一種壓縮風機供氧裝置及使用該供氧裝置的高爐冶煉系統的製作方法
2023-05-31 23:10:21 1
一種壓縮風機供氧裝置及使用該供氧裝置的高爐冶煉系統的製作方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及一種壓縮風機供氧裝置及使用該供氧裝置的高爐冶煉系統。
【背景技術】
[0002]富氧鼓風是往高爐中加入工業氧，使鼓風含氧量超過大氣含氧量，富氧鼓風可提高燃燒溫度，有利於提高爐缸溫度，它是強化冶煉的一種工藝。
[0003]在授權公告號為CN203728859U的中國實用新型專利中公開了一種高爐鼓風機機前供氧裝置，起包括空氣管道、氧氣管道和氮氣管道，其中，空氣管道上依次設置有過濾器和氧氣空氣混合器，氧氣管道的出氣口與氧氣空氣混合器相連通，氧氣空氣混合器設置在鼓風機的前端，在氧氣管道上設有氧氣蝶閥、氧分析儀、氧氣入口快切閥和氧氣流量調節閥。使用時，布置在鼓風機前的混合器實現空氣與氧氣的混合，再由鼓風機壓縮，為高爐煉鐵提供可靠的富氧空氣。
[0004]實際上，在高爐富氧煉鐵過程中，壓縮風機是核心動力設備，是高爐設備的心臟。但是，由於生產中高爐工況變化的不確定性，會使得高爐的風機運行工況發生改變，從而使高爐風機進入小流量工況下的不正常運行狀態，繼而發生風機喘振。喘振是風機特有的不穩定運行工況，其表現為系統內出現氣流周期性震蕩的現象。喘振嚴重限制了風機的穩定工作範圍和運行效率，喘振一旦發生，若未及時採取有效措施，會在極短的時間內使高爐空氣壓縮風機遭受嚴重損壞，從而造成巨大的經濟損失。
[0005]風機喘振影響較為嚴重，因此，防喘振控制是風機控制系統中不可或缺的功能。防喘振控制不僅事關風機安全，也會影響風機的運行效率。在風機防喘振控制方法中，放空排放是最常用的方法。由於溫度的變化，防喘振曲線往往存在一定的偏差，同時，防喘振放空開度設計可能不精確，這樣一來，一方面會影響壓縮風機運行的安全性，另一方面也容易出現由於防喘振閥開度過大而造成的浪費。現有技術中，為了避免高爐風機發生喘振，有些鋼鐵廠在風機操作規程上規定，在風機運行時，必須將防喘振閥開啟某一設定的開度，以避免風機運行時進入喘振工況。在目前普遍採用的機前供氧工藝中，這種操作會造成不必要的富氧空氣的浪費，而且，在排空過程中也會產生巨大的噪音，影響環境。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在於提供一種壓縮風機供氧裝置，以解決現有技術中需要將防喘振閥開啟設定開度進行排空操作進而浪費富氧空氣的技術問題；同時，本發明還提供一種使用上述供氧裝置的高爐冶煉系統。
[0007]為實現上述目的，本發明所提供的壓縮風機供氧裝置的技術方案是:一種壓縮風機供氧裝置，包括具有進氣口、出氣口的壓縮風機，壓縮風機的進氣口連接有低壓輸氣管路、出氣口連接有用於輸出高壓富氧空氣的高壓供氣管路，所述的高壓供氣管路和低壓輸氣管路之間設有用於將高壓供氣管路輸出的富氧空氣引向低壓輸氣管路以防止壓縮風機發生喘振的防喘振富氧空氣回收管路。
[0008]所述的防喘振富氧空氣回收管路上設有用於控制氧氣回收管路通斷開度的控制閥。
[0009]所述的防喘振富氧空氣回收管路上設有用於對回收的富氧氣體進行降溫處理的換熱器和/或用於對回收的富氧氣體進行乾燥處理的水分離器。
[0010]所述的高壓供氣管路上連接有用於與外接大氣連通的防喘振放空氣路，防喘振放空氣路上設有放空消首器。
[0011]所述的低壓輸氣管路包括混合器和連接在混合器與壓縮風機的進氣口之間的低壓通氣管，所述的防喘振富氧空氣回收管路與所述混合器或所述低壓通氣管連接以將所述富氧氣體引向低壓輸氣管路。
[0012]所述的混合器上連接有用於向混合器供給氧氣的氧氣氣路和用於向混合器供給空氣的空氣氣路。
[0013]所述的混合器上連接有制氧氣路，制氧氣路上設有膜分離制氧器。
[0014]所述的混合器上連接有用於向混合器中供給氮氣的清掃保護氣路。
[0015]本發明所提供的高爐冶煉系統的技術方案是:一種高爐冶煉系統，包括高爐和向高爐供給富氧空氣的壓縮風機供氧裝置，供氧裝置包括具有進氣口、出氣口的壓縮風機，壓縮風機的進氣口連接有低壓輸氣管路、出氣口連接有用於輸出高壓富氧空氣的高壓供氣管路，所述的高壓供氣管路和低壓輸氣管路之間設有用於將高壓供氣管路輸出的富氧空氣引向低壓輸氣管路以防止壓縮風機發生喘振的防喘振富氧空氣回收管路。
