CN220183318U - 一种高炉送风系统模拟实验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种高炉送风系统模拟实验装置，包括供风系统、数据采集装置、模型本体和PC端，模型本体包括模型支架、主管、围管和风口；所述围管安装在在模型支架上，围管连接主管，围管内圈设置多个风口模型；供风系统通过管道连接主管，主风管与围管连接接口为三岔口结构，数据采集装置采集主管、围管、和风口的压力和气体流量，数据采集装置信号线连接至PC端；通过建立模型本体模拟现场高炉送风系统，实验装置具有灵活性和普适性，解决了高炉送风系统内部情况不可测和测不准的问题，为高炉优化送风均匀性、减缓炉缸侵蚀提供风口调整建议，也可以为高炉送风系统设计提供理论依据。
Description
技术领域
本实用新型涉及高炉炼铁技术领域，尤其涉及一种高炉送风系统模拟实验装置。
背景技术
高炉送风系统存在不同的主管三岔口结构形式，包括垂直接口、两处接口、倾斜接口等，风口参数包括风口长度、风口直径、风口角度、风口锥度等，不同的送风系统形式将导致不同的送风均匀性；各风口进风的不均匀不仅直接决定着风口回旋区的不均匀，而且还影响着死料堆水平位置的不对称；风口回旋区的不均匀又影响着渣铁下行流动和滴落的不均匀，进而影响出铁时渣铁流动的对称性，而死料堆水平位置的不对称更是直接影响着出铁时炉缸渣铁流动的不对称，从而最终影响到炉缸的侵蚀行为，因此，有必要对不同送风系统结构形式下的送风情况进行研究，为高炉下部调剂提供操作依据。
高炉是一个“黑箱”系统，热风分布情况无法直接测得，研究手段也较少，目前主要采用数值模拟的方法；张建良等人通过建立送风系统数学模型对某厂高炉风量沿圆周上的分布规律进行模拟分析(对高炉圆周风量均匀性的模拟研究[J].冶金分析，2012，32：839-844.)；程树森等人采用数值模拟的方法对典型的大中小3种不同容积的高炉的风口均匀性进行了研究，并分析了风口调节措施对鼓风参数的影响(高炉风口鼓风均匀性及风口参数调节研究[J].工业炉，2016，38(3)：5-10.)；但数值模拟方法由于缺少试验数据支撑，模型的准确性无法得到有效验证，目前，国内外尚未建立针对高炉送风系统的模拟试验装置。
公开号为CN112322813B的中国专利公开了一种高炉风口回旋区试验模拟方法，包括将使用气体通过流量计和阀门控制加入至多孔陶瓷管的管式炉进行操作，其中使用气体为空气加上蒸汽、氢气或天然气其中一种或多种的混合气体；该高炉风口回旋区试验模拟方法，为一种既可以检测煤粉燃烧率又能检测风口回旋区热态试验检测技术和方法，为高炉生产真实提供模拟参数，以及检测不同燃料的输送特性和喷吹特性，更贴近高炉生产的技术特点，模拟不同燃料和不同富氧率、空气湿度条件下，燃料喷吹特性、燃烧特性，及其对风口回旋区变化情况，更好指导热风的富氧、压力、风温控制以及燃料搭配等；该专利仅针对高炉风口回旋区的模拟，没有模拟风管接口等其他因素对于风口回旋区的影响，因此模拟效果并不准确。
公开号为CN210736800U的中国专利公开了一种高炉送风系统，主要包括鼓风机、热风炉、热风围管和高炉，所述鼓风机通过冷风管道与热风炉的入口相连，将外部的冷风送入热风炉进行预热，所述热风炉的出口通过热风管道与热风围管相连，通过热风炉送出的热风对热风围管进行预热，所述热风围管的出风口与送风装置相连，将热风炉中的热风送入送风装置，进行预热，所述送风装置的出口与高炉的风口相连，并在风口位置安装堵风口物件；该实用新型通过预送风对热风支管、热风总管、围管及送风装置进行预热，以提高开炉或复风热风温度，提高开炉热风温度，为安全顺利开炉创造良好条件；但该高炉送风系统的内部热风分布无法监测。
发明内容
本实用新型提供了一种高炉送风系统模拟实验装置，通过建立模型本体模拟现场高炉送风系统，对不同三岔口结构连接接口形势下的高炉送风情况进行研究，模型本体可以根据研究需要选择不同尺寸和连接接口的主管、围管，以及不同尺寸和数量的风口，实验装置具有灵活性和普适性，解决了高炉送风系统内部情况不可测和测不准的问题，为高炉优化送风均匀性、减缓炉缸侵蚀提供风口调整建议，也可以为高炉送风系统设计提供理论依据，还可应用于教学研究。
为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：
一种高炉送风系统模拟实验装置，包括供风系统、数据采集装置、模型本体和PC端，模型本体包括模型支架、主管、围管和风口；所述围管安装在在模型支架上，围管连接主管，围管内圈设置多个风口；供风系统通过管道连接主管，主管与围管连接接口为三岔口结构，数据采集装置信号线连接至PC端。
进一步的，供风系统包括空压机、储气罐和油水分离器，空压机通过管道连接储气罐，储气罐通过管道连接油水分离器，油水分离器通过管道连接主管。
进一步的，数据采集装置包括压力表、流量计、流量传感器和压力传感器，压力表和流量计设于主管与油水分离器之间的管道上，流量传感器安装在风口处，压力传感器安装在主管和围管预留的测压孔上。
进一步的，三岔口结构连接接口包括垂直接口、倾斜接口和两处接口。
