在高炉内加以利用，还可具有显著的降低炼铁成本的效果。

Description

炼铁高炉喷吹煤气装置

技术领域

本实用新型涉及高炉炼铁领域，确切地说一种炼铁高炉喷吹煤气装置。

背景技术

在焦炉－高炉－转炉－轧钢的钢铁生产全流程钢铁联合企业中，一般有焦炭及焦炉煤气的生产。在焦炭满足需要且高炉煤气和转炉煤气充分回收和完全使用的前提下，焦炉煤气是有富余的。因此，科学高效的利用好富余焦炉煤气的还原价值和燃烧价值会给企业带来可观的经济效益；常规高炉操作制度下，喷吹焦炉煤气还具有减排二氧化碳、增加高炉操作调节手段等的边际贡献。据测算，焦炉煤气可比条件下是优质还原剂，而非优质燃烧剂。当钢铁企业拥有生产和加工消耗后的剩余焦炉煤气时，把它用作还原剂和用于发电或燃烧供热所体现的价值不同。焦炉煤气用作还原剂主要可用于替代焦炭和喷吹煤粉，减少高炉CO₂排放，降低炼铁成本、提高产量。但是，目前仍没有与高炉配套使用，向高炉内喷煤气的装置，使得大量的煤气无法作为还原剂在高炉内应用，从而造成大量浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的提供一种炼铁高炉喷吹煤气装置，它可解决现在技术存在的问题，具有减排二氧化碳，降低固体燃料比的效果，过剩焦炉煤气通过本实用新型所述炼铁高炉喷吹煤气装置在高炉内加以利用，还可具有显著的降低炼铁成本的效果。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：炼铁高炉喷吹煤气装置，包括供气总管，供气总管上安装数根支管，供气总管通过管道与第二阀门组连接，第二阀门组通过管道与储气罐连接，储气罐通过管道与第一阀门组连接，第一阀门组通过管道与煤气加压机连接；供气总管通过支管与第一手动阀连接，第一手动阀通过管道与第二手动阀连接。

为进一步实现本实用新型的目的，还可以采用以下技术方案实现：供气总管通过管道与第四阀门组连接，第四阀门组通过管道与煤气安全吹扫装置连接；供气总管通过管道与第六阀门组连接，第六阀门组通过管道与第一手动阀和第二手动阀之间的管道连接，即第六阀门组与第一手动阀并联；供气总管通过管道与第五阀门组连接。第一手动阀与第二手动阀之间依次安装第三阀门组、第一快速切断阀、止回阀和第二快速切断阀。第二快速切断阀通过金属软管与第二手动阀连接。第二手动阀通过管道与高炉的进风装置中通气风口小套连接。

本实用新型的积极效果在于：1）喷吹工艺简单、可靠。与高炉喷吹煤粉系统相比，本系统简单，投资低，计量和控制易于实现且精度较高。2）可以提高煤气价值。按焦炉煤气进行测算，由于焦炉煤气含H₂50～60%，是优质还原剂，而非优质燃料，作为燃料和作为原料气用作还原剂在钢铁企业里所体现的价值不同。作为燃料燃烧，用于CCPP发电的价值0.9元/ Nm³；用于供热（蒸汽）的价值0.7元/Nm³。作为还原剂使用的价值（置换焦炭）1.0元/ Nm³；另外，高炉使用焦炉煤气后炉顶煤气中的H₂和CO含量增加，即煤气被富化，再用作燃料时，总的能量利用率会提高。3）可以显著减排CO₂。据体积每喷吹1Nm³/tFe焦炉煤气时，吨铁可以减排CO₂1.2kg。中国2012年前后可能就要开征碳税。采用本实用新型，使现有高炉可以充分利用焦炉煤气作为还原剂，可以使钢铁厂在未来的市场竞争中处于有利的战略地位。4）喷吹富裕焦炉煤气时可以显著降低炼铁成本。若钢铁厂焦炉煤气富裕，可以喷吹单一焦炉煤气，买入价值按处理成本计算，综合考虑成本因素后，按当前市场价格测算：焦炉煤气单一置换焦炭时：当置换比分别为0.4，0.5，0.6时，吨铁降成本分别为80.08元，97.08元，114.08元；考虑吨铁动力最大消耗49.20元，实际吨铁效益分别为30.88元，47.88元，64.88元。焦炉煤气置换焦炭和煤粉各一半时：当置换比分别为0.4，0.5，0.6时，吨铁降成本分别为63.16元， 75.93元， 88.70元；考虑吨铁动力最大消耗49.20元，实际吨铁效益分别为13.96元，26.73元，39.50元。

附图说明

图1是本实用新型所述的炼铁高炉喷吹煤气装置的结构示意图；图2是本实用新型的所述炼铁高炉喷吹煤气装置的喷吹煤气工艺流程图。

附图标记：1煤气加压机　2第一阀门组　3储气罐　4第二阀门组　5供气总管　6第一手动阀　7第三阀门组　8第一快速切断阀　9止回阀　10第二快速切断阀　11第二手动阀　12进风装置　13金属软管　14第四阀门组　15第六阀门组　16第五阀门组　17高炉　18煤气安全吹扫装置　19支管　20 炉顶放散管　21 煤气主管排水器。

