专利名称：高炉煤气放散塔的煤气放散方法
技术领域：
本发明涉及冶金领域的一种煤气放散方法，具体的说是一种高炉煤气放散塔的煤气放散方法。
背景技术：
冶金企业的副产品煤气一般是供需平衡，当用户停产较多时，过剩煤气一般通过放散塔进行放散，放散流量的计量，一般采用在放散的煤气管道上安装孔板流量计。为做到准确的计量，减少误差，流量计安装有严格的条件，孔板流量计安装位置的上下游都要有一段直径不变的直管，以保证流体通过孔板之前的速度分布稳定。若孔板上游不远处装有弯头、阀门等，流量计的读数的精确性会受到相当大的影响。通常直管道的长度至少要满足15 倍管径。由于冶金企业场地局限，放散塔一般紧靠近煤气主管道，流量孔板安装位置要求的直管段达15倍管径(流量孔板安装位置的前10倍后5倍直管径)，工艺管道布置上很难满足其安装要求，在此管道上安装流量计，计量误差一般达50%以上。例如有的高炉煤气放散塔实际放散在20万m3/h，流量计显示数值在7万m3/h，由于直管段只有10米，不能做到准确计量，只能做定性分析。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提出一种高炉煤气放散塔的煤气放散方法，在直管段长度小于15倍管径下能对煤气放散管进行准确计量放散。本发明解决以上技术问题的技术方案是
高炉煤气放散塔的煤气放散方法，高炉煤气放散塔包括煤气主管，煤气主管通过放散接口连接第一管道，第一管道通过变径接口连接第二管道，第二管道连接三根支管，各支管分别连接三根放散火炬连接管，每根放散火炬连接管连接一个放散火炬，共设9个放散火炬；在煤气主管上设有压力采集点；将放散火炬分为四组，第一组为放散火炬和放散火炬， 第二组为放散火炬和放散火炬，第三组为放散火炬和放散火炬，第四组为放散火炬、放散火炬和放散火炬；
当压力采集点的压力超过8500 且小于9000 时，打开第一组放散火炬快切阀放散， 放散流量为70000 m3/h ；
当压力采集点的压力超过9000 且小于9500 时，继续打开第二组放散火炬快切阀放散，放散流量为120000 m3/h ；
当压力采集点的压力超过9500 且小于10500 时，继续打开第三组放散火炬快切阀放散，放散流量为180000 m3/h ；
当压力采集点的压力超过10500Pa，继续打开第四组放散火炬快切阀放散，放散流量为 250000 m3/h0本发明进一步限定的技术方案是
前述的高炉煤气放散塔的煤气放散方法，第一管道直径为1400mm，第二管道直径为1600mm，三根支管直径都为1200mm，九根放散火炬连接管直径都为700mm。前述的高炉煤气放散塔的煤气放散方法，第二管道上设有调节阀组。前述的高炉煤气放散塔的煤气放散方法，第二管道通过90°弯头连接支管。本发明的有益效果是本发明可以解决煤气放散塔等设备弯头较多，直管段距离不够，导致流量计计量不准，误差较大的高炉煤气放散塔煤气放散的问题，在直管段长度小于15倍管径的情况下可以对煤气放散管进行准确的计量放散。本发明在煤气管道弯头多， 阀门多，直管段小于15倍管径的情况下，通过流体力学理论计算，能对煤气放散管流量进行准确的计量，计量误差在士8%以内，同安装孔板流量计相比准确度提高50%，应用该发明，预计每座放散塔可节省仪表计量投资约15万元。
图1为本发明的连接示意图。
具体实施例方式
