一种高炉鼓风机富氧系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种高炉鼓风机富氧系统，包括氧气发生装置，分别连接于鼓风机前后端的机前、后空氧混合器，以及机前富氧装置和机后富氧装置，机前富氧装置一端与氧气发生装置相连通，另一端连接至机前空氧混合器；机后富氧装置一端也与氧气发生装置相连通，另一端连接至机后空氧混合器。通过采用机前、机后共同富氧，可保留原来的机前富氧装置，减小需要增加的机后富氧装置的设备容量，降低设备的投资的费用。并且由机前富氧装置富氧的这部分富氧量，依然保留单位富氧量运行成本低的优点。对整个富氧量而言，有一部分的富氧量是采用低运行成本的富氧。因此，这种富氧系统总的运行成本，低于全部机后富氧装置富氧的运行成本。
【专利说明】一种高炉鼓风机富氧系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及富氧冶炼设备，更具体地说，涉及一种高炉鼓风机富氧系统。
【背景技术】
[0002] 为了提高高炉铁水的产量，降低高炉的生产成本，世界上的大型高炉，大多都采用 富氧冶炼的技术。富氧冶炼是指：送入高炉参与冶炼的压缩空气（也称为：风）中氧气的含 量大于21% (自然界中空气中的氧气含量约为21%)，这样的高炉冶炼被称为富氧冶炼。
[0003] 目前：高炉富氧常用的方法有二种。
[0004] 第一种方法为机前富氧，请见图1所示：
[0005] 在鼓风机吸入管道上加入一定量的氧气，这样，进入鼓风机被压缩的气体是空气、 氧气的混合气体。具体如下：制氧厂氧气发生装置101 (即空分塔）中产生的氧气(压力为 20-40kap)，经过氧气厂氧气送出阀102,由管道送到高炉111鼓风站鼓风机富氧装置的氧 气入口阀103处，氧气经过富氧装置流量调节阀104按需要的流量，在空气氧气混合装置 106中，同空气进行充分混合，然后一起被鼓风机109吸入，经过加压后，由管道送至热风炉 110,经过加热后再被送入高炉111中。鼓风机109吸入的空气，需经过鼓风机109吸入管 道前端的空气除尘器107进行除尘，再由空气脱湿装置108按要求进行脱湿，最后被鼓风机 109吸入加压后由送出。图1中的105为氧气出口截止阀，110为热风炉。
[0006] 机前富氧缺点是：鼓高炉鼓风机本质上讲，是空气压缩机，对被压缩的混合气体中 氧气的最高含量是有限制的，某钢厂目前使用的高炉鼓风机，允许压缩混合气体中氧气含 量最高为27%，对应的最大富化率为6%。如果被压缩混合气体中氧气含量超过27%，因为鼓 风机出口风温比较高，接近280-300°C，容易引发火灾，鼓风机本身的安全难以保证。因此， 机前富氧装置的富氧量、富化率都是受到限制的。
[0007] 第二种方法为机后富氧，也是世界上大型高炉大部分采用机后富氧的方法，请见 图2所示：
[0008] 在鼓风机出口至热风炉炉前的管道上某个位置，加入一定量的氧气，这种氧气加 入是在鼓风机机后的送风管道上(见图二)，所以被称为机后富氧。具体如下：制氧厂氧气发 生装置201 (即空分塔）中产生的氧气(压力为20-40kap)，经过氧气加压机203加压，使其 压力提高到〇· 7-0. 9Mpa，由管道送到富氧装置入口阀204处，经过富氧装置压力调节阀205 稳压、流量调节阀206调节流量后，送入到氧气空气混合装置212同鼓风机送出的空气进行 充分的混合，一起进入到热风炉中213加热，最后被送入到高炉214中。图2中的202为氧 气压缩机入口截止阀、207为逆止阀、208为氧气出口阀、209为鼓风机入口空气除尘器、210 为鼓风机入口空气脱湿器。
[0009] 机后富氧的缺点是：送风母管上风的压力在0. 4-0. 5Mpa之间，按照现在的制氧生 产工艺，从空分塔中分离生产出来的氧气压力只有20_40kpa，不能满足高炉机后富氧的要 求，需要配置专门的氧气压缩机，将氧气的压力由20-40kpa，提高到0. 7-0. 9Mpa。氧压机对 氧气进行加压，然后在经过节流调节流量，比鼓风机直接对氧气进行加压，需要消耗更多的 电能，因此，机后富氧装置单位富氧量的能耗比较高，运行成本也比较高。其次，制氧厂需要 配置专门的氧压机，而氧气压机的价格是相当昂贵的，设备初期投资比较高。
