專利名稱：“j型”水封管式高爐爐頂均壓放散裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種“ J型”水封管式高爐爐頂均壓放散裝置。
背景技術(shù)：
鋼鐵工業(yè)的發(fā)展要求從整個(gè)生產(chǎn)流程上進(jìn)行工藝優(yōu)化，達(dá)到節(jié)能降耗，滿足日益 嚴(yán)峻的環(huán)保要求以及殘酷的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，降低成本，提高鋼鐵產(chǎn)品的生命力。在高爐煉鐵工藝 中，高爐爐頂設(shè)備裝排料過程中其稱量料罐是處在均壓、放散交替工作程序下完成的，均壓 (充壓)需要荒煤氣、半凈煤氣或N2沖入稱量料罐內(nèi)，裝完料后通過均壓達(dá)到與高爐爐內(nèi)壓 力相同以便向高爐爐內(nèi)排料；放散時(shí)須向大氣中排放荒煤氣，達(dá)到與大氣相同的壓力，滿足 稱量料罐受料，放散過程排出了大量煤氣和粉塵，粉塵可通過旋風(fēng)除塵回收入爐，但這部分 煤氣卻排空，噸鐵的放散量在6 8Nm3，我國(guó)每年鐵水產(chǎn)量約為6億噸，經(jīng)由高爐爐頂均壓 放散設(shè)備排放的煤氣量就達(dá)40億立方米(高爐煤氣單價(jià)按0. 11元/Nm3計(jì)算，約為4. 4億 人民幣)以上，資源浪費(fèi)極大的同時(shí)也對(duì)大氣造成了嚴(yán)重污染，并且煤氣本身也有很好的 經(jīng)濟(jì)價(jià)值，相關(guān)技術(shù)人員都在研究如何做到零排放，以達(dá)到節(jié)能降耗，利于環(huán)保。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)提出一種“J型”水封管式高爐爐 頂均壓放散裝置，應(yīng)用其改變目前高爐煉鐵工藝使用的傳統(tǒng)均壓放散工藝，做到均壓放散 的煤氣零排放，煤氣完全內(nèi)部循環(huán)使用，不污染環(huán)境。本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是“J型”水封管式高爐爐頂均 壓放散裝置，包括有均壓放散出口，其特征在于均壓放散出口串聯(lián)接一 J型水封管，J型水 封管的末端連接高壓空氣切斷閥和空氣放散閥。按上述方案，所述的均壓放散出口包括有依次連接的萬向波紋補(bǔ)償器、軸向波紋 補(bǔ)償器、旋風(fēng)卸灰閥、旋風(fēng)除塵器和均壓放散切斷閥。按上述方案，所述的J型水封管的管徑相同，料罐側(cè)的水封的高度是另一側(cè)水封 的高度的2 2. 5倍。“ J型”水封管式高爐爐頂均壓放散工藝即在稱量料罐的均壓放散出口串聯(lián)接一 J型水封管作為終端，通過調(diào)整J型水封管內(nèi)水封的液面高度來完成均壓放散的過程，具體 操作過程是在高爐剛投入生產(chǎn)的時(shí)候，加滿料的稱量料罐內(nèi)的壓力是常壓，打開均壓放散 出口的均壓放散切斷閥和旋風(fēng)卸灰閥后，再打開與J型水封管相連的高壓空氣切斷閥，通 入高壓空氣，高壓空氣推動(dòng)J型水封管內(nèi)水封從而壓縮稱量料罐側(cè)的水封的氣體體積，使 得稱量料罐的壓力升高到與高爐內(nèi)相同的壓力后，關(guān)閉高壓空氣切斷閥、均壓放散切斷閥 和旋風(fēng)卸灰閥，打開稱量料罐下部的下料閘即可向高爐內(nèi)加料；進(jìn)行放散時(shí)，先打開均壓放 散出口的均壓放散切斷閥后，再打開空氣放散閥，放散水封一側(cè)的壓縮空氣使得稱量料罐 一側(cè)的水封氣體體積增大，壓力降低至大氣壓力后，關(guān)閉空氣放散閥和切斷閥，打開稱量料 罐的受料間后即可向稱量料罐內(nèi)加料，如此循環(huán)以完成均壓放散工藝。
