专利名称：高炉煤气余压气力输灰装置的制作方法
技术领域：
本实用新型是关于高炉煤气布袋除尘的卸、输灰装置。
目前，在高炉煤气布袋除尘的卸、输灰方面，国内外普遍采用机械方式或机械气动联合方式，沉积在布袋除尘器下锥体的灰，通过一套锁气装置，落入螺旋输送机中，把灰移送到仓式泵中去，再利用压缩空气，分别通过各自的输灰管道，输送到集中的大灰仓里，在大灰仓顶部设有若干条滤袋。压缩空气被过滤后排入大气中，沉积在大灰仓里的灰，经过下部一套双轴搅拌机后，排到运输车上，运至厂外。
机械输灰存在如下缺点a、流程长、环节多机械故障率高，叶轮给料机和螺旋输送机经常出现转不动、卡死现象，影响正常生产。螺旋输送机在间歇操作过程中，由于冷态与热态温差较大，密封性能差，致使飞灰较多，操作环境恶劣。
b、布袋除尘器下锥体的灰、温度高达160℃；粒度细小，200目～300目的灰占60％以上；真比重大，金属铁含量达40％。从所周知，当灰沉积到足够高的时候，由于灰面压力和灰粒的重力作用、灰粒间的余隙变小、密实度增加、灰粒间的摩擦力增加，因此卸灰过程中经常起拱，下不来灰，往往需要人工振打。
c、设备多，占地面积大、耗电多，运行费用高，由于占有较多的建筑空间，增加了基建费用。
本实用新型的目的就是为克服上述缺点，具体设计了一种煤气余压气力输灰装置。
图1是本实用新型输灰装置的示意图。实现其目的的关键是卸灰预处理，它包括布袋除尘器下锥体1和中间灰仓4，下锥体1与中间灰仓4之间以检修球阀2和气动放料阀3的法兰连结，气动放料阀3是控制下锥体1内的灰进入中间灰仓4。下锥体1与中间灰仓4之间通过球阀和管道相连通。通过气动球阀8的启闭，控制灰在中间灰仓4内的充满度。灰的预处理在下锥体1和中间灰仓4内完成，预处理过程伴随着卸灰过程同时进行。卸灰之前，首先打开球阀10，无水热氮透过气化板6连续压入下锥体1的下部，使下锥体1内的灰在下部形成一个局部膨松区。打开气动放料阀3后，膨松的灰便顺利的落入中间灰仓4内。气化板6是由陶瓷材料制成的φ150圆形微孔板，在下锥体1的下部安装了四块，分二层布置，两两对称，两层间距500～700。当中间灰仓4内的灰充满到一定程度后，关闭气动球阀8和气动放料阀3，打开球阀11，无水热氮透过气化板7，使中间灰仓4内的灰深度流化。7与6是相同的，在中间灰仓4的下部安装了二块，互为对称。灰预处理完全后，打开气动球阀5，灰便顺利地落入输灰管道12中，被输送煤气带走。气动球阀5与输灰管道12之间通过一个由特殊耐磨材料制成的三通管连结在一起。每个布袋室的卸灰预处理，分别与输灰管道12并联。
本发明采用预处理的目的是为了降低灰粒间的摩擦力，改善灰的流动性。众所周知，当灰在下锥体1内沉积到高料位计L1时，由于灰面压力和灰的重力作用，灰粒间的余隙变小，愈往下部，密实度增加，彼此间的摩擦力增加，因此，容易起拱。从气化板6鼓入氮气后，灰粒间的距离增大，摩擦力降低，并变的膨松。当继续鼓入氮气时，灰粒子将开始运动，从而改善了灰的流动性，保证了卸灰过程顺利进行。
输送煤气来自减压阀组前的高压净煤气，压力0.18MPa，经过倒换球阀16后，煤气被减压阀15调节到输送煤气压力，再经过手动蝶阀14调节到所需的输送气量，气动蝶阀13是输送气源的总开关。一般输灰管道12内的压力略低于中间灰仓4内的压力，方可实现正压输送。气力输灰是一个复杂的两相流过程，由于工艺操作和卸灰预处理的不稳定性，灰气比时大时小，输送的气相浓度瞬息多变，因此，由中间灰仓4进入输灰管道12的下灰速度至关重要，下灰速度过快，容易造成堵管。而下灰速度与灰的重度，下灰管口径，以及中间灰仓4与输灰管道12的压力差有关。压力差是制约输送的重要因素。压力差控制在0.007～0.01MPa的范围内是较为适宜的。但是在实际操作过程中，往往初始压差较大，下灰速度快。为了避免堵管，应设置气动球阀5与输灰管道12的压力联锁保护。当输灰管道12内的煤气压力升高到危险值时，气动球阀5便自动关闭，否则气动球阀5开启。输灰管道为φ159×8无缝管，弯管部分是由耐磨材料制成的，弯曲半径不得小于10倍管道直径。