实施例本实施例为一座高炉煤气放散塔，用于放散多余的高炉煤气，各管路连接如图1 所示，高炉煤气放散塔包括煤气主管1，煤气主管ι通过放散接口 2连接第一管道3，第一管道3通过变径接口 16连接第二管道4，第二管道4连接三根支管5，各支管5分别连接三根放散火炬连接管6，每根放散火炬连接管6连接一个放散火炬7-15，共设9个放散火炬；在煤气主管上设有压力采集点P ；将放散火炬分为四组，第一组为放散火炬7和放散火炬8，第二组为放散火炬9和放散火炬10，第三组为放散火炬11和放散火炬12，第四组为放散火炬 13、放散火炬14和放散火炬15 ；第一管道直径为1400mm，第二管道直径为1600mm，三根支管直径都为1200mm，九根放散火炬连接管直径都为700mm。第二管道4上设有调节阀组17。 第二管道4通过90°弯头16连接支管5。已知放散塔进口管径为Dmeoo，放散压力设定点P附近总管流速9. 8 m/s，放散调节蝶阀开度70%，第一组放散设定压力为8500Pa，第二组放散设定压力为9000 Pa，第三组放散设定压力为9500 Pa，第四组放散设定压力为10500 Pa，高炉煤气重度为1. 38kg/m3。具体煤气放散方法为
当压力采集点P的压力超过8500 且小于9000 时，打开第一组放散火炬快切阀放散，放散流量为70000 m3/h；
当压力采集点P的压力超过9000 且小于9500 时，继续打开第二组放散火炬快切阀放散，放散流量为120000 m3/h ；
当压力采集点P的压力超过9500 且小于10500 时，继续打开第三组放散火炬快切阀放散，放散流量为180000 m3/h ；
当压力采集点P的压力超过10500Pa，继续打开第四组放散火炬快切阀放散，放散流量为 250000 m3/h。本实施例运用流体力学方程，直管段阻力损失公式为P=O. 1827V2Xg/d，弯管和阀门等局部阻力损失公式为P=XV2* g*Kv/2g,分段对放散塔的煤气管道进行水力计算，从压力和流量的转换关系，达到对各种煤气放散塔的相对准确计量。其中P表示压力损失，V表示速度，g表示高炉煤气比重，d表示管道直径，0. 1827表示高炉煤气摩擦系数，χ表示阻力系数，Kv:表示体积修正系数。具体计算过程为
一、当第一组开始放散时，设定主管压力为8500Pa。1、放散塔前的DNMOO管道流速为U1, U1 = 9. 8 m/s
取压点 P 到 1 点阻损为 P1=O. 1827V>g/d=0. 1827*9. 82*1. 38/2. 4=10. Imm (P1 压力损失，V1 速度，g 高炉煤气比重，d 管道直径)
2、垂直管压降为gz, gz=g(z7-zl) =9. 8(50-12. 43) =368Pa=36. 8mm (g重力加速度，ζ 放散塔的高度)
3、DN1400变径为 DN1600 阻损为 P2_3，V3 =V4
局部阻力损失公式为P=xV2* g*Kv/2g，其中χ表示阻力系数，V表示速度，g表示比重， Kv表示体积修正系数。P2_3 = 0. 45V42* 1. 38*1. 1/(2*9. 8)=0. 035 V42
4、放散调节阀组等的阻损为P3_4，其中两个密封蝶阀χ为0.30，一个盲板阀为0. 15，两个30°弯χ为0.34，调节阀χ为1.2，合计阻力系数为1.99。P3_4 = 1. 99V42* 1. 38*1. 1/(2*9. 8)=0. 154V42
5、弯头4 的阻损 P4 = 0. 3V/*1. 38*1. 1/(2*9. 8)=0. 02V42
6、DN1600变径为DN1200三通阻损为P4_5，阻力系数为9.7。V4A4=V5A5
V5=V4d42/d52= V4L 62/1. 22=1· 78V4
P4_5 = 9. 7V52* 1. 38*1. 1/(2*9. 8)=2. 37V42
7、DN1200变径为DN700三通阻损为P5_6，阻力系数为9.7。V5A5=2V6A6
V6=V5d52/2d62= V5* 1. 22/2*0· Τ2=!. 47V5 P5_6 = 9. 7V/*1. 38*1. 1/(2*9. 8)=5. 13V42
