RU2111261C1

RU2111261C1 - Device for regulation of venturi tube flow area of converter-gas wet scrubbers

Info

Publication number: RU2111261C1
Application number: RU97118095A
Authority: RU
Inventors: Игорь Михайлович Шатохин; Александр Леонидович Кузьмин
Original assignee: Игорь Михайлович Шатохин; Александр Леонидович Кузьмин
Priority date: 1997-10-31
Filing date: 1997-10-31
Publication date: 1998-05-20

Abstract

FIELD: steel melting; applicable in wet scrubbing of converter gases of oxygen-converter plants of metallurgical works. SUBSTANCE: the offered device includes Venturi tube rectangular in cross-section and with regulated size of its throat, regulating device and drive for motion of regulating device. The latter is made in form of complicated combined pantograph including, at least, two pantographs with common adjacent link whose extreme opposite links are rigidly connected to body of gas vent. Movable links of pantograph accommodated in throat of Venturi tube serve additionally as load-carrying supports with cover material secured thereto. Common intermediate link of pantograph is provided with tie-rod connected with drive moving regulating device. Small pantograph is hinged to lower surface of solid connector between adjacent gas vents. It is preferably to have axes of hinges of upper and lower pantographs mutually perpendicular. It is also preferably to make extreme lower link of large pantograph hollow and hinged to tube body. Internal space of combined pantograph is isolated from tube internal space by means of isolating partitions secured to its all surfaces. Isolating partitions may be made rigid, soft or combined. EFFECT: higher reliability of device design, simplified means for variation of flow area of Venturi tube. 9 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к сталеплавильному производству и может быть использовано при мокрой газоочистке конвертерных газов кислородно-конвертерных цехов металлургических заводов. The invention relates to steelmaking and can be used for wet gas cleaning of converter gases from oxygen-converter shops of metallurgical plants.

Из уровня техники известны конструкции газоочистных аппаратов систем мокрой газоочистки (см. патент Чехословакии N 135390, 1970). The prior art design of gas cleaning apparatus for wet gas cleaning systems (see Czechoslovak patent N 135390, 1970).

Конструкция струйного скруббера Вентури для очистки газов по данному источнику включает регулирующее устройство, закрепленное на одной или нескольких тягах, с помощью которых его можно произвольно перемещать по вертикали в трубе Вентури, изменяя этим величину зазора между стенками горловины и самим устройством. Корпус регулирующего устройства выполнен пустотелым, не имеет торцовых стенок, в месте стыка боковых поверхностей предусмотрены продольные выпускные щели. The design of a Venturi jet scrubber for gas purification according to this source includes a control device mounted on one or more rods with which it can be arbitrarily moved vertically in the Venturi pipe, thereby changing the gap between the walls of the neck and the device itself. The housing of the control device is hollow, has no end walls, and longitudinal outlet slots are provided at the junction of the side surfaces.

Рабочая жидкость, поступает в регулирующее устройство через торцовые плоскости и заполняет его корпус, непрерывно вытекая из него через выпускные щели, находящиеся в зоне с наивысшей скоростью потока очищаемого газа. Этим достигается наиболее равномерное распределение рабочей жидкости по сечению трубы Вентури. The working fluid enters the control device through the end planes and fills its body, continuously flowing out of it through the outlet slots located in the zone with the highest flow rate of the gas to be cleaned. This ensures the most uniform distribution of the working fluid over the cross section of the venturi.

В отечественной практике все кислородно-конвертерные цехи оборудованы мокрыми системами газоочистки, взрывобезопасны, обладают высокой степенью очистки и надежны в эксплуатации (см. Григорьев В.П. и др., Конструирование и проектирование агрегатов сталеплавильного производства. - М.: МИСИС, 1995, с. 64-72). In domestic practice, all oxygen-converter shops are equipped with wet gas purification systems, are explosion-proof, have a high degree of purification and are reliable in operation (see Grigoryev V.P. et al., Design and Design of Steelmaking Units. - M .: MISIS, 1995, p. 64-72).