灰通过输灰管道12被煤气输送到大灰仓24中。球阀23是输灰管的切断球阀。大灰仓24的直径φ4000，高20000mm。大部分灰在这里沉降下来，少量的夹带灰通过二次净化器25过滤下来。二次净化器25安装在大灰仓24的顶部，内设脉冲布袋若干条，其过滤和清灰伴随输灰过程同时进行。清灰周期可依据实际情况设定。脉冲气源为0.4MPa的无水氮气。由于输灰操作是间歇进行的，每天二次，因此，布袋的更换可利用输灰间隙进行。过滤后的煤气含尘量不大于10mg/m3，再经过单向阀28，又回到减压阀组后低压煤气系统中。电动球阀27和手动球阀29是切断设备。放散阀26是为了防止系统超压而设置的自动放散阀。
为了有效的将输送煤气回收到低压煤气系中去，二次净化器25后的净煤气压力应大于低压煤气系统压力0.012MPa，因此输灰系统的压力降是实现煤气回收的重要因素。依据理论计算和实践数据的复核，输灰系统的压力降H应包括输灰管道的压力降H1和脉冲布袋压力降H2，其中H1为0.045～0.145MPa，H2为0.0015～0.002MPa，总压力降H为0.0465～0.147MPa。输送煤气起始压力为0.18Mpa，克服系统总压力降H后，剩余压力远大于低压煤气系统压力0.012MPa。为此仍需把0，18MPa煤气压力通过减压阀15减压到所需输送压力。
沉积在大灰仓24中的灰是干的，为防止排灰过程中二次扬尘，在大灰仓24的下面设置一台高效加湿搅拌机30，大灰仓24和加湿搅拌机30之间，安装了一台锁气球阀31和一台回转给料机32，排灰前打开球阀33，无水氮气透过气化板34，鼓入大灰仓24的下料口处，有效的解决了加湿不均的问题，为防止排空并保证大灰仓24中有足够的灰位，设置了低料位报警L3。
气化板6、7、34所需的无水热氮，由氮气干燥器22干燥后，经氮气调压阀21减压，再通过氮气加热器20加热以后供给，由氮气干燥器22干燥后的另一路氮气，不经减压直接供给二次净化器25，作脉冲气源。当高炉转常压时，干燥的氮气经调压阀18减压后，作为输灰气源，自动打开倒换球阀19的同时关闭气动球阀16。
以2100m3高炉煤气布袋除尘设施为例，其输送气源来自减压阀组前的净高压煤气，煤气压力为0.18～0.2MPa，经调压阀15减压后，压力降至0.13～0.15MPa，打开气动球阀5，预处理完全的灰从中间灰仓4落入输灰管道12中，一般情况下，中间灰仓4内的压力略高于输灰管道12内的煤气压力，灰被输送煤气带走，携带着灰的煤气经手动球阀23进入大灰仓24之后，灰便沉降在大灰仓24的下部。夹带着少量灰的脏煤气上行，穿过二次净化器25的脉冲布袋而被净化。净化后的煤气，由于沿程阻力损失及二次净化器25的阻力损失，煤气压力降至0.02～0.012MPa，经过电动球阀27、单向阀28、手动球阀29进入减压阀组后低压煤气系统，从而完成了输灰任务。当利用氮气输灰时，则通过放散阀26放散至大气中。氮气输灰是高炉转常压时替代输送气源的辅助手段，气动球阀16和气动球阀19设有压力联锁。