【发明内容】
[0010] 针对现有技术中存在的上述缺点，本发明的目的是提供一种高炉鼓风机富氧系 统，能够实现操作窨井阀门时安全、便捷的目的。
[0011] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0012] 该高炉鼓风机富氧系统，包括氧气发生装置，分别连接于鼓风机前后端的机前、后 空氧混合器，以及机前富氧装置和机后富氧装置，机前富氧装置一端与氧气发生装置相连 通，另一端连接至机前空氧混合器；机后富氧装置一端也与氧气发生装置相连通，另一端连 接至机后空氧混合器。
[0013] 所述的机前富氧装置包括机前富氧管道，以及依次设于机前富氧管道上的氧气厂 氧气输出阀、氧气入口截止阀、机前氧气流量调节阀、氧气出口截止阀。
[0014] 所述的机后富氧装置包括机后富氧管道，以及依次设于机后富氧管道上的氧气压 缩机入口阀、氧气压缩机、氧气入口阀、氧气压力调节阀、机后氧气流量调节阀、逆止阀、氧 气出口阀。
[0015] 所述的机前空氧混合器另一端依次连通有鼓风机空气脱湿装置、鼓风机空气入口 过滤器。
[0016] 所述的机后空氧混合器另一端依次连通至热风炉、高炉。
[0017] 在上述技术方案中，本发明的高炉鼓风机富氧系统包括氧气发生装置，分别连接 于鼓风机前后端的机前、后空氧混合器，以及机前富氧装置和机后富氧装置，机前富氧装置 一端与氧气发生装置相连通，另一端连接至机前空氧混合器；机后富氧装置一端也与氧气 发生装置相连通，另一端连接至机后空氧混合器。通过采用机前、机后共同富氧，可保留原 来的机前富氧装置，减小需要增加的机后富氧装置的设备容量，降低设备的投资的费用。并 且由机前富氧装置富氧的这部分富氧量，依然保留单位富氧量运行成本低的优点。对整个 富氧量而言，有一部分的富氧量是采用低运行成本的富氧。因此，这种富氧系统总的运行成 本，低于全部机后富氧装置富氧的运行成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1是现有技术的高炉鼓风机机前富氧装置的结构示意图；
[0019] 图2是现有技术的高炉鼓风机机后富氧装置的结构示意图；
[0020] 图3是本发明的高炉鼓风机富氧系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。
[0022] 请参阅图3所示，本发明的高炉鼓风机富氧系统包括氧气发生装置（空分塔）301， 分别连接于鼓风机309前后端的机前、后空氧混合器306、318,以及机前富氧装置和机后 富氧装置，机前富氧装置一端与氧气发生装置301相连通，另一端连接至机前空氧混合器 306 ;机后富氧装置一端也与氧气发生装置301相连通，另一端连接至机后空氧混合器318。 所述的机前富氧装置包括机前富氧管道322,以及依次设于机前富氧管道322上的氧气厂 氧气输出阀302、氧气入口截止阀303、机前氧气流量调节阀304、氧气出口截止阀305。所 述的机后富氧装置包括机后富氧管道321，以及依次设于机后富氧管道321上的氧气压缩 机入口阀311、氧气压缩机312、氧气入口阀313、氧气压力调节阀314、机后氧气流量调节阀 315、逆止阀316、氧气出口阀317。所述的机前空氧混合器，共有三个接口，其中一个接机 前富氧管道322,另一个依次连通有鼓风机空气脱湿装置308、鼓风机空气入口过滤器307， 还有一个接在鼓风机309吸入管道上。所述的机后空氧混合器318,共有三个接口，其中一 个接机后富氧管道321，另一个连接在鼓风机309送出管道上，还有一个依次连通至热风炉 319、高炉 320。
[0023] 机前、机后二套富氧装置设备，为相对独立并联的二套装置。在氧气流量、富化率 控制上，采用的是二套独立、互不干扰的控制系统。机前富氧装置和机后富氧装置分别富 氧多少流量、多少富化率，由人工在机前富氧装置、机后富氧装置的控制系统上单独进行设 置。
[0024] 二套富氧装置并联运行，需要达到最高富化率的能力为10%。
[0025] 按高炉富化率10%和鼓风机309核定风量进行计算，得到的最大富氧氧气流量为 64000m 3/h。机前富氧装置和机后富氧装置二部设备能力加在一起，能达到64000m3/h富氧 量，就可以满足富化率10%的要求。