8、快切阀等完全放空的阻力损失为P6_7，其中快切阀χ为0.15，逐渐扩大管χ为0. 3，完全放空χ为1。
P6_7=l. 45V62*g/2g=0. 696V42
9、总的阻力损失为 Ρ= 8500Pa=850mmH20
Ρ= P1+gZ+P2_3+P3-4+P4+P4-5+P5-6+P6-7
850=10. 1+36. 8+0. 035V/+0. 154V/+0. 02V42+2. 37V42+5. 13V42+0. 696V42 V4=9. 7m/s
Q= V4*S4=9. 7*( Π /4)*1· 6^3600=70000 m3/h。二、当第二组开始放散时，设定主管压力为90001^。1、放散塔前的DNMOO管道流速为U1, U1 = 9. 8m/S
取压点到P1点阻损为P1 = 0. 1827V>g/d=0. 1827*9. 82*1. 38/2. 4=10. Imm
2、垂直管压降为gz，
gz=g(z7-z 1)=9. 8(50-12. 43) =368Pa=36. 8mm
3、DN1400变径为DN1600阻损为P2_3，阻力系数为0.45，
V2=V3=V4
局部阻力损失公式为P=xV2*g*Kv/2g P2_3 = 0. 45V/*1. 38*1. 1/(2*9. 8)=0. 035V42
4、蝶阀组等的阻损为P3_4，阻力系数为1.99，其中两个密封蝶阀χ为0. 30，一个盲板阀为0.15，两个30°弯χ为0. 34，调节阀χ为1. 2，
P3_4 = 1. 99V/*1. 38*1. 1/(2*9. 8)=0. 154V42
5、弯头4 的阻损 P4 = 0. 3V/*1. 38*1. 1/(2*9. 8)=0. 02V42
6、DN1600变径为DN1200三通阻损为P4_5，阻力系数为9.7， 0. 75V4A4=V5A5
V5=O. 75V4d42/d52= 0. 75V41. θ2/!· 22=1. 33 V4 Ρ4_5 = 9. 7V/* 1. 38*1. 1/(2*9. 8)=1. 33 V42
7、DN1200变径为DN700三通阻损为Ρ5_6，阻力系数为9.7， V5A5=3V6A6
V6=V5d52/3d62=V5*l. 22/3*0. 72=0. 98V5 P5_6 = 9. 7V/*1. 38*1. 1/(2*9. 8)=1. 28V42
8、快切阀等完全放空的阻力损失为P6_7，阻力系数为1.45，其中快切阀χ为0. 15，逐渐扩大管χ为0.3，完全放空1为1，
P6-7=1. 45V62*g/2g=0. 174V42
9、总的阻力损失为 Ρ= 9000Pa=900mmH20 Ρ= P1+gZ+P2_3+P3-4+P4+P4-5+P5-6+P6-7
900=10. 1+36. 8+0. 035V/+0. 154V/+0. 02V42+1. 33V42+1. 28V/+0. 174V42 V4=16. 8m/s
Q=V4*S4=16. 8*(P/4)*1. 62*36 00=12 万 m3/h。三、当第三组开始放散时，设定主管压力为9500Pa。1、放散塔前的DNMOO管道流速为U1, U1 = 9. 8m/s
取压点P到1点阻损为
P1 = 0. 1827V>g/d=0. 1827*9. 82*1. 38/2. 4=10. Imm
2、垂直管压降为gz, gz=g(z7-zl) =9. 8(50-12. 43) =368Pa=36. 8mm
3、DN1400变径为 DN1600 阻损为 P2_3，V2=V3=V4 局部阻力损失公式为P=xV2* g*Kv/2g
P2_3 = 0. 45V/*1. 38*1. 1/(2*9. 8)=0. 035V42
4、蝶阀组等的阻损为P3_4，阻力系数为1.99，其中两个密封蝶阀χ为0. 30，一个盲板阀为0.15，两个30°弯χ为0.34，调节阀χ为1.2，