布袋除尘器卸灰前，首先打开手动球阀10通入氮气，氮气压力为～0.207MPa，温度70～80℃，透过气化板6，干燥的氮气被分散到灰层中去，使下料口处形成一个膨松区，灰易于流动。此时，卸灰操作有二种方法，供操作者依实际情况选择其一、当高炉顶压不稳定时，且下锥体1内料位处于高料位L1时，打开电动球阀2和气动放料阀3，灰受重力作用落入中间灰仓4中，同时打开手动球阀11，干燥的热氮透过气化板7鼓入中间灰仓4中，灰被进一步流化。为了控制中间灰仓4的充满程度，打开气动球阀8和手动球阀9进行均压，按照时间程序，关闭气动球阀8和气动放料阀3，延时后，打开气动球阀5，在中间灰仓4与输灰管道12压力差的推动下，灰便顺利的落入输灰管道12中，由于初始压差较大，输灰管道12内的气相灰尘浓度增加，气灰比约为1∶20，此时输灰管道12内煤气压力迅速升高，后逐渐趋于一个平稳的数值，其值为0.7～1.0MPa。当中间灰仓4内的灰卸完后，输灰煤气压力又降至空管压力，关闭气动球阀5，再进行第二次卸灰，循环往复，直至下锥体1内灰位降至低料位L2止，依次关闭电动球阀2，手动球阀10、手动球阀11。再进行下一个布袋除尘器的卸输灰，待各除尘器输灰一遍后，关闭气动蝶阀13、电动球阀27。
其二当高炉顶压稳定时，且下锥体1内料位处于高料位L1时，按操作顺序依次打开气动球阀5、气动放料阀3、电动球阀2疏松的灰便连续落入输灰管道12中，被输送煤气带走，直至下锥体1内的灰位降至低料位L2止，依次关闭电动球阀2，气动放料阀3、气动球阀5，手动球阀10、手动球阀11。再进行下一个布袋除器的卸输灰。待各除尘器输灰一遍后，关闭气动蝶阀13，电动球阀27。
二次净化器25的过滤和清灰，伴随输灰过程而同时进行。大灰仓24的排灰加湿，将依生广操作定期排放。
通过上述实例，本发明充分利用自身煤气，顺利地实现了高炉煤气余压气力输灰。可以节省能源和投资，消除二次扬尘，达到文明生产的目的。
图1—高炉煤气余压气力输灰系统图1—布袋除尘器下锥体2—电动检修球阀3—气动放料阀4—中间灰仓5—气动球阀6、7、34—气化板8—气动球阀9—手动球阀、用于检修10—手动球阀11—手动球阀12—输灰管道13—气动蝶阀、输送气源总开关。
14—手动蝶阀，调节输送气量。
15—调压阀、调节煤气压力。
16—气动球阀、用于切换输送气源。
18—调压阀、调节氮气压力19—气动球阀，用于切换输送气源。
17—输送煤气测量孔板20—氮气加热器21—氮气调压阀22—氮气干燥器23—手动球阀、用于切断输灰管道24—大灰仓25—二次净化器，内装脉冲布袋若干条。
26—放散阀27—电动球阀28—单向阀、阻止逆向气流。
29—手动球阀30—加湿搅拌机31—气动球阀、用于锁气、检修。
32—迴转布料阀33—手动球阀L1—高位料位计L2—低位料位计L3—料位报警。
权利要求1.一种高炉煤气余压气力输灰装置，包括煤气输灰管道系统，布袋除尘器、中间灰仓、大灰仓、控制阀和氮气管道，其特征在于a、大灰仓和中间灰仓通过球阀与煤气输灰管道相联通，煤气经减压阀、控制阀输入管道；b、布袋除尘器、中间灰仓和大灰仓的下锥体下部安装两层气化板，气化板通过球阀与氮气管道相联；c、布袋除尘器下锥体与中间仓之间通过球阀、放料阀和管道相连通；d、灰预处理用的氮气经干燥器干燥，通过加热器加热后，供给氮气管道。
专利摘要本实用新型是高炉煤气布袋除尘器输灰装置，包括煤气输灰管道、布袋除尘器、中间仓、大灰仓，控制阀和氮气管道。利用高炉煤气自身的压力能，以净高炉煤气为载体、通过本装置将其输送到集中的大灰仓中去，煤气经过二次过滤减压后，又回到低压煤气系统中去。沉积在大灰仓中的灰，进入一个加湿搅拌设备后，灰以湿润的形式排出，以此构成煤气余压气力输灰。本装置的特点，不需要外部输送能源、流程短、占有建筑空间小、操作费用和基建费用低、无环境污染。
文档编号C21B7/22GK2218182SQ9520715
公开日1996年1月24日 申请日期1995年4月4日 优先权日1995年4月4日
发明者曾泽, 李聪智, 袁国汀, 韩渝京, 段本章, 赵春枝, 刘连印, 靳立国 申请人:首钢总公司