具体实施方式

本实用新型所述的炼铁高炉喷吹煤气装置，包括供气总管5，供气总管5上安装数根支管19，供气总管5通过管道与第二阀门组4连接，第二阀门组4通过管道与储气罐3连接，储气罐3通过管道与第一阀门组2连接，第一阀门组2通过管道与煤气加压机1连接，煤气加压机1、第一阀门组2、储气罐3和第二阀门组4构成供煤气支路；供气总管5通过支管19与第一手动阀6连接，第一手动阀6通过管道与第二手动阀11连接，第一手动阀6和第二手动阀11构成输气支管。供气总管5即高炉煤气环管。

安装时，将煤气加压机1与煤气源连接，将第二手动阀11与高炉17现有的进风装置12连接。

使用时，煤气源将煤气送入煤气加压机1内，煤气加压机1对煤气加压，加压后的煤气经第一阀门组2进入储气罐3内储存，所述储气罐3放置在高炉17本体附近，用于稳定喷吹压力并定期排放煤气污物；所述煤气经储气罐3稳压后进入供气总管5，再由供气总管5经支管19分别依次流经第一手动阀6和第二手动阀11进入进风装置12，最终喷吹入高炉17内。所述的由第一手动阀6和第二手动阀11构成的输气支管可以有两条、三条、四条或更多条，所述输气支管的数量、支管19的数量和高炉17上进风装置12的数量均相等，每条所述的输气支管、支管19与相对应的进风装置12一一对应连接。如图1所示，供气总管5通过两条支管19分别与两条所述的输气支管连接，两条所述的输气支管分别与高炉17的两套进风装置12连接。

所述煤气是指焦炉煤气或高炉煤气与焦炉煤气的混合煤气；所述煤气压缩机1是指能将焦炉煤气或高炉煤气与焦炉煤气的混合煤气加压并能克服沿程阻力将煤气送到高炉炉内，其压力比热风压力高0.5～1.0Mpa，例如现有的气泵；所述储气罐3是放置在高炉本体附近，用于存储加压后的煤气的储气高压容器；所述喷吹装置可以包括高炉喷吹煤气的供气总管5、喷吹煤气的支管19、通气风口小套及与其相连的煤气安全吹扫装置，其中喷吹煤气的供气总管5与储气罐3相连接，支管19与喷吹煤气的供气总管5相连接；所述煤气流量调节装置包括支管19上安装的调节阀和流量检测仪表，还包括总管的流量检测仪表。煤气安全吹扫装置18的管路及支管19的管道上都安装有防止煤气倒流的止回阀9。与供气总管5连接，并安装有第五阀门组16的煤气放散的管道可与高炉17顶部安装的炉顶放散管20连接，用于供气总管5及支管19的煤气吹扫和放散。供气总管5及支管19放散出的气体可均通过炉顶放散管20放入大气中。如图1所示，支管19可以有多支，用于向单个风口输送煤气。支管19安装有快速切断阀、流量计等管道附件。供气总管5可以简称为总管。

喷吹焦炉煤气后高炉操作控制

高炉喷吹煤气后，需要对操作进行调整，调整时主要参照以下几条：

煤气加压机1风口区控制理论燃烧温度2000～2300℃。这是调整送风制度中的氧量、煤量、风量、煤气量的主要依据。

第一阀门组2控制炉顶煤气温度不小于120℃。这能保证干法煤气除尘正常运行，减轻管道腐蚀和重力除尘器顺利放灰。

储气罐3控制炉腹煤气量在合理范围，这是高炉保证顺行的要求。

第二阀门组4系统安全控制思路是：系统设有正常的开、停喷煤气程序，同时设有突然停止鼓风、突然停止供煤气、高炉突然停电、停水，高炉突然停炉等的连锁安全控制程序。系统具备自动和手动控制功能。

由于高炉喷吹煤气前后都要经过氮气或蒸汽等不可燃气体的吹扫，以防止在管路内形成爆炸性混合气体，造成事故，因此，如图1所示，供气总管5通过管道与第四阀门组14连接，第四阀门组14通过管道与煤气安全吹扫装置18连接，煤气安全吹扫装置18可提供高压氮气或蒸汽等不可燃气体；供气总管5通过管道与第六阀门组15连接，第六阀门组15通过管道与第一手动阀6和第二手动阀11之间的管道连接，即第六阀门组15与第一手动阀6并联；供气总管5通过管道与第五阀门组16连接，第五阀门组16可通过管道与炉顶放散管20连接。第四阀门组14和煤气安全吹扫装置18连接构成吹扫供气管路，所述吹扫供气管路与所述供煤气支路并联。若所述的输气支管有多条，则每根所述输气支管的第一手动阀6上并联一个第六阀门组15。如图1所示，两条所述输气支管的第一手动阀6上分别并联一个第六阀门组15。

