可自動清理焦油的燒嘴系統及採用上述系統的燒嘴焦油處理方法
2023-05-02 11:10:06
專利名稱：可自動清理焦油的燒嘴系統及採用上述系統的燒嘴焦油處理方法
技術領域：
本發明主要涉及到燒結工藝設備領域，特指一種可自動清理焦油的燒嘴系統及採用上述系統的燒嘴焦油處理方法。
背景技術：
在現代燒結工藝過程中，點火爐被用來向混合料表面提供高溫帶狀火焰，使其中的固體燃料著火燃燒，並使表層混合料在點火爐高溫煙氣與固體燃料燃燒放熱作用下燒結，同時通過抽風機抽風提供充分的氧量將表層所積蓄的熱量傳遞至下一層混合料，促使下一層的固體燃料繼續燃燒從而使得燒結過程迅速向下進行進而完成燒結工藝。燒嘴是點火爐上用的燃燒裝置的俗稱，可理解為「燒火的噴嘴」的簡稱，是點火爐最為關鍵的部件之一。通常指的是燃燒裝置本體部分，有燃料入口、空氣入口和噴出孔，起到分配燃料和助燃空氣並以一定方式噴出後燃燒的作用。目前燒結點火爐按其燒嘴的數量、傾斜角度及內部燃燒介質等不同，可分為雙斜式、單斜式、三斜式、前置中部燒嘴式、焦爐煤氣、高爐煤氣及重油點火爐等。如圖1 圖4所示，一種三排式的傳統燒嘴系統結構包括分三排布置在點火爐爐頂8上的燒嘴，每組燒嘴均包括燃料入口管5、空氣入口管6以及燒嘴噴出管7，燃料入口管5與燃料管道I相連並在連接管路上設有燒嘴前燃料閥門3，空氣入口管6與空氣管道2相連並在連接管路上設有燒嘴前空氣閥門4，從燃料入口管5、空氣入口管6引入的氣流匯聚後經燒嘴噴出管7噴出。上述結構的點火爐在使用中，經常存在焦油堵燒嘴的情形，嚴重時會導致被堵燒嘴無法噴出火焰，火焰回燒至燃料管道I內，將對生產質量與安全係數造成嚴重的負面影響。常規焦油堵燒嘴原因以及相應處理方式如下:
1.煤氣質量差，所含焦油多:一般大型鋼鐵廠在煤氣加壓站出口都設有過濾器，可將從加壓站出來的煤氣進行過濾，但個別中小型企業為了節省成本，往往取消過濾器，這就造成送到點火爐的煤氣質量不高，內部所含雜質、水和焦油的比例較高，從而造成燒嘴被焦油堵住。2.點火爐無焦油檢測系統，無法及時清理燒嘴:焦油堵燒嘴不是短期形成，而是經過長時間積累，焦油在燒嘴內越積越多，最終形成的後果。由於沒有找到能有效檢測出燒嘴內焦油數量的方法，故在傳統點火爐燒嘴系統中，沒有設置焦油檢測裝置，這導致在點火爐生產過程中，操作工人必須密切監視燒嘴火焰燃燒狀態，當發現燒嘴燃燒異常時，比如火焰噴出無力，燒嘴外壁變紅等，則須馬上對該燒嘴進行焦油清理操作。如果操作工人無法及時發現燒嘴內堆積焦油的狀況，等到燒嘴無法噴出火焰或者火焰回燒至燃料管道內時再停產檢修，已經為時太晚。3.沒有焦油自動排除裝置:傳統點火爐燒嘴系統沒有設置焦油自動排除裝置，操作工清理燒嘴內焦油時，需要先關閉與該燒嘴相連的煤氣、空氣管道上的閥門，然後再將燒嘴尾部的大螺帽擰開，經常是用一根長鋼釺從燒嘴上部捅入，以此原始的方法來將焦油從燒嘴內捅出，不但對燒嘴內部結構有損，且此時燒嘴內已經被焦油堵塞，煤氣無法進入爐膛，工人在操作時很有可能被燒嘴內殘餘的煤氣燻倒，安全係數極低。
發明內容
本發明要解決的技術問題就在於:針對現有技術存在的技術問題，本發明提供一種自動化程度高、能夠定期自動清理燒嘴內焦油、使得燒嘴內焦油能第一時間得到排除、進而提高燒嘴點火質量、提高點火爐作業率的可自動清理焦油的燒嘴系統及採用上述系統的燒嘴焦油處理方法。為解決上述技術問題，本發明採用以下技術方案:
一種可自動清理焦油的燒嘴系統，包括燃料入口管、空氣入口管以及同時與燃料入口管和空氣入口管相連通的燒嘴噴出管；還包括自動清理裝置和用來按照周期控制自動清理裝置啟閉的時序控制裝置，所述自動清理裝置包括與燒嘴噴出管連通的介質衝洗管道以及衝洗介質源，所述介質衝洗管道上設置有控制閥，所述控制閥與時序控制裝置相連。作為本發明的進一步改進:
所述衝洗介質源為不可燃氣源。所述介質衝洗管道從燒嘴噴出管上與噴出口相反的方向的末端接入。所述燃料入口管和空氣入口管上裝設有逆止閥或電磁控制閥。本發明進一步提供一種採用上述燒嘴系統的燒嘴焦油處理方法，即:每個燒嘴對應一個自動清理裝置，通過時序控制裝置按照周期控制自動清理裝置定期啟動執行清理燒嘴期間指令。作為本發明方法的進一步改進:
在同一時間，只對一個燒嘴執行焦油清洗指令。所述時序控制裝置將在多個燒嘴的清洗周期出現衝突時自動為需要清洗的燒嘴排隊，優先次序為:已經在清洗中的燒嘴優先；清洗周期先達到的優先；如果清洗周期同時達到，則按已依次排列好序號的燒嘴優先；次進行清洗，清洗完成後再恢復其工作周期。與現有技術相比，本發明的優點在於:
1、本發明的燒嘴系統及採用上述系統的燒嘴焦油處理方法，結構簡單、自動化程度高，能夠定期對燒嘴內堆積的焦油進行清理，預防焦油堵塞，進而有效防止發生安全事故；
2、本發明的燒嘴系統及採用上述系統的燒嘴焦油處理方法，在接到控制信號後，可在無人操作的情形下通過介質衝洗的方式自動排除焦油且不影響生產，相比較原有燒嘴系統更加安全、可靠、智能、且有利於提高整臺點火爐的作業率與產量。
圖1是現有技術中燒嘴系統的結構示意圖。圖2是現有技術中燒嘴系統的主視結構示意圖。圖3是圖2中A-A處的剖視結構示意圖。圖4是圖2中B-B處的剖視結構示意圖。圖5是本發明中燒嘴系統的結構示意圖。
圖6是本發明在具體應用實例中的俯視結構示意圖。圖7是圖5中C-C處的剖視結構示意圖。圖8是本發明採用逆止閥時在具體應用實例中的組成框架示意圖。圖9是本發明採用逆止閥時在具體應用實例中的工作流程示意圖。圖10是本發明採用逆止閥時在具體應用實例中的自動清洗時序示意圖。圖11是本發明採用電磁控制閥時在具體應用實例中的組成框架示意圖。圖12是本發明採用電磁控制閥時在具體應用實例中的工作流程示意圖。圖13是本發明採用電磁控制閥時在具體應用實例中的自動清洗時序示意圖。圖例說明:
1、燃料管道；2、空氣管道；3、燒嘴前燃料閥門；4、燒嘴前空氣閥門；5、燃料入口管；6、空氣入口管；7、燒嘴噴出管；8、點火爐爐頂；9、介質衝洗管道；10、控制閥；11、逆止閥；12、時序控制裝置。
具體實施例方式以下將結合說明書附圖和具體實施例對本發明做進一步詳細說明。如圖5 圖7所示，本發明可自動清理焦油的燒嘴系統，包括燃料入口管5、空氣入口管6以及同時與燃料入口管5和空氣入口管6相連通的燒嘴噴出管7，燃料入口管5與燃料管道I相連並在連接管路上設有燒嘴前燃料閥門3，空氣入口管6與空氣管道2相連並在連接管路上設有燒嘴前空氣閥門4，從燃料入口管5、空氣入口管6引入的氣流匯聚後經燒嘴噴出管7噴出。本發明還包括自動清理裝置和用來按照周期控制自動清理裝置啟閉的時序控制裝置12，該自動清理裝置包括與燒嘴噴出管7連通的介質衝洗管道9以及衝洗介質源，介質衝洗管道9上設置有控制閥10，控制閥10與時序控制裝置12相連。