Система мокрой газоочистки включает последовательно расположенные аппараты для снижения температуры газов до заданных пределов (скрубберы); аппараты для очистки газов (трубы Вентури) и аппараты для отделения влаги (каплеуловители различной конструкции). The wet gas purification system includes sequentially arranged apparatuses to reduce the temperature of gases to predetermined limits (scrubbers); apparatus for cleaning gases (Venturi pipes) and apparatus for separating moisture (droplet eliminators of various designs).

Основным элементом таких газоочисток являются трубы Вентури, которые предназначены для увеличения скорости газа, дробления, перемешивания воды с газом, смачивания частиц пыли и их коагуляции. В газоочистных аппаратах используются как малые трубы Вентури с круглым сечением горловины, так и большие трубы Вентури с круглым или прямоугольным сечением горловины. The main element of such gas purification are Venturi pipes, which are designed to increase the gas velocity, crushing, mixing water with gas, wetting the dust particles and their coagulation. Gas scrubbers use both small venturi pipes with a round neck and large venturi pipes with a round or rectangular neck.

Основным недостатком аппаратов с малыми трубами Вентури является уменьшение сечения горловин труб за счет отложений в них пыли и большая чувствительность к качеству воды, дисперсности ее распыления, а также сложность регулирования при изменении количества газов. The main disadvantage of devices with small venturi tubes is a reduction in the neck of the pipes due to dust deposits and a greater sensitivity to water quality, dispersion of its spraying, as well as the difficulty of regulation when changing the amount of gas.

Конструкции газоочистных аппаратов с большими трубами Вентури по сравнению с предыдущими существенно проще. В этом случае число труб составляет 1-3. В трубах, как правило, отсутствуют форсунки, а вода поступает по отверстиям, расположенным по периметру горловины или просто переливается через стенки конфузора. The design of gas cleaning apparatus with large venturi pipes is much simpler than the previous ones. In this case, the number of pipes is 1-3. In pipes, as a rule, there are no nozzles, and water enters through openings located around the neck or simply overflows through the walls of the confuser.

Однако в этом случае для распыления воды необходимы более высокие скорости газового потока, которые должны достигать в горловине 120-180 м/с по сравнению с 60-100 м/с для малых труб. However, in this case, for gas spraying, higher gas flow rates are required, which should reach 120-180 m / s in the neck compared to 60-100 m / s for small pipes.

При отводе газов без дожигания газоочистные аппараты оснащаются трубами Вентури с регулируемым сечением горловины. When venting gases without afterburning, the gas cleaning devices are equipped with Venturi pipes with an adjustable neck section.

Регулирование размеров горловины осуществляется с помощью специальных средств, которые могут быть выполнены, например, в виде подвижного конуса или поворотных заслонок в зависимости от количества газов, выходящих из конвертера. The regulation of the size of the neck is carried out using special means, which can be performed, for example, in the form of a movable cone or butterfly valves depending on the amount of gas leaving the converter.

За прототип изобретения выбрана большая труба Вентури с прямоугольным сечением и регулируемым размером горловины, регулировочное средство которой выполнено в виде поворотных заслонок (см. Григорьев В.П. и др. Конструирование и проектирование агрегатов сталеплавильного производства, с. 71, 72). For the prototype of the invention, a large Venturi pipe with a rectangular cross section and an adjustable neck size was selected, the adjusting tool of which is made in the form of rotary dampers (see Grigoryev V.P. et al. Design and Design of Steelmaking Units, pp. 71, 72).

Основным недостатком прототипа является ненадежность средства для регулирования проходного сечения горловины трубы, что обусловлено конструктивной невозможностью защиты от коррозии в высокоагрессивной среде отходящих газов всех подвижных деталей механизма регулировочного средства и его привода, а также затрудненный монтаж при ремонте или их замене. The main disadvantage of the prototype is the unreliability of the means for regulating the bore of the pipe neck, which is due to the structural impossibility of protecting all moving parts of the adjusting mechanism mechanism and its drive from corrosion in the highly aggressive exhaust gas environment, as well as difficult installation during repair or replacement.