P3_4 = 1. 99V/*1. 38*1. 1/(2*9. 8)=0. 154 V425、弯头4 的阻损 P4 = 0. 3V/*1. 38*1. 1/(2*9. 8)=0. 02V42
6、DN1600变径为DN1200三通阻损为P4_5，阻力系数为9.7，
V4A4=2V5A5
V5=V4d42/2d52=V4*l. 62/(2*1. 22) =0. 89V4 P4_5 = 9. 7V/*1. 38*1. 1/(2*9. 8)=0. 60V42
7、DN1200变径为DN700三通阻损为P5_6， V5A5=3V6A6
V6=V5d52/3d62=V5*l. 22/3*0. 72=0. 98V5 P5_6 = 9. 7V/*1. 38*1. 1/(2*9. 8)=0. 57V42
8、快切阀等完全放空的阻力损失为P6_7，阻力系数为1.45，其中快切阀χ为0. 15，逐渐扩大管χ为0.3，完全放空1为1，
P6-7=1. 45V62*g/2g=0. 078 V42
9、总的阻力损失为 Ρ= 9500Pa=950mmH20 Ρ=Ρ1+δΖ+Ρ2_3+Ρ3-4+Ρ4+Ρ4-5+Ρ5-6+Ρ6-7
950=10. 1+36. 8+0. 035V/+0. 154V/+0. 02V42+0. 60V42+0. 57V42+0. 078V42 V4=24. 9m/s
Q=V4*S4=24. 9* ( Π /4) *1. 62*36 00=18 万 m3/h 四、当第四组开始放散时，设定主管压力为10500Pa。
1、放散塔前的DNMOO管道流速为U1, U1 = 9. 8m/s 取压点P到1点阻损为
P1 = 0. 1827V>g/d=0. 1827*9. 82*1. 38/2. 4=10. Imm
2、垂直管压降为gz, gz=g(z7-zl) =9. 8(50-12. 43) =368Pa=36. 8mm
3、DN1400变径为 DN1600 阻损为 P2_3，V2=V3=V4 局部阻力损失公式为P=xV2* g*Kv/2g
P2_3 = 0. 45V/*1. 38*1. 1/(2*9. 8)=0. 035V42
4、蝶阀组等的阻损为P3_4，阻力系数为1.99，其中两个密封蝶阀χ为0. 30，一个盲板阀为0.15，两个30°弯χ为0. 34，调节阀χ为1. 2，
P3_4 = 1. 99V/*1. 38*1. 1/(2*9. 8)=0. 154V42
5、弯头4 的阻损 P4 = 0. 3V/*1. 38*1. 1/(2*9. 8)=0. 02V42
6、DN1600变径为DN1200三通阻损为P4_5，阻力系数为9.7， V4A4=3V5A5
V5=V4d42/3d52=V4l. 62/(3*1. 22) =0. 59V4 P4_5 = 9. 7V/*1. 38*1. 1/(2*9. 8)=0. 26V42
7、DN1200变径为DN700三通阻损为P5_6， V5A5=3V6A6
V6=V5d52/3d62=V5 *1· 22/3*0· 72=0. 98V5 P5_6 = 9. 7V/*1. 38*1. 1/(2*9. 8)=0. 25V42
8、快切阀等完全放空的阻力损失为P6_7，阻力系数为1.45，其中快切阀χ为0. 15，逐渐扩大管χ为0.3，完全放空1为1， P6-7=1. 45V62*g/2g=0. 035V/ 9、总的阻力损失为 Ρ = 10500Pa=1050mmH20
Ρ=Ρ1+δΖ+Ρ2_3+Ρ3-4+Ρ4+Ρ4-5+Ρ5-6+Ρ6-7
1050=10. 1+36. 8+0. 035V42+0. 154V42+0. 02V42+0. 26V42+0. 25V42+0. 035V42 V4=35m/s