衝洗介質源採用不可燃氣源，例如蒸汽等其他不可燃氣體，不可燃氣源須具有一定溫度和壓力，以改善焦油的流動性，以便徹底清洗堵塞燒嘴的焦油。本實施例中，以將高壓蒸汽作為衝洗介質為例，其安裝在燒嘴旁，從燒嘴噴出管7上與噴出口相反方向的末端接入。當接收到主控室發出的清洗信號時，則自動開啟相應燒嘴的控制閥10，以高溫不可燃氣對燒嘴內部進行衝刷清理，直至燒嘴內煤氣流量回復正常值，接收到主控室發出的清洗完畢信號後，再關閉控制閥10。本實施例中，在燃料入口管5和空氣入口管6上裝設有逆止閥11或電磁控制閥。因為蒸汽壓力較大，在衝洗時很容易倒流至燃料入口管5和空氣入口管6、甚至是煤氣與空氣總管(即燃料管道I和空氣管道2)內，影響到其他燒嘴的正常運行，故在每個燒嘴的燃料入口管5和空氣入口管6上增設了逆止閥11，防止蒸汽倒流。可以理解，也可以採用電磁控制閥，該電磁控制閥就全開和全關兩種狀態，清洗燒嘴時系統發出關閉電磁控制閥指令，清洗結束時發出打開電磁控制閥指令。參見圖8、圖9和圖10所示，本發明進一步提供一種採用了上述燒嘴系統後的焦油處理方法，在具體的應用實例中，點火爐的燒嘴堵塞情況與生產時間有關，例如某點火爐，使用中每周清理燒嘴一次可以保證點火爐的正常生產，這樣的話可以建立這樣一個焦油清洗邏輯:每周每個燒嘴進行一次清理，每次清理使用蒸汽衝刷一個清洗時間段(例如20分鐘)，便能保證燒嘴正常工作。點火爐焦油自動清洗便基於實際使用中的經驗數據確定點火爐燒嘴的清洗周期與清洗時間段，定時對每個燒嘴進行清洗，防止焦油堵塞燒嘴。實際使用中可以根據系統工作的效果對每個燒嘴的清洗周期(例如I周)和清洗時間段(例如每次清洗20分鐘)進行調整，以確保清洗效果。參見圖9和圖10所示的邏輯和時序可以看出，通過設置不同的Tx值(即圖示的ΤΡ..Τχ…Tn)，可以將不同燒嘴的清洗時間錯開。這樣的話，可以控制到唯一時間最多只有一個燒嘴處於清理狀態，這樣的話對蒸汽清理工作對點火爐的正常運行影響最小。例如圖中設置Tl=I小時，Τ2=2小時，Τχ=χ小時，Τη=η小時；設置Τ=6天23小時40分鐘；t=20分鐘；每個燒嘴的清理周期為T+t=7天，每次清理時間為20分鐘，每次最多一個燒嘴處於清理狀態。因為不同的燒嘴可以設置不同的清理周期，所以在運行時間長了以後，不可避免會出現不同燒嘴在同一時間都達到清理周期的情況。為避免這種情況下出現點火爐內多個燒嘴同時清洗的工況，時序控制裝置12將在燒嘴清洗周期出現衝突時自動為需要清洗的燒嘴排隊，優先次序為已經在清洗中的燒嘴優先；清洗周期先達到的優先；如果清洗周期同時達到，則低序號(或高序號)燒嘴優先。依次進行清洗，清洗完成後再恢復其工作周期。關於序號:例如一個18個燒嘴的點火爐；燒嘴序號為:1號燒嘴，2號燒嘴…..18號燒嘴；則I號燒嘴為低序號燒嘴，18號燒嘴為高序號燒嘴。當在燃料入口管5和空氣入口管6上採用逆止閥11時，控制清洗過程中，直接開啟或關閉控制閥10即可。參見圖11、圖12和圖13，當用電磁控制閥替換成逆止閥11時，則不但要對介質衝洗管 道9上的控制閥10進行控制，還需要控制位於燃料入口管5和空氣入口管6上的電磁控制閥；即，通過流量檢測判斷出某個燒嘴發生焦油堵塞後，會先關閉對應燃料入口管5和空氣入口管6上的電磁控制閥，打開控制閥10進行焦油清理。當清理完畢後，在關閉控制閥10後，再打開燃料入口管5和空氣入口管6上的電磁控制閥；其餘過程與採用逆止閥11時一致，在此就不再贅述。