[0016]本發明的有益效果是:本發明所提供的壓縮風機供氧裝置中，在高壓供氣管路和低壓輸氣管路之間設有防喘振富氧空氣回收管路，這樣可以在壓縮風機工況發生變化時，利用防喘振富氧空氣回收管路將壓縮風機通過高壓供氣管路輸出的高壓富氧空氣引向低壓輸氣管路中，避免壓縮風機工況受到連鎖影響而發生喘振事故，而且，將阜陽空氣引向低壓輸氣管路中可以實現對這些富氧空氣中氧氣的回收利用，避免浪費，降低成本。
[0017]進一步地，在防喘振富氧空氣回收管路上設置控制閥，這樣可以控制防喘振富氧空氣回收管路的通斷開度，以更好的控制整個供氧裝置，滿足高爐的冶煉需要，避免壓縮風機發生喘振事故，同時實現對富氧空氣中氧氣的回收利用。
[0018]進一步地，在防喘振富氧空氣回收管路上設置換熱器和水分離器以對回收的富氧空氣進行對應的降溫、乾燥處理，以避免其混入低壓輸氣管路中時，對低壓輸氣管路中的氣體造成不利的影響。
[0019]進一步地，高壓供氣管路上還設有防喘振放空氣路，可以在緊急狀態下，進行放空，實現在防喘振氧氣回收氣路發生故障時進行緊急放空氣路，避免發生喘振事故。
[0020]進一步地，混合器上連接有空氣氣路和氧氣氣路，將氧氣和空氣混合而得到安全濃度的富氧空氣。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發明所提供的壓縮風機供氧裝置的實施例1的結構示意圖；
圖2為圖1中A處放大圖；
圖3為本發明所提供的壓縮風機供氧裝置的實施例2的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖對本發明的實施方式作進一步說明。
[0023]實施例1:
本發明所提供的壓縮風機供氧裝置的具體實施例1，如圖1和圖2所示，該壓縮風機供氧裝置應用於高爐冶煉系統中，用於與高爐I連通以向高爐I供給富氧空氣，此處的供氧裝置包括具有進氣口、出氣口的壓縮風機3，壓縮風機3的進氣口連接有低壓輸氣管路，壓縮風機3的出氣口連接有用於與高爐I連通的高壓供氣管路2。壓縮風機3採用現有高爐供氧裝置常用的風機結構，在此不再贅述。
[0024]本實施例與現有技術中的供氧裝置的不同之處主要在於:高壓供氣管路2和低壓輸氣管路之間設有用於將高壓供氣管路輸出的富氧氣體引向低壓輸氣管路以防止壓縮風機發生喘振的防喘振富氧空氣回收管路19，並且，在防喘振富氧空氣回收管路19上設有用於控制氧氣回收管路通斷開度的控制閥20。並且，在防喘振富氧空氣回收管路19上設有用於對回收的富氧氣體進行降溫處理的換熱器18和用於對回收的富氧氣體進行乾燥處理的水分離器17。
[0025]需要說明的是，本實施例中的低壓輸氣管路包括混合器5和連接在混合器5與壓縮風機3的進氣口之間的低壓通氣管4，本實施例中的防喘振富氧空氣回收管路19直接與混合器5連接，以將富氧氣體引向低壓輸氣管路。
[0026]本實施例中，在混合器5上還連接有用於向混合器5供給氧氣的氧氣氣路6和用於向混合器供給空氣的空氣氣路8。空氣氣路8上設有空氣過濾器9。氧氣氣路8上對應設置有氧氣過濾器13和阻火器7。
[0027]另外，混合器還通過氧氣氣路8連接有用於向混合器中供給氮氣的清掃保護氣路14，清掃氣路14上對應設有氮氣儲氣罐15，使用時，通過氮氣氣源16向氮氣儲氣罐15供氣。
[0028]並且，為防止防喘振氧氣回收氣路發生故障時發生喘振事故，在高壓供氣管路上連接有用於與外接大氣連通的防喘振放空氣路11，防喘振放空氣路上設有現有技術中的防喘振閥，防喘振放空氣路11上設有放空消音器12。
[0029]使用時，利用防喘振放空氣路將壓縮風機的出氣口輸出的高壓富氧氣體通入混合器中，在防喘振的同時，實現了對富氧氣體的回收利用，實現節能節電的目的。
[0030]本實施例中，在防喘振富氧空氣回收管路上設有多個壓力檢測器和多個溫度檢測器，以用於檢測相應管路中的空氣流體參數，一方面實現對管路中流體的監控，另一方面，也可以更好的控制相應的水分離器和換熱器的工作。相應，在其他管路上設置的壓力檢測器或其他類型的檢測器也用於檢測相應管路中的流體參數。