3[0008]上述工藝取消了傳統(tǒng)的均壓放散工藝中的均壓、放散兩套管路，如圖2所示，將均 壓放散過程通過在一套J型水封管內(nèi)實(shí)現(xiàn)，工藝、設(shè)備、操作均得到了簡(jiǎn)化。本實(shí)用新型稱量料罐的均壓放散出口處依次連接了如下部件J型水封管(預(yù)先 存入一定量的水)、高壓空氣切斷閥和空氣放散閥，其中高壓空氣切斷閥和空氣放散閥位于 J型水封管的末端，所述的均壓放散出口包括有依次連接的萬向波紋補(bǔ)償器、軸向波紋補(bǔ)償 器、旋風(fēng)卸灰閥、旋風(fēng)除塵器(含旁通管)和均壓放散切斷閥，其中最重要的J型水封的的 管徑、高度與料罐的容積大小緊密相關(guān)，不同容積的高爐設(shè)計(jì)有區(qū)別，水封本身可以做成“U 型”，但從經(jīng)濟(jì)的角度、以及結(jié)合工藝的實(shí)際需要，設(shè)計(jì)成“ J型”即可，即在整個(gè)水封管徑相 同的情況下，料罐側(cè)的水封高度是另一側(cè)水封高度的2倍基本能滿足需要。本實(shí)用新型的原理是稱量料罐內(nèi)壓力的調(diào)整實(shí)際上是通過壓縮和釋放稱量料 罐側(cè)的氣體體積的變化來完成的，稱量料罐內(nèi)煤氣在均壓放散過程中其溫度是不發(fā)生改變 的，并且“ J型”水封管完全隔斷兩側(cè)的氣體，該條件滿足理想氣體方程的等溫過程，原理公 式即為P1V1 = P2V2。因此，通過“J型”水封管內(nèi)的液面高度調(diào)整來改變兩側(cè)的氣體體積大 小以調(diào)整兩側(cè)的壓力，使得稱量料罐內(nèi)的壓力達(dá)到工藝控制要求，滿足生產(chǎn)，水封兩側(cè)分別 為荒煤氣和空氣，均壓時(shí)水封向稱量料罐側(cè)運(yùn)動(dòng)，壓縮該側(cè)的荒煤氣氣體體積使得料罐內(nèi) 壓力升高達(dá)到爐內(nèi)的壓力后進(jìn)行排料，放散時(shí)水封向相反的方向運(yùn)動(dòng)，使得料罐側(cè)的體積 增大，壓力降低，降到大氣壓力后滿足稱量料罐受料。水封液面高度的調(diào)整通過串接高壓空 氣均壓、放散空氣來實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型的有益效果是從根本上改變了傳統(tǒng)的均壓放散工藝，解決了荒煤氣 的對(duì)空排放問題，用空氣的排放代替了煤氣的排放，并且簡(jiǎn)化了原有的工藝、設(shè)備、材料，操 作簡(jiǎn)單，降低了固定投資，節(jié)約了生產(chǎn)運(yùn)行成本。完全杜絕了均壓放散過程中煤氣的對(duì)空排 放，均壓放散過程使用的都是空氣，不污染環(huán)境，作用顯而易見。

圖1為本實(shí)用新型的“ J型”水封管式高爐爐頂均壓放散工藝裝置結(jié)構(gòu)圖；其中1——稱量料罐；2——萬向波紋補(bǔ)償器；3——軸向波紋補(bǔ)償器；4——下料 閘；5——旋風(fēng)卸灰閥；6——旋風(fēng)除塵器；7——J型水封管；8——空氣放散閥；9——均壓 放散切斷閥；10——高壓空氣切斷閥；11——受料閘。
具體實(shí)施方式
下面通過附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說明，但是不會(huì)構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限 制。實(shí)施例1“ J型”水封管式高爐爐頂均壓放散裝置，包括有均壓放散出口，均壓放散出口串聯(lián) 接一 J型水封管，J型水封管的末端連接高壓空氣切斷閥、空氣放散閥，所述的均壓放散出 口包括有依次連接的萬向波紋補(bǔ)償器、軸向波紋補(bǔ)償器、旋風(fēng)卸灰閥、旋風(fēng)除塵器和均壓放 散切斷閥，所述的J型水封管的管徑相同，料罐側(cè)的水封的高度是另一側(cè)水封的高度的2 2. 5 倍?！癑型”水封管式高爐爐頂均壓放散工藝，主要是在稱量料罐的均壓放散出口串聯(lián)接一 J型水封管作為終端，通過調(diào)整J型水封管內(nèi)水封的液面高度來完成均壓放散的過程， 具體操作過程是在高爐剛投入生產(chǎn)的時(shí)候，加滿料的稱量料罐內(nèi)的壓力是常壓，打開均壓 放散出口的均壓放散切斷閥9和旋風(fēng)卸灰閥5后，再打開與J型水封管相連的高壓空氣切 斷閥10，通入高壓空氣，高壓空氣推動(dòng)J型水封管內(nèi)水封從而壓縮稱量料罐側(cè)的水封的氣 體體積，使得稱量料罐的壓力升高到與高爐內(nèi)相同的壓力后，關(guān)閉高壓空氣切斷閥10、均壓 放散切斷閥9和旋風(fēng)卸灰閥5，打開稱量料罐下部的下料閘4即可向高爐內(nèi)加料；進(jìn)行放散 時(shí)，先打開均壓放散出口的均壓放散切斷閥9后，再打開空氣放散閥8，放散水封一側(cè)的壓 縮空氣使得稱量料罐一側(cè)的水封氣體體積增大，壓力降低至大氣壓力后，關(guān)閉空氣放散閥8 和切斷閥9，打開稱量料罐的受料閘11后即可向稱量料罐內(nèi)加料，如此循環(huán)以完成均壓放 散工藝。