一种带稳压功能的煤气自动放散装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种带稳压功能的煤气水封放散装置，包括煤气进气管、蓄水室、排气室、放散煤气排气管、净化器、水封管、水封喉道段、放水阀、排水阀、上水阀、液位计、下限开关、上限开关，所述蓄水室设于排气室的一侧，该蓄水室和排气室均为密闭空间。本发明自动放散装置采用水封放散方法，水封室和排气室相隔离，通过控制水位高度，实现不同压力的煤气自动放散，并具有稳压功能。由于放散装置无活动部件，使用寿命长，优于机械式放散阀；装置对管道气体的压力反应灵敏，提高了煤气管网的安全性，能够及时有效的进行管道泄压、稳压防止煤气泄漏，运行更加安全。
【专利说明】一种带稳压功能的煤气自动放散装置
【技术领域】
[0001]本发明属于冶金和气体能源【技术领域】，涉及钢铁企业和燃气厂的煤气管网安全运行的放散方式，尤其是一种带稳压功能的煤气自动放散装置。
【背景技术】
[0002]煤气放散阀是高炉休风作业的炉顶关键设备，其性能好坏直接影响高炉生产。目前，高炉炼铁工序污染排放量占整个钢铁行业排放量的大部分，为达到环保要求，减少对含尘煤气的故障放散，甚至杜绝工序放散煤气直接对空放散，以减轻环境污染，企业对煤气放散阀的功能和质量提出了更高的要求，且尽最大努力避免设备故障。企业煤气放散使用的机械阀门，都要求结构良好，开关灵活；密封方式上，要求选用密封良好的密封结构和密封材料。因为煤气放散阀是在高粉尘的环境下工作，密封不好，煤气流夹杂着粉尘就会冲刷其密封面，迅速吹损而不能工作，会直接影响高炉生产；有文章在对国内多座高炉煤气放散阀的跟踪统计，高炉煤气放散阀的使用寿命不超过6个月，寿命最短的甚至只有几天，因此，采取不同的设计方法，分析机械阀门煤气泄漏的原因，进行高可靠性阀门研制是一项紧迫的任务。
[0003]煤气管网压力控制方面，以前，煤气放散管的切断方式，多为水封式，需要给水与排水系统，钢材消耗量也大，以后就改为机械式了，既无水消耗，能量消耗也小了，但是机械阀门使用时间短，易发生漏气，故障多，检修量大；煤气管道的压力放散控制，以往通过手动操作来开启阀门放散，反应速度慢，煤气主管网管道压力升高速度快，可能突破涉及的安全压力，而发生煤气泄漏事故，目前，基本都改为电控。但是，遇到阀门停电，煤气压力升高，突破沿线管网水封设计的安全压力，也将发生煤气事故。要解决上述问题，必须实行自动放散，而选择电器自动放散，维护量大，停电事故发生时，不能使用。选择水封自动放散，将是一条确保安全的有效途径。
[0004]煤气放散装置的自动调压控制，是冶金企业煤气系统保安运行和降低放散率的关键环节，黄学能在《高炉煤气放散装置的改进》一文中，介绍了使用水封和蝶阀并联操作的自动放散装置。指出设备使用水封放散具有可靠压力保护的同时，也讲到水封放散的问题。由于高炉煤气放散时，流量大，流速高，冲击力大，给出的建议是，水封放散只能预防煤气管网超高压时使用，正常生产时，仍然需要通过电动调节蝶阀来调节管网压力。同时指出，强大的冲击气流会使水封发生强烈的振动而破坏水封设备，水位波动大，设计水封时，应设法缓冲，以减缓高速气流的冲击，而避免煤气外泄。
[0005]通过检索，尚未发现与本发明专利申请相关的专利公开文献。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于克服现有技术的针对现有技术中当前传统工艺及各种新改进工艺的不足之处，提出一种结构简单合理、实用、易加工、寿命长、阀门检修周期长、密封性能好、安全可靠、能够进行自动稳压放散的新型利用水封装置的带稳压功能的煤气自动放散装置，该自动放散装置使得蓄水室中的水能够重复使用。
[0007]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
[0008]一种带稳压功能的煤气水封放散装置，包括煤气进气管、蓄水室、排气室、放散煤气排气管、净化器、水封管、水封喉道段、放水阀、排水阀、上水阀、液位计、下限开关、上限开关，所述蓄水室设于排气室的一侧，该蓄水室和排气室均为密闭空间；