Q=V4*S4=35* ( Π /4) *1. 62*36 00=25 万 m3/h 通过计算，得到以下数据
当压力超过8500 ，打开第一组7 8火炬快切阀放散，放散流量为70000 m3/h ； 当压力超过9000 ，继续打开第二组9 10火炬快切阀放散，放散流量为120000 m3/
h；
当压力超过9500 ，继续打开第三组11 12火炬快切阀放散，放散流量为180000 m3/
h；
当压力超过10500Pa，继续打开第四组13 15火炬快切阀放散，放散流量为250000
m3/h。 除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
权利要求
1.高炉煤气放散塔的煤气放散方法，所述高炉煤气放散塔包括煤气主管(1)，所述煤气主管(1)通过放散接口( 2 )连接第一管道(3 )，所述第一管道(3 )通过变径接口( 16 )连接第二管道(4 )，所述第二管道(4 )连接三根支管(5 )，所述各支管(5 )分别连接三根放散火炬连接管(6 )，每根放散火炬连接管(6 )连接一个放散火炬(7-15 )，共设9个放散火炬；其特征在于在所述煤气主管上设有压力采集点(P)；将放散火炬分为四组，第一组为放散火炬(7)和放散火炬(8)，第二组为放散火炬(9)和放散火炬(10)，第三组为放散火炬 (11)和放散火炬(12)，第四组为放散火炬(13)、放散火炬(14)和放散火炬(15)；当压力采集点(P)的压力超过8500 且小于9000 时，打开第一组放散火炬快切阀放散，放散流量为70000 m3/h ；当压力采集点(P)的压力超过9000 且小于9500 时，继续打开第二组放散火炬快切阀放散，放散流量为120000 m3/h ；当压力采集点(P)的压力超过9500 且小于10500Pa时，继续打开第三组放散火炬快切阀放散，放散流量为180000 m3/h ；当压力采集点(P)的压力超过10500Pa，继续打开第四组放散火炬快切阀放散，放散流量为 250000 m3/h。
2.如权利要求1所述的高炉煤气放散塔的煤气放散方法，其特征在于所述第一管道直径为1400mm，所述第二管道直径为1600mm，所述三根支管直径都为1200mm，所述九根放散火炬连接管直径都为700mm。
3.如权利要求1或2所述的高炉煤气放散塔的煤气放散方法，其特征在于所述第二管道(4)上设有调节阀组(17)。
4.如权利要求1或2所述的高炉煤气放散塔的煤气放散方法，其特征在于所述第二管道(4)通过90°弯头(16)连接所述支管(5)。
全文摘要
本发明涉及冶金领域的一种煤气放散方法，是一种高炉煤气放散塔的煤气放散方法，当压力采集点的压力超过8500Pa且小于9000Pa时，打开第一组放散火炬快切阀放散，放散流量为70000m3/h；当压力采集点的压力超过9000Pa且小于9500Pa时，继续打开第二组放散火炬快切阀放散，放散流量为120000m3/h；当压力采集点的压力超过9500Pa且小于10500Pa时，继续打开第三组放散火炬快切阀放散，放散流量为180000m3/h；当压力采集点的压力超过10500Pa，继续打开第四组放散火炬快切阀放散，放散流量为250000m3/h。本发明可以解决煤气放散塔等设备弯头较多，直管段距离不够，导致流量计计量不准，误差较大的高炉煤气放散塔煤气放散的问题，在直管段长度小于15倍管径的情况下可以对煤气放散管进行准确的计量放散。
文档编号C21B7/00GK102286650SQ20111025645
公开日2011年12月21日 申请日期2011年9月1日 优先权日2011年9月1日
发明者包来友 申请人:南京钢铁股份有限公司