Технической задачей, решаемой изобретением, является повышение надежности, упрощение конструкции и монтажа средства для изменения проходного сечения трубы Вентури. The technical problem solved by the invention is to increase reliability, simplify the design and installation of tools for changing the bore of the Venturi pipe.

Решение поставленной задачи осуществлено за счет того, что в устройстве для регулирования проходного сечения трубы Вентури аппаратов мокрой газоочистки конвертерных газов, включающих трубу Вентури с прямоугольным сечением и регулируемым размером горловины, снабженной регулировочным средством с приводом его перемещения, согласно изобретению средство для регулирования проходного сечения горловины трубы выполнено в виде сложного составного пантографа из не менее чем двух пантографов с общим смежным звеном, крайние противоположные звенья которого жестко соединены с корпусом газоотвода, а расположенные в горловине трубы Вентури подвижные шарнирные звенья выполнены в виде несущих стоек с закрепленным на них покровным материалом, при этом общее промежуточное звено снабжено тягой, соединенной с приводом перемещения регулировочного средства. Кроме того, составной пантограф может быть выполнен в виде большого нижнего и малого верхнего пантографов с общим смежным звеном, при этом предпочтительно, чтобы малый пантограф был установлен над горловиной трубы Вентури и шарнирно закреплен на нижней поверхности глухой перемычки, между смежными газоотводами. Также предпочтительно, чтобы оси шарниров верхнего и нижнего пантографов были взаимно перпендикулярны. Дополнительно, в предпочтительном варианте выполнения максимальная величина перемещения общего смежного звена составного пантографа при максимальном увеличении проходного сечения трубы Вентури в рабочем положении должна уменьшать изменяемый размер большого пантографа до величины, большей чем расстояние между шарнирами малого пантографа, расположенными на общем смежном звене; крайнее нижнее звено большого пантографа должно быть выполнено полым и шарнирно соединено с корпусом трубы; шарнирное соединение крайнего нижнего звена большого пантографа с корпусом трубы может быть выполнено посредством заглушек, цилиндрические части которых в виде несущих полуосей размещены в полости звена, а фланцевые части, выполненные в виде крышек, герметично закреплены на наружной поверхности корпуса трубы; внутреннее пространство составного пантографа посредством изолирующих перегородок, закрепленных на общем смежном звене и боковых поверхностях каждого пантографа, должно быть изолировано от внешнего пространства; покровный материал каждого пантографа может быть выполнен в виде мягкой оболочки или в виде комбинации жесткой и мягкой оболочек из коррозионностойкого материала (для жесткой оболочки); области деформируемых поверхностей обоих пантографов снабжены мягкими оболочками, примыкающими к жестким оболочкам, расположенным на недеформируемых поверхностях пантографов; мягкие оболочки могут быть выполнены, например, из прорезиненной транспортерной ленты. The solution to this problem is carried out due to the fact that in the device for controlling the flow area of the venturi of the apparatus for wet gas purification of converter gases, including a venturi with a rectangular cross section and an adjustable neck size, equipped with adjusting means with a drive for moving it, according to the invention, means for regulating the flow area of the neck the pipes are made in the form of a complex composite pantograph of at least two pantographs with a common adjacent link, the extreme opposite links The joints of which are rigidly connected to the gas outlet housing, and the movable articulated links located in the neck of the Venturi pipe are made in the form of load-bearing racks with cover material fixed to them, while the common intermediate link is equipped with a rod connected to the drive for moving the adjusting means. In addition, the composite pantograph can be made in the form of a large lower and small upper pantographs with a common adjacent link, while it is preferable that the small pantograph be mounted above the neck of the venturi and pivotally mounted on the lower surface of the blind bridge, between adjacent gas outlets. It is also preferred that the hinge axes of the upper and lower pantographs are mutually perpendicular. Additionally, in a preferred embodiment, the maximum displacement of the common adjacent link of the composite pantograph with a maximum increase in the flow area of the venturi in the working position should reduce the resizable size of the large pantograph to a value greater than the distance between the hinges of the small pantograph located on the common adjacent link; the extreme lower link of the large pantograph should be made hollow and pivotally connected to the pipe body; the swivel of the extreme lower link of the large pantograph with the pipe body can be accomplished using plugs, the cylindrical parts of which are in the form of bearing axles located in the cavity of the link, and the flange parts, made in the form of covers, are hermetically fixed to the outer surface of the pipe body; the inner space of the composite pantograph by means of insulating partitions mounted on a common adjacent link and the lateral surfaces of each pantograph should be isolated from the outer space; the cover material of each pantograph can be made in the form of a soft shell or in the form of a combination of hard and soft shells of corrosion-resistant material (for a hard shell); the areas of the deformable surfaces of both pantographs are provided with soft shells adjacent to the hard shells located on the undeformable surfaces of the pantographs; soft shells can be made, for example, from a rubberized conveyor belt.