[0009]所述排气室内的顶部同轴连通安装一放散煤气排气管，该放散煤气排气管内的下部同轴连通设一净化器，该净化器的下方同轴连通安装一水封管，该水封管的另一端连通安装水封喉道段，所述水封管下方的排气室内的底部安装一放水阀；
[0010]所述煤气进气管的一端连通密封安装于蓄水室的一侧壁上，煤气进气管的另一端伸入至蓄水室的液面以下，该煤气进气管的伸入蓄水室的末端制有数个横向细管道和竖向细管道；[0011]所述横向细管道与蓄水室的液面之间的煤气进气管上横向连通设一水封喉道段，该水封喉道段的另一端连通安装水封管；
[0012]所述横向细管道上方的蓄水室的外侧壁上与蓄水室内连通设一排水阀，该排水阀位于水封喉道段的下方，在煤气进气管下方、蓄水室液面上方的蓄水室的外侧壁上与蓄水室内连通设一上水阀；在排水阀与上水阀之间的蓄水室外侧壁上竖直安装一液位计，在液位计的中上端依次向下设有上限开关和下限开关，该蓄水室的液面水位由排水阀和上水阀来控制。
[0013]而且，所述水封管或煤气进气管为折弯状。
[0014]而且，所述横向细管道侧边开孔。
[0015]而且，所述煤气进气管为圆管；或者，所述放散煤气排气管为圆形管道。
[0016]而且，通过蓄水室的壳体法兰盘将水封喉道段与水封管安装在一起。
[0017]而且，所述蓄水室的底部设一排污口。
[0018]而且，所述蓄水室为圆形或者方形。
[0019]而且，所述横向细管道的末端横向连通延伸至蓄水室的外侧壁上，在蓄水室的外侧壁上与横向细管道的末端可拆卸密封安装一检查法兰。
[0020]而且，所述水封喉道段的煤气进气管端为矩形结构、水封管端为六方形结构，水封喉道段的煤气进气管端与水封管端之间为喉道段，喉道段的截面为长方形，喉道段为逐渐缩放型结构。
[0021 ] 本发明的优点和积极效果是:
[0022]1、本发明自动放散装置采用水封放散方法，水封室和排气室相隔离，通过控制水位高度，实现不同压力的煤气自动放散，并具有稳压功能。由于放散装置无活动部件，使用寿命长，优于机械式放散阀；装置对管道气体的压力反应灵敏，提高了煤气管网的安全性，能够及时有效的进行管道泄压、稳压防止煤气泄漏，运行更加安全。
[0023]2、本发明自动放散装置结构简单合理，当上部主管道超压，或者管网停电煤气超压时，应用煤气击穿的原理来实施煤气放散，管网压力降到安全值时，停止放散，实现自动稳压，原理简单、实用，设备加工容易，维护成本低，水封中的水能够重复利用，密封性能好，能够有效地防止煤气泄漏，安全可靠。【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为本发明装置的结构连接示意图。
[0025]图2为本发明装置放散时的原理图；
[0026]图3为图1中安装壳体法兰盘的水封喉道段的结构连接示意图；
[0027]图4为图3的左视图；
[0028]图5为图3中的煤气进气管端的右视图。
【具体实施方式】
[0029]下面以附图实施方式为例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
[0030]一种带稳压功能的煤气水封放散装置，如图1所示，包括煤气进气管6、蓄水室5、排气室2、放散煤气排气管1、净化器3、水封管18、水封喉道段14、放水阀17、检查法兰16、排污口 13、排水阀11、上水阀10、液位计9、下限开关8、上限开关7，所述蓄水室设于排气室的一侧，该蓄水室和排气室均为密闭空间。
[0031]本发明的创新点在于: [0032]所述排气室内的顶部同轴连通安装一放散煤气排气管，该放散煤气排气管内的下部同轴连通设一净化器，该净化器的下方同轴连通安装一水封管，该水封管可以为折弯状，该水封管的另一端连通安装水封喉道段，所述水封管下方的排气室内的底部安装一放水阀。