[0031]本實施例中，在防喘振富氧空氣回收管路上設有控制閥，以調整對應管路的通斷開度，這樣可以在壓縮風機處於正常工況下時，關閉防喘振富氧空氣回收管路，使壓縮風機輸出的高壓富氧空氣全部進入高爐中，保證高爐的正常工作需要，在壓縮風機處於小流量的非正常工況下時，可以打開控制閥，通過防喘振回收氣路將部分富氧空氣回收送入低壓輸氣管路中，以實現防治壓縮風機發生喘振的目的，同時，實現對富氧空氣的回收利用。在其他實施例中，如果防喘振富氧空氣回收管路的管徑為設定的用於滿足防喘振需要的尺寸時，可以不設置控制閥，此時，防喘振富氧空氣回收管路可保持導通狀態。
[0032]本實施例中，防喘振富氧空氣回收管路上設置有換熱器和水分離器，在其他實施例中，也可以僅設置換熱器或水分離器。
[0033]實施例2:
本發明所提供的壓縮風機供氧裝置的具體實施例2，如圖3所示，其與實施例1中的供氧裝置的不同之處主要在於:混合器上不再分別連接氧氣氣路和空氣氣路，而是替換了制氧方式，在混合器5上連接有制氧氣路30，制氧氣路30上設有膜分離制氧器31，這樣直接從空氣中獲取設定氧氣濃度的混合氣體。
[0034]上述兩個實施例中的供氧裝置不僅可應用於高爐冶煉，還適應於高原富氧、各種水泥迴轉窯、玻璃窯、鍋爐富氧助燃以及保健用氧等場合。
[0035]本發明還提供高爐冶煉系統的實施例，該實施例中的高爐冶煉系統包括高爐和向高爐提供富氧空氣的壓縮風機供氧裝置，該壓縮風機供氧裝置具體可採用上述兩種壓縮風機供氧裝置實施例中的供氧裝置的結構，再次不在贅述。
【主權項】
1.一種壓縮風機供氧裝置，包括具有進氣口、出氣口的壓縮風機，壓縮風機的進氣口連接有低壓輸氣管路、出氣口連接有用於輸出高壓富氧空氣的高壓供氣管路，其特徵在於:所述的高壓供氣管路和低壓輸氣管路之間設有用於將高壓供氣管路輸出的富氧空氣引向低壓輸氣管路以防止壓縮風機發生喘振的防喘振富氧空氣回收管路。2.根據權利要求1所述的壓縮風機供氧裝置，其特徵在於:所述的防喘振富氧空氣回收管路上設有用於控制氧氣回收管路通斷開度的控制閥。3.根據權利要求1所述的壓縮風機供氧裝置，其特徵在於:所述的防喘振富氧空氣回收管路上設有用於對回收的富氧氣體進行降溫處理的換熱器和/或用於對回收的富氧氣體進行乾燥處理的水分離器。4.根據權利要求1所述的壓縮風機供氧裝置，其特徵在於:所述的高壓供氣管路上連接有用於與外接大氣連通的防喘振放空氣路，防喘振放空氣路上設有放空消音器。5.根據權利要求1至4中任一項所述的壓縮風機供氧裝置，其特徵在於:所述的低壓輸氣管路包括混合器和連接在混合器與壓縮風機的進氣口之間的低壓通氣管，所述的防喘振富氧空氣回收管路與所述混合器或所述低壓通氣管連接以將所述富氧氣體引向低壓輸氣管路。6.根據權利要求5所述的壓縮風機供氧裝置，其特徵在於:所述的混合器上連接有用於向混合器供給氧氣的氧氣氣路和用於向混合器供給空氣的空氣氣路。7.根據權利要求5所述的壓縮風機供氧裝置，其特徵在於:所述的混合器上連接有制氧氣路，制氧氣路上設有膜分離制氧器。8.根據權利要求5所述的壓縮風機供氧裝置，其特徵在於:所述的混合器上連接有用於向混合器中供給氮氣的清掃保護氣路。9.一種高爐冶煉系統，包括高爐和向高爐供給富氧空氣的壓縮風機供氧裝置，其特徵在於:所述的壓縮風機供氧裝置採用如權利要求1至8中任意一項所述的壓縮風機供氧裝置。
【專利摘要】本發明涉及一種壓縮風機供氧裝置及使用該供氧裝置的高爐冶煉系統，供氧裝置包括具有進氣口、出氣口的壓縮風機，壓縮風機的進氣口連接有低壓輸氣管路、出氣口連接有用於輸出高壓富氧空氣的高壓供氣管路，高壓供氣管路和低壓輸氣管路之間設有用於將高壓供氣管路輸出的富氧氣體引向低壓輸氣管路以防止壓縮風機發生喘振的防喘振富氧空氣回收管路。在壓縮風機工況發生變化時，利用防喘振富氧空氣回收管路將壓縮風機通過高壓供氣管路輸出的高壓富氧空氣引向低壓輸氣管路中，避免壓縮風機工況受到連鎖影響而發生喘振事故，而且，將富氧空氣引向低壓輸氣管路中可以實現對這些富氧空氣中氧氣的回收利用，避免浪費，降低成本。
【IPC分類】C21B7/00
【公開號】CN105714007
【申請號】CN201610291704
【發明人】王新春, 楊世賢, 陳少雲, 王昭敏, 孟志明
【申請人】開封中化換熱設備有限公司, 王新春