На фиг. 1 показан продольный разрез предложенного устройства; на фиг. 2 - то же, вид сбоку. In FIG. 1 shows a longitudinal section of the proposed device; in FIG. 2 is the same side view.

Устройство для регулирования проходного сечения трубы Вентури аппаратов мокрой газоочистки конвертерных газов включает трубу Вентури 1 с прямоугольным сечением и регулируемым размером горловины, снабженную средством для регулирования ее проходного сечения в области горловины, выполненным в виде сложного составного пантографа из не менее чем двух пантографов 2 (верхнего А) и 3 (нижнего Б) с общим смежным звеном 4. Крайние противоположные звенья 5 (пантограф А) и 6 (пантограф Б) составного пантографа соединены (с возможностью поворота) с корпусом газоотвода. Подвижные шарнирные звенья 8, 8¹ и 9, 9¹ расположенные в горловине трубы Вентури, а также звенья 5 и 6 выполнены в виде несущих стоек с закрепленным на них покровным материалом 10, при этом смежное, общее промежуточное звено 4 снабжено тягой 11, соединенной с приводом перемещения (условно не показан) регулировочного средства. Таким образом, составной пантограф выполнен в виде большого - нижнего (А ) и малого - верхнего (Б) пантографов с общим смежным звеном 4. Пантограф Б установлен над горловиной трубы Вентури 1 и шарнирно закреплен на нижней поверхности глухой перемычки 12 между смежными газоотводами 7. Для повышения жесткости регулировочного средства предпочтительно, чтобы оси шарниров верхнего Б и нижнего А пантографов были взаимно перпендикулярны. Для исключения возможности заклинивания подвижных частей максимальная величина хода общего смежного звена 4 составного пантографа при максимальном увеличении проходного сечения трубы Вентури в рабочем положении должна обеспечивать ход шарниров большого пантографа А до величины, большей чем расстояние между шарнирами малого пантографа Б, расположенных на общем смежном звене 4. Крайнее нижнее звено 6 (пантограф Б) выполнено полым и шарнирно соединено с корпусом трубы 1. Шарнирное соединение звена 6 с корпусом трубы 1 осуществлено посредством заглушек, цилиндрические части 13 которых в виде несущих полуосей размещены в полости звена 6, а фланцевые части 14, выполнены в виде крышек, герметично закрепленных на наружной поверхности трубы 1. Внутреннее пространство составного пантографа посредством изолирующих перегородок 15, закрепленных на общем смежном звене 4 и боковых поверхностях каждого пантографа А и Б, изолировано от внутритрубного пространства. Изолирующие перегородки каждого пантографа могут быть выполнены или в виде мягкой оболочки, или в виде комбинации жесткой из коррозионностойкого материала и мягкой оболочек. Возможен вариант, в котором шарнирные, т.е. изменяющие в процессе работы поверхности обоих пантографов снабжены мягкими оболочками, примыкающими к жестким оболочкам, расположенным на не изменяющихся геометрически поверхностях пантографов. Боковые поверхности обоих пантографов могут быть также выполнены или в виде мягких, или в виде комбинации мягких и жестких оболочек.A device for controlling the bore of the Venturi pipe of the apparatus for wet gas purification of converter gases includes a Venturi 1 with a rectangular cross section and an adjustable neck size, equipped with a means for regulating its bore in the neck region, made in the form of a complex composite pantograph of at least two pantographs 2 (upper A) and 3 (lower B) with a common adjacent link 4. The extreme opposite links 5 (pantograph A) and 6 (pantograph B) of the composite pantograph are connected (with the possibility of rotation) to the building Som vent. The movable articulated links 8, 8 ¹ and 9, 9 ¹ located in the neck of