[0033]所述煤气进气管的一端连通密封安装于蓄水室的一侧壁上，煤气进气管的另一端伸入至蓄水室的液面4以下，该煤气进气管可以呈折弯状，该煤气进气管的伸入蓄水室的末端制有数个横向细管道15和竖向细管道12，该横向细管道和竖向细管道可以用来消减可能的水位震荡幅度，竖向细管道的另一端面敞口，有利于粉状颗粒下落，横向细管道也可侧边开孔，保证水路畅通；该横向细管道的末端也可以横向连通延伸至蓄水室的外侧壁上，在蓄水室的外侧壁上与横向细管道的末端可拆卸密封安装一检查法兰，用以吹除/清洗进水管。
[0034]所述横向细管道与蓄水室的液面之间的煤气进气管上横向连通设一水封喉道段，该水封喉道段的另一端连通安装水封管，在本实施例中通过蓄水室的壳体法兰盘19将水封喉道段与水封管安装在一起；如图3、图4和图5所示，该水封喉道段的煤气进气管端22为矩形结构，焊接在管道上，水封喉道段的水封管端20为六方形结构，可以焊接壳体法兰盘；水封喉道段的煤气进气管端与水封管端之间为喉道段21，喉道段的截面为长方形，喉道段为逐渐缩放型结构。
[0035]所述蓄水室的底部设一排污口，在蓄水室长时间使用后，可以使用该排污品进行清除粉状颗粒和清洗蓄水室的脏水的排放，定期清理封装颗粒泥桨；所述横向细管道上方的蓄水室的外侧壁上与蓄水室内连通设一排水阀，该排水阀位于水封喉道段的下方，在煤气进气管下方、蓄水室液面上方的蓄水室的外侧壁上与蓄水室内连通设一上水阀；在排水阀与上水阀之间的蓄水室外侧壁上竖直安装一液位计，在液位计的中上端依次向下设有上限开关和下限开关(参照图示1，选定上限开关和下限开关的安装位置可以用来确定放散压力。上限开关的安装位置可以上下调节，用来探测液面高度，给出信号。首先液面的位置定了，安装上限开关的高度就定了，也就是说，液面达到这一高度，上限开关就动作，给出信号。液面高度是根据所需放散压力计算得来的，水封喉道段上沿与蓄水室液面之间的高度差，决定了放散压力，例如在管网压力在4KPa时放散，从水封喉道段上沿算起，所需水位高度为400mm，上限开关就在这一位置给出信号。同样道理，下限开关的位置根据结束放散的压力确定，例如管网压力要求在2.5KPa时停止放散，从水封喉道段上沿算起，所需水位高度为250mm，下限开关就在这一位置给出信号。具体如何进行控制上水阀的开始与停止，由公知、通用的控制器来实现。蓄水室的上水阀入口在水位上端的一个位置，离液面有300mm的高度，保证给水畅通，上水时，上水阀打开，不会造成液面激烈的上下波动。排水阀的放水口接出点在蓄水室的下面部位，低于水封喉道段下沿的水平位置即可，选择的放水点，可以接口位于水封喉道段下沿位置IOOmm处。放水口越向下接出，越有利于排水；该部分内容都可以为现有技术)，该蓄水室的液面水位由排水阀和上水阀来控制(本发明中所述及的水位高度，具体如何加水和放水，使用常规方法就可以，机械方式动作或者电磁阀控制，没有特殊规定，可以使用普通电磁阀，水源为自来水)。
[0036]本发明装置的煤气进气管，可以为圆管；放散煤气排气管可以为圆管国所述的蓄水室，可以为圆形；本发明所涉及的蓄水室，底部可以安装有支架；排气管路接口为法兰和管道的焊接，常规的结构。
[0037]本发明带稳压功能的煤气自动放散装置的工作原理如下:
[0038]本发明带稳压功能的煤气水封放散装置，如图2所示，包括煤气进气管、蓄水室、排气室、放散煤气排气管、净化器、水封管、水封喉道段、放水阀、检查法兰、排污口、排水阀等，煤气进气管的端头通到蓄水室的液面以下，连接到横向细管道上，末端保持进出水畅通。在排气室的水封管从一定高度排出煤气，并引入到净化器，进行消声和水气分离，放散气体最终由放散煤气排气管排出，带出来的水汽，汇集到排气室下部，最后通过放水阀排除。检查法兰用于检修时，清洗管道。排污口用于定期清理封装颗粒泥桨。由于蓄水室与排气室是隔离的，在蓄水室的下面进水口，也有一定的高度差，气体不会泄露到下面，有消减水位震荡的布局，液面高度不受排出气体的影响，液面稳定，在放气初期，从水封喉道段排出的气体中可能带出一部分液体，但蓄水室的液面水位的高度主要由放水阀和供水阀来平衡控制，不会影响放散压力的控制失衡。