为了方便调节供气量，同时也为了防止气体由高炉17内倒流回所述的输气支管，如图1所示，第一手动阀6与第二手动阀11之间依次安装第三阀门组7、第一快速切断阀8、止回阀9和第二快速切断阀10。此时，第六阀门组15应与第一手动阀6、第三阀门组7和第一快速切断阀8构成的支路并联。

参照附图说明一种炼铁高炉喷吹煤气装置的实例。煤气经煤气加压机1加压，压力达到克服沿程阻力进入炉内时比热风压力高0.5～1.0MPa，经过第一阀门组2进入储气罐3，再经过第二阀门组4进入供气总管5，然后经过所述输气支管喷吹入高炉17，所述输气支管配置有与供气总管5靠近的第一手动阀门6和与风口小套靠近的第二手动阀门11，两个手动阀门之间配有流量调节阀7、第一快速切断阀8、止回阀9、第二快速切断阀10，输气支管和供气总管5均设压力、温度、流量检测。由于高炉喷吹煤气前后都要经过氮气进行吹扫，因此，氮气经第四阀门组14和第六阀门组15构成的管路将氮气与喷吹煤气的支管连通，进行煤气支管的吹扫；煤气储气罐3前后也有氮气吹扫，吹扫储气罐3前时，可以分段放散，靠近储气罐3的一段管路经储气罐3的放散管放散，吹扫储气罐3后的管道，一并吹扫入供气总管5，并在供气总管5末端放散。

为方便供气，提高供气安全性，第二快速切断阀10通过金属软管13与第二手动阀11连接。安装有第一快速切断阀8和第二快速切断阀10，可使停喷煤气和氮气吹扫的操作更加灵活方便；并且两道快速切断阀可使整个喷吹装置运行更加安全可靠，也可更好地控制吹扫方向。

所述的供气总管5可以是环管形式，也可以是直管相连的类似环管形式，可以包绕高炉炉壳全部或一部分。所述环管形式的供气总管5，可以是圆环形式，也可以是方环形式，可以封闭环绕高炉炉壳，也可以不封闭。

高炉17风口喷吹煤气的同时可喷吹煤粉，也可以是煤气和煤粉交替间隔喷吹，间隔喷吹时根据高炉17风口周向煤气流分布情况确定，实现煤气与煤粉混合喷吹。

所述煤气安全吹扫装置18可以采用氮气吹扫或蒸汽吹扫，吹扫位置含供气总管5和支管19及储气罐3，还包括在供气总管5、支管19均设置压力检测装置和温度检测装置及相应的连锁控制阀门。

所述供煤气支路上设有若干电温控干式冷凝水排水器，即煤气主管排水器21，用于排污。储气罐3也具有稳压和排污功能，以方便所述炼铁高炉喷吹煤气装置的需要进行多处排污。

为了缩短进煤气的距离和进气时间，防止煤气在高温下有充足的时间燃烧而对进风装置12造成高温损害，因此，第二手动阀11通过管道与高炉17的进风装置12中通气风口小套直接连接，而非先通过进风装置12中的直喷管，再经通气风口小套进入高炉17。

本实用新型所述的所有阀门组均可由截止阀替代。

本实用新型的技术方案并不限制于本实用新型所述的实施例的范围内。本实用新型未详尽描述的技术内容均为公知技术。

Claims

1.炼铁高炉喷吹煤气装置，其特征在于：包括供气总管（5），供气总管（5）上安装数根支管（19），供气总管（5）通过管道与第二阀门组（4）连接，第二阀门组（4）通过管道与储气罐（3）连接，储气罐（3）通过管道与第一阀门组（2）连接，第一阀门组（2）通过管道与煤气加压机（1）连接；供气总管（5）通过支管（19）与第一手动阀（6）连接，第一手动阀（6）通过管道与第二手动阀（11）连接。

2.根据权利要求1所述的炼铁高炉喷吹煤气装置，其特征在于：供气总管（5）通过管道与第四阀门组（14）连接，第四阀门组（14）通过管道与煤气安全吹扫装置（18）连接；供气总管（5）通过管道与第六阀门组（15）连接，第六阀门组（15）通过管道与第一手动阀（6）和第二手动阀（11）之间的管道连接，即第六阀门组（15）与第一手动阀（6）并联；供气总管（5）通过管道与第五阀门组（16）连接。

3.根据权利要求1所述的炼铁高炉喷吹煤气装置，其特征在于：第一手动阀（6）与第二手动阀（11）之间依次安装第三阀门组（7）、第一快速切断阀（8）、止回阀（9）和第二快速切断阀（10）。

4.根据权利要求3所述的炼铁高炉喷吹煤气装置，其特征在于：第二快速切断阀（10）通过金属软管（13）与第二手动阀（11）连接。

5.根据权利要求1所述的炼铁高炉喷吹煤气装置，其特征在于：第二手动阀（11）通过管道与高炉（17）的进风装置（12）中通气风口小套连接。