[0026] 若原机前富氧装置设备能力为36000m3/h，为保证机前富氧装置不在极限为运 行，机前富氧装置能力量按34000m 3/h，进行计算，得到机后富氧装置设备能力需要达到 30000m3/h，这样，就可以保证机前加机后共同富氧装置的总富氧能力达到64000m 3/h。
[0027] 二套装置可以同时共同运行，也可以分别单独运行，可以得到以下的效果：
[0028] a、当高炉生产需要的氧气量小于34000m3/h、或富化率低于6%时，尽可能用机前富 氧装置进行富氧。其优点是，不需要制氧厂提供中压氧气，单位富氧量的能耗最低。
[0029] b、当高炉生产需要的氧气量大于34000m3/h、或富化率高于6%时，在机前富氧装置 控制系统上，人工设定机前富氧装置向高炉提供30000-34000m 3/h、或富化率略低于6%，不 够的部分用机后富氧装置进行补充。
[0030] 比如：高炉富氧量需要60000m3/h，可以在机前富氧装置控制系统上，采用人工设 定机前富氧装置富氧30000m 3/h，在机后富氧装置控制系统上也设定富氧30000m3/h，就能 满足总富氧量60000m 3/h的的要求。
[0031] 比如：高炉需要的富化率为9%，就可以在机前富氧装置控制系统上设定富化率为 6%进行富氧,在机后富氧装置控制系统上设定富化率为3%进行富氧，这样,就可以满足富 化率为9%的要求。
[0032] 这样并联富氧的优点是：首先突破了高炉鼓风机309对富氧富化率的限制，同时， 只需要制氧厂提供部分的中压氧气，就可以达到用全部的机后的效果，富氧总的能耗比较 低。
[0033] c、机前、机后富氧富氧装置，本质上是二套富氧装置，在高炉需要30000m3/h情况 下，机前、机后富氧装置都可以向高炉富氧。从节能上讲，应该首先选择机前富氧装置。当 然，机后富氧装置也有能力完成这样的工艺要求，机后富氧装置可以作为机前富氧装置的 备用系统，提高了高炉鼓风站的富氧系统的安全性、可靠性。
[0034] 如此，高炉的富氧量由36000m3/h提高到64000m3/h，最高富化率达到10%，高炉的 产铁水量可以提高300t/d，其年收益相当可观。
[0035] 本【技术领域】中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明， 而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变 化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。
【权利要求】
1. 一种高炉鼓风机富氧系统，其特征在于： 包括氧气发生装置，分别连接于鼓风机前后端的机前、后空氧混合器，以及机前富氧装 置和机后富氧装置，机前富氧装置一端与氧气发生装置相连通，另一端连接至机前空氧混 合器；机后富氧装置一端也与氧气发生装置相连通，另一端连接至机后空氧混合器。
2. 如权利要求1所述的高炉鼓风机富氧系统，其特征在于： 所述的机前富氧装置包括机前富氧管道，以及依次设于机前富氧管道上的氧气厂氧气 输出阀、氧气入口截止阀、机前氧气流量调节阀、氧气出口截止阀。
3. 如权利要求1所述的高炉鼓风机富氧系统，其特征在于： 所述的机后富氧装置包括机后富氧管道，以及依次设于机后富氧管道上的氧气压缩机 入口阀、氧气压缩机、氧气入口阀、氧气压力调节阀、机后氧气流量调节阀、逆止阀、氧气出 口阀。
4. 如权利要求1所述的高炉鼓风机富氧系统，其特征在于： 所述的机前空氧混合器另一端依次连通有鼓风机空气脱湿装置、鼓风机空气入口过滤 器。
5. 如权利要求1所述的高炉鼓风机富氧系统，其特征在于： 所述的机后空氧混合器另一端依次连通至热风炉、高炉。
【文档编号】C21B7/00GK104060005SQ201310087128
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2013年3月18日 优先权日:2013年3月18日
【发明者】徐维山, 谢建中, 韩胜利, 孙颖杰 申请人:宝山钢铁股份有限公司