[0039]当煤气进气管中达到放散压力时，放水阀会打开，把蓄水室的液面水位下降一个高度，也就是停止放散的水位高度。煤气进气管内的水位降低，由于压力平衡问题，排气口已处于水位以上，排气管道内，水回流到蓄水室的下部，排除的全部为气体，进行超压时的正常放散。如图2所示的放散时原理图，显示了液位下降的位置。
[0040]当煤气进气管的压力值达到停止放散压力时，伴随压力下降，煤气进气管内水位升高，接近水封喉道段的排放口，此时，上水阀打开注水，把水位抬高到正常值。然后停止注水，液面维持一个高度，水封起作用。当压力超过放散压力时，会再次打开放水阀，重复放散过程。本实施例中，使用自来水作为水封液体，按照Imm水面的高度差约等于10Pa。液面控制精度在5_以内，液面基本无波动，压力控制精度在50Pa以内。
[0041] 本发明带稳压功能的煤气自动放散装置的水封高度可以根据需要稳定的管网压力确定的，没有特殊规定，是需要根据实际情况而方便更改的参数，是传统水封装置的基本参数，比如管网放散压力为4KPa，水封高度要在400mm以下才能放出气来，水位高于400mm，就封住了，留有安全度，水位越高越不会漏气。
【权利要求】
1.一种带稳压功能的煤气水封放散装置，包括煤气进气管、蓄水室、排气室、放散煤气排气管、净化器、水封管、水封喉道段、放水阀、排水阀、上水阀、液位计、下限开关、上限开关，所述蓄水室设于排气室的一侧，该蓄水室和排气室均为密闭空间，其特征在于: 所述排气室内的顶部同轴连通安装一放散煤气排气管，该放散煤气排气管内的下部同轴连通设一净化器，该净化器的下方同轴连通安装一水封管，该水封管的另一端连通安装水封喉道段，所述水封管下方的排气室内的底部安装一放水阀； 所述煤气进气管的一端连通密封安装于蓄水室的一侧壁上，煤气进气管的另一端伸入至蓄水室的液面以下，该煤气进气管的伸入蓄水室的末端制有数个横向细管道和竖向细管道; 所述横向细管道与蓄水室的液面之间的煤气进气管上横向连通设一水封喉道段，该水封喉道段的另一端连通安装水封管； 所述横向细管道上方的蓄水室的外侧壁上与蓄水室内连通设一排水阀，该排水阀位于水封喉道段的下方，在煤气进气管下方、蓄水室液面上方的蓄水室的外侧壁上与蓄水室内连通设一上水阀；在排水阀与上水阀之间的蓄水室外侧壁上竖直安装一液位计，在液位计的中上端依次向下设有上限开关和下限开关，该蓄水室的液面水位由排水阀和上水阀来控制。
2.根据权利要求1所述的带稳压功能的煤气水封放散装置，其特征在于:所述水封管或煤气进气管为折弯状。
3.根据权利要求1所述的带稳压功能的煤气水封放散装置，其特征在于:所述横向细管道侧边开孔。
4.根据权利要求1所述的带稳压功能的煤气水封放散装置，其特征在于:所述煤气进气管为圆管；或者，所述放散煤气排气管为圆形管道。
5.根据权利要求1所述的带稳压功能的煤气水封放散装置，其特征在于:通过蓄水室的壳体法兰盘将水封喉道段与水封管安装在一起。
6.根据权利要求1所述的带稳压功能的煤气水封放散装置，其特征在于:所述蓄水室的底部设一排污口。
7.根据权利要求1所述的带稳压功能的煤气水封放散装置，其特征在于:所述蓄水室为圆形或者方形。
8.根据权利要求1至7任一项所述的带稳压功能的煤气水封放散装置，其特征在于:所述横向细管道的末端横向连通延伸至蓄水室的外侧壁上，在蓄水室的外侧壁上与横向细管道的末端可拆卸密封安装一检查法兰。
9.根据权利要求1至7任一项所述的带稳压功能的煤气水封放散装置，其特征在于:所述水封喉道段的煤气进气管端为矩形结构、水封管端为六方形结构，水封喉道段的煤气进气管端与水封管端之间为喉道段，喉道段的截面为长方形，喉道段为逐渐缩放型结构。
【文档编号】C21B7/00GK103898260SQ201410120130
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年3月27日 优先权日:2014年3月27日
【发明者】郭孝国, 舒小明, 徐强, 荚长军 申请人:安徽航天环境工程有限公司