以在某高爐工程上使用的均壓放散工藝為例，該高爐采用爐頂無鐘爐頂上料設(shè) 備，按常規(guī)設(shè)計(jì)，原有的流程設(shè)有一、二次均壓。如圖1所示，高爐的稱量料罐1的均壓放散出口按順序依次設(shè)置J型水封管7均 壓放散所需的部件設(shè)備萬向波紋補(bǔ)償器2、軸向波紋補(bǔ)償器3、旋風(fēng)卸灰閥5、旋風(fēng)除塵器 6、均壓放散切斷閥9、J型水封管7、高壓空氣切斷閥10和空氣放散閥8，其中除了 J型水 封管7是與管道直接焊接外，其余管路上的設(shè)備均與管道用法蘭連接，J型水封管的管徑相 同，料罐側(cè)的水封高度是另一側(cè)水封高度的2 2. 5倍。整套系統(tǒng)的布置根據(jù)具體情況可 以做適當(dāng)調(diào)整，J型水封管7必須豎直安裝布置。為保證水封內(nèi)水質(zhì)能長(zhǎng)期使用，先串接旋 風(fēng)除塵器6進(jìn)行粗除塵后再接J型水封管7。在正常生產(chǎn)時(shí)，稱量料罐1接受爐料時(shí)，需要保持其內(nèi)壓力與大氣壓力相同，這時(shí) 就要降低稱量料罐1內(nèi)壓力，通過打開均壓放散切斷閥9、空氣放散閥8放散使得J型水封 管內(nèi)液面下降至兩側(cè)等高，J型水封管7右側(cè)的荒煤氣氣體體積增大，使得壓力下降到常壓 后，稱量料罐1通過受料閘11裝料；稱量料罐1需要向高爐內(nèi)排料時(shí)，就得保證與爐內(nèi)壓力 相等，此時(shí)需要加壓，打開均壓放散切斷閥9、旋風(fēng)卸灰閥5沖入高壓的壓縮空氣使得J型 水封管右側(cè)的水面升高，使得J型水封管7右側(cè)的荒煤氣氣體體積減小，起到增大壓力的左 右，即稱量料罐1內(nèi)壓力升高，保證稱量料罐1向通過下料閘4向爐內(nèi)加料。相對(duì)稱量料罐1的整個(gè)均壓放散過程，壓力的調(diào)整是通過壓縮和放大氣體體積的 變化來完成的，對(duì)于不同容積的高爐，稱量料罐1的容積不同，就需要設(shè)計(jì)不同直徑、高度 的J型水封管7來滿足。
權(quán)利要求1.“ J型”水封管式高爐爐頂均壓放散裝置，包括有均壓放散出口，其特征在于均壓放 散出口串聯(lián)接一 J型水封管(7)，J型水封管的末端連接高壓空氣切斷閥(10)和空氣放散 閥(8)。
2.按權(quán)利要求1所述的“J型”水封管式高爐爐頂均壓放散裝置，其特征在于所述的均 壓放散出口包括有依次連接的萬向波紋補(bǔ)償器O)、軸向波紋補(bǔ)償器(3)、旋風(fēng)卸灰閥(5)、 旋風(fēng)除塵器(6)和均壓放散切斷閥(9)。
3.按權(quán)利要求1或2所述的“J型”水封管式高爐爐頂均壓放散裝置，其特征在于所 述的J型水封管的管徑相同，料罐側(cè)的水封的高度是另一側(cè)水封的高度的2 2. 5倍。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種“J型”水封管式高爐爐頂均壓放散裝置，包括有均壓放散出口，其不同之處在于均壓放散出口串聯(lián)接一J型水封管，J型水封管的末端連接高壓空氣切斷閥和空氣放散閥。本實(shí)用新型的有益效果是從根本上改變了傳統(tǒng)的均壓放散工藝，解決了荒煤氣的對(duì)空排放問題，用空氣的排放代替了煤氣的排放，并且簡(jiǎn)化了原有的工藝、設(shè)備、材料，操作簡(jiǎn)單，降低了固定投資，節(jié)約了生產(chǎn)運(yùn)行成本。完全杜絕了均壓放散過程中煤氣的對(duì)空排放，均壓放散過程使用的都是空氣，不污染環(huán)境，作用顯而易見。
文檔編號(hào)C21B7/00GK201817500SQ201020277008
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2010年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月30日
發(fā)明者劉菁, 葉理德, 周強(qiáng), 唐恩, 崔偉, 戚波, 盛正平, 范小鋼, 邵遠(yuǎn)敬, 閆朝付 申請(qǐng)人:中冶南方工程技術(shù)有限公司