the venturi, as well as links 5 and 6 are made in the form of load-bearing racks with cover material 10 fixed to them, while the adjacent, common intermediate link 4 is equipped with a rod 11 connected with a displacement drive (not conventionally shown) of the adjusting means. Thus, the composite pantograph is made in the form of a large - lower (A) and small - upper (B) pantographs with a common adjacent link 4. Pantograph B is installed above the neck of the Venturi 1 and pivotally mounted on the lower surface of the blind bridge 12 between adjacent gas outlets 7. To increase the rigidity of the adjusting means, it is preferable that the hinge axes of the upper B and lower A of the pantographs are mutually perpendicular. To exclude the possibility of jamming of moving parts, the maximum stroke of the common adjacent link 4 of the composite pantograph with a maximum increase in the bore of the venturi pipe in the working position should provide the hinges of the large pantograph A to a distance greater than the distance between the hinges of the small pantograph B located on the common adjacent link 4 The lowermost link 6 (pantograph B) is made hollow and pivotally connected to the pipe body 1. The articulated connection of link 6 to the pipe body 1 is carried out by means of of plugs, the cylindrical parts 13 of which are in the form of bearing half shafts located in the cavity of the link 6, and the flange parts 14 are made in the form of covers tightly fixed on the outer surface of the pipe 1. The inner space of the composite pantograph by means of insulating partitions 15 fixed on a common adjacent link 4 and lateral surfaces of each pantograph A and B, isolated from the in-tube space. The insulating partitions of each pantograph can be made either in the form of a soft shell, or as a combination of a rigid one made of corrosion-resistant material and soft shells. A variant is possible in which articulated, i.e. the surfaces of both pantographs changing during operation are provided with soft shells adjacent to hard shells located on the geometrically unchanged pantograph surfaces. The lateral surfaces of both pantographs can also be made either as soft or as a combination of soft and hard shells.

В качестве материала для мягких оболочек могут быть использованы, например, прорезиненные транспортерные ленты. As a material for soft shells, for example, rubberized conveyor belts can be used.

Работа устройства осуществляется следующим образом. The operation of the device is as follows.

При необходимости изменения проходного сечения горловины трубы включают привод и перемещают тягу 11. В зависимости от направления перемещения тяги (вверх или вниз) происходит или складывание (уменьшение поперечных размеров пантографа "Б") или, наоборот, увеличение его поперечных размеров. За счет того, что составной пантограф имеет две неподвижные точки крайние противоположные звенья 5 (пантограф А) и 7 (пантограф Б), изменение поперечных размеров пантографа "Б" происходит в области горловины. Этим обеспечивается регулирование проходного сечения горловины трубы Вентури. If necessary, changes in the orifice of the pipe neck turn on the drive and move the rod 11. Depending on the direction of movement of the rod (up or down), either folding (reducing the transverse dimensions of the pantograph "B") or, conversely, increasing its transverse dimensions. Due to the fact that the composite pantograph has two fixed points, extreme opposite links 5 (pantograph A) and 7 (pantograph B), the transverse dimensions of the pantograph "B" change in the neck area. This ensures the regulation of the bore of the venturi neck.