进一步的，所述流量传感器采用微小气体质量流量传感器。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1)通过建立模型本体模拟现场高炉送风系统，对不同三岔口结构连接接口形式下的送风情况进行研究；
2)模型本体可以选择不同尺寸和连接接口的主管、围管，以及不同尺寸和数量的风口，实验装置具有灵活性和普适性；
3)解决了高炉送风内部情况不可测和测不准的问题，为高炉优化送风均匀性、减缓炉缸侵蚀提供风口调整建议，也可以为高炉送风系统设计提供理论依据，还可应用于教学研究。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型主管与围管连接接口为垂直接口的结构示意图。
图3是本实用新型主管与围管连接接口为倾斜接口的结构示意图。
图4是本实用新型主管与围管连接接口为两处接口的结构示意图。
图5是本实用新型主管与围管两处接口、风口参数相同时，各风口风量分配情况。
图中：1.空压机 2.压力传感器 3.储气罐 4.油水分离器5压力表 6.流量计7.主管 8.围管 9.风口 10.流量传感器
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：
见图1，是本实用新型的结构示意图。本实用新型一种高炉送风系统模拟实验装置，包括供风系统、数据采集装置、模型本体和PC端，模型本体包括模型支架、主管7、围管8和风口9；所述围管8安装在在模型支架上，围管8连接主管7，围管8内圈设置多个风口9；供风系统通过管道连接主管7，主管7与围管8连接接口为三岔口结构，数据采集装置采集管道压力、供风流量围管内风口气体流量和围管风口压力，数据采集装置信号线连接至PC端。
供风系统包括空压机1、储气罐3和油水分离器4，空压机1通过管道连接储气罐3，储气罐3通过管道连接油水分离器4，油水分离器4通过管道连接主管7，油水分离器4将空压机1提供的空气进行脱水和脱油。
数据采集装置包括压力表5、流量计6、流量传感器10和压力传感器2，压力表5和流量计6设于主管7与油水分离器4之间的管道上，流量传感器10安装在围管8的风口9处，风口9和流量传感器10数量根据现场实际情况进行增加或减少，压力传感器2安装在主管7和围管8预留的测压孔上；压力表5测量供风系统送风压力，流量计6测量供风系统送风总量，流量传感器10测量每个风口风量，流量传感器10采用微小气体质量流量传感器10，压力传感器2测量主管7和围管8送风压力，在主管7上、围管8上，并且和主管7成15度、30度、90度、180度、210度、270度位置上，根据现场风量不均匀位置增加压力传感器2预留孔。
本实用新型一种高炉送风系统模拟实验装置的工作原理是：开启空压机1，设于主管7与油水分离器4之间的管道上的压力表5和流量计6监测气体流动状态稳定后开始实验，采集每个风口风量100～1000个数据进行平均化处理，流量传感器10将电压信号转换为流量值实时传入PC端，压力传感器2将电流信号转换为压力值实时传入PC端，收集实验装置的风口直径、风口长度、风口角度、风口锥度和实验装置与现场实际装置的尺寸缩放比例，上传至PC端。
以下实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。
【实施例】
如图5所示，空压机1通过管道依次连接储气罐3、油水分离器4和主管7，在油水分离器4和主管7之间的管道上安装压力表5和流量计6，主管7通过两处接口连接围管8，围管8安装在在模型支架上；在主管7、围管8上，并且和主管7成15度、30度、180度、210度位置各自装有压力传感器2，围管8内圈安装32个风口9，每个风口9处安装一个微小气体质量流量传感器10。
开启空压机1，设于主管7与油水分离器4之间的管道上的压力表5和流量计6监测气体流动状态稳定后开始实验，采集每个风口风量200个数据，上传至PC端，PC端对200个数据计算平均值，作为每个风口风量值，即可得到各风口风量分配情况。
Claims (3)
1.一种高炉送风系统模拟实验装置，其特征在于，包括供风系统、数据采集装置、模型本体和PC端，模型本体包括模型支架、主管、围管和风口；所述围管安装在模型支架上，围管连接主管，围管内圈设置多个风口；供风系统通过管道连接主管，主管与围管连接接口为三岔口结构，数据采集装置信号线连接至PC端；
所述供风系统包括空压机、储气罐和油水分离器，空压机通过管道连接储气罐，储气罐通过管道连接油水分离器，油水分离器通过管道连接主管；
所述数据采集装置包括压力表、流量计、流量传感器和压力传感器，压力表和流量计设于主管与油水分离器之间的管道上，流量传感器安装在风口处，压力传感器安装在主管和围管预留的测压孔上。
2.根据权利要求1所述的一种高炉送风系统模拟实验装置，其特征在于，三岔口结构连接接口包括垂直接口、倾斜接口和两处接口。
3.根据权利要求1所述的一种高炉送风系统模拟实验装置，其特征在于，所述流量传感器采用微小气体质量流量传感器。
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