由此可見，使用本發明的燒嘴系統後，可在生產中定期、有效地處理燒嘴內堆積焦油的問題，並可在無人操作的情形下自動排除焦油且不影響生產。相比較原有燒嘴系統更加安全、可靠、智能、且有利於提高整臺點火爐的作業率與產量。以上僅是本發明的優選實施方式，本發明的保護範圍並不僅局限於上述實施例，凡屬於本發明思路下的技術方案均屬於本發明的保護範圍。應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理前提下的若干改進和潤飾，應視為本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種可自動清理焦油的燒嘴系統，包括燃料入口管(5)、空氣入口管(6)以及同時與燃料入口管(5)和空氣入口管(6)相連通的燒嘴噴出管(7)，其特徵在於:還包括自動清理裝置和用來按照周期控制自動清理裝置啟閉的時序控制裝置(12)，所述自動清理裝置包括與燒嘴噴出管(7)連通的介質衝洗管道(9)以及衝洗介質源，所述介質衝洗管道(9)上設置有控制閥(10 )，所述控制閥(10 )與時序控制裝置(12 )相連。
2.根據權利要求1所述的可自動清理焦油的燒嘴系統，其特徵在於:所述衝洗介質源為不可燃氣源。
3.根據權利要求1或2所述的可自動清理焦油的燒嘴系統，其特徵在於:所述介質衝洗管道(9)從燒嘴噴出管(7)上與噴出口相反的方向的末端接入。
4.根據權利要求1或2所述的可自動清理焦油的燒嘴系統，其特徵在於:所述燃料入口管(5)和空氣入口管(6)上裝設有逆止閥(11)或電磁控制閥。
5.一種採用上述權利要求1 4中任一項所述燒嘴系統的燒嘴焦油處理方法，其特徵在於:每個燒嘴對應一個自動清理裝置，通過時序控制裝置按照周期控制自動清理裝置定期啟動執行清理燒嘴期間指令。
6.根據權利要求5所述的燒嘴焦油處理方法,其特徵在於:在同一時間,只對一個燒嘴執行焦油清洗指令。
7.根據權利要求5所述的燒嘴焦油處理方法，其特徵在於，所述時序控制裝置(12)將在多個燒嘴的清洗周期出現衝突時自動為需要清洗的燒嘴排隊，優先次序為:已經在清洗中的燒嘴優先；清洗周期先達到的優先；如果清洗周期同時達到，則按已依次排列好序號的燒嘴優先；次進行清洗，清洗完成後再恢復其工作周期。
全文摘要
本發明公開了一種可自動清理焦油的燒嘴系統及採用上述系統的燒嘴焦油處理方法，該燒嘴系統包括燃料入口管、空氣入口管以及同時與燃料入口管和空氣入口管相連通的燒嘴噴出管；本發明還包括自動清理裝置和用來按照周期控制自動清理裝置啟閉的時序控制裝置，自動清理裝置包括與燒嘴噴出管連通的介質衝洗管道以及衝洗介質源，介質衝洗管道上設置有控制閥，控制閥與時序控制裝置相連。該處理方法為每個燒嘴對應一個自動清理裝置，通過時序控制裝置按照周期控制自動清理裝置定期啟動執行清理燒嘴期間指令。本發明具有自動化程度高、能夠實時監控焦油堵塞情況、使得燒嘴內焦油能第一時間得到排除、進而提高燒嘴點火質量、提高點火爐作業率等優點。
文檔編號F23D14/72GK103185341SQ20111045241
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月30日 優先權日2011年12月30日
發明者劉雁飛, 周浩宇 申請人:中冶長天國際工程有限責任公司