Закрепление изолирующих перегородок на пантографах позволяет наряду с изменением проходного сечения изолировать от внутритрубного пространства его внутреннее пространство и предотвратить за счет этого накопление пылевых осадков, а также максимально защитить все подвижные части, включая шарниры, которые предпочтительно выполнять закрытыми, от коррозии и обеспечить за счет этого длительную безотказную работу устройства. The fastening of the insulating partitions on the pantographs allows, along with a change in the bore section, to isolate its inner space from the inner tube space and thereby prevent the accumulation of dust deposits, as well as protect all moving parts, including joints that are preferably closed, from corrosion and ensure that long uptime of the device.

Кроме того, существенно упрощен монтаж (демонтаж) устройства, поскольку после демонтажа глухой перемычки 12, которая может быть выполнена съемной и закреплена, например, с помощью болтовых соединений, а также вывода полуосей 13 из полости нижнего звена 6 (пантограф Б), составной пантограф складывается и легко выводится из газохода. In addition, the installation (dismantling) of the device is greatly simplified, since after dismantling the blind bridge 12, which can be removable and secured, for example, using bolted connections, as well as the withdrawal of the axle shafts 13 from the cavity of the lower link 6 (pantograph B), a composite pantograph folds up and is easily removed from a flue.

Предложенное устройство, позволяет улучшить экологию окружающей среды, поскольку надежность и легкость эксплуатации предложенного устройства, оптимизирует работу газоочистной системы конвертеров в течение кампании конвертера. The proposed device can improve the ecology of the environment, since the reliability and ease of operation of the proposed device optimizes the operation of the gas purification system of the converters during the campaign of the converter.

Claims

1. A device for controlling the bore of the Venturi pipe of the apparatus for wet gas purification of converter gases, including a Venturi pipe with a rectangular cross section and an adjustable neck size, equipped with a adjusting means movable relative to the neck of the pipe with a drive for moving it, characterized in that the adjusting means is made in the form of a complex composite pantograph of at least two pantographs with a common adjacent link, the extreme opposite links of which are rigidly connected to the gas outlet body, and p memory location in the throat of the venturi movable hinge units are formed as supporting pillars fastened on a cover material, wherein the common intermediate link rod is provided, connected to the actuator displacement adjusting means.

2. The device according to claim 1, characterized in that the composite pantograph is made in the form of a large - lower and small - upper pantographs with a common adjacent link, while a small pantograph is mounted above the neck of the venturi and pivotally mounted on the lower surface of the blind bridge, between adjacent gas outlets, and the axis of the hinges of the upper and lower pantographs are mutually perpendicular.

3. The device according to any one of claims 1 and 2, characterized in that in it the maximum displacement of the common adjacent link of the composite pantograph with a maximum increase in the bore of the Venturi pipe in the working position reduces the resizable size of the large pantograph to a value greater than the distance between the small hinges pantograph located on a common adjacent link.

4. The device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the lowermost link of the large pantograph is hollow and pivotally connected to the pipe body.

5. The device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the swivel of the extreme lower link of the large pantograph with the pipe body is made through plugs, the cylindrical parts of which are in the form of bearing half shafts located in the cavity of the link, and the flange parts are made in the form of covers sealed to the outer surface of the pipe body.

6. The device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the inner space of the composite pantograph by means of insulating partitions mounted on a common adjacent link and the side surfaces of each pantograph is isolated from the outer space.

7. The device according to claim 1, characterized in that the coating material is made in the form of a soft shell.

8. The device according to any one of claims 1 to 4, 6, 7, characterized in that the coating material is made in the form of a combination of hard and soft shells of corrosion-resistant material, and in the region of the deformable surfaces of both pantographs there are soft shells adjacent to the hard shells, located on non-deformable surfaces of pantographs.

9. A device according to any one of claims 1, 3, 4, 6 to 8, characterized in that the soft shells are made, for example, of a rubberized conveyor belt.