一种高炉热风炉设备及其冷风智能调节系统的制作方法

本实用新型属于自动化控制技术领域，尤其涉及高炉热风炉换炉时，冷风压力波动控制技术，具体地说，涉及一种高炉热风炉设备及其冷风智能调节系统。

背景技术：

热风炉是燃烧和送风交替工作连续供给高炉高温空气的设备。一般来说，每座高炉配备三到四座热风炉，在高炉生产过程中，高炉对热风炉的基本要求是提供稳定的高温风。为了使高炉获得稳定、连续的热风，每座热风炉都有燃烧蓄热和向高炉供风的过程。

现在中小型高炉热风炉换炉操作时，冷风压力会有一定程度的波动，波动值大小的控制主要是依靠冷风阀的阀门开度来调节。由于阀门开度大小受人为操作因素、设备自身精度等因素的影响较大，在换炉过程中会造成冷风压力波动较大，直接影响高炉生产；甚至会出现因阀门开度值的误信号造成高炉断风。

中国专利申请号201480056222.3，公开日2016年6月1日的专利申请文件，公开了一种热风炉设备，其对高炉用空气进行加热，其中，该热风炉设备包括：热风炉，其用于对所述高炉用空气进行加热；燃烧用空气管，其用于向所述热风炉输送燃烧用空气；燃料气体管，其用于向所述热风炉输送自所述高炉排出的高炉气体作为所述热风炉的燃料气体；烟道管，其用于向烟囱输送自所述热风炉排出的废气；第1预热单元，其连结于所述烟道管，并且，连结于所述燃烧用空气管和所述燃料气体管中的一者，利用通过热交换而从所述热风炉的所述废气中回收的热对所述燃烧用空气和所述高炉气体中的一者进行预热；以及第2预热单元，其具有用于使所述高炉气体的一部分燃烧的第1加热器，且连结于所述燃烧用空气管和所述燃料气体管中的另一者，利用在所述第1加热器中产生的热对所述燃烧用空气和所述高炉气体中的另一者进行预热。中国专利申请号200910078275.6，公开日2009年7月22日的专利申请文件，公开了一种高炉热风炉设备高风温系统，属于钢铁工业高炉炼铁技术领域。包括高炉、热风炉、分离式热管换热器、风机、烟囱、四通阀和连接管道等部件。系统具有两个至四个热风炉，其中将一个热风炉加热后10～25％比例的热风回流于另一个热风炉的助燃空气管道，同时引处于燃烧期的热风炉的10～25％比例的高温烟气通过其排出管道内安装陶瓷蓄热体预热助燃空气，并将预热后助燃空气与回流热风混合作为高温助燃空气，经安装陶瓷蓄热体的管道排出烟气与热风炉尾部烟气一同混合后通过分离式热管换热器预热煤气,然后预热煤气和高温助燃空气一同进入热风炉燃烧。通过此方法可以提高热风炉炉顶温度为1400～1600℃,从而提高热风炉风温100-400℃,实现全烧高炉煤气热风炉风温1200～1500℃。

但上述两份专利申请公开的技术方案仍存在因冷风压力的波动，影响高炉生产，甚至造成高炉断风的危险。

技术实现要素：

1、要解决的问题

针对现有高炉热风炉存在冷风压力波动导致高炉生产质量下降的问题，本实用新型提供一种高炉热风炉设备及其冷风智能调节系统，能有效减小热风炉换炉时冷风压力的波动，降低热风炉换炉过程中冷风压力的波动幅度，提高高炉生产质量。

2、技术方案

为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。

一种高炉热风炉设备冷风智能调节系统，包括PLC控制器、取压部件和冷风调节阀，所述的冷风调节阀为电动闸阀，通过控制电缆与所述的PLC控制器连接；所述的取压部件设置在热风炉冷风管道上，通过控制电缆与所述的PLC控制器连接。

优选地，所述的取压部件为风压传感器。

优选地，还包括上位机显示器；所述的上位机显示器通过通讯电缆与所述的PLC控制器连接。

一种高炉热风炉设备，包括冷风管道，还包括上述一种高炉热风炉设备冷风智能调节系统，所述的冷风调节阀设置在所述的冷风管道上靠近蓄热室的一端；所述的取压部件设置在冷风管道上远离蓄热室的一端。

优选地，包括三台热风炉，与每一台所述的热风炉连接的冷风管道上均设置有一个冷风调节阀。

优选地，所述的冷风调节阀与所述的热风炉之间的冷风管道上还设置有冷风切断阀。

优选地，所述的冷风切断阀为电动闸阀。

优选地，空气管道、煤气管道上分别设置有空气调节阀和煤气调节阀；所述的空气调节阀和煤气调节阀均通过控制电缆与所述的PLC控制器连接。

3、有益效果

相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型的一种高炉热风炉设备冷风智能调节系统采用PLC控制器来控制冷风调节阀，相比手动调节更加智能化、精细化，在换炉过程中，该系统不断采集冷风压力和流量的变化量，通过程序的编写，当冷风压力和流量的变化值大于设定值(可调)或变化率大于设定值(可调)，智能控制装置输出封锁，阀门开度暂锁定；当冷风压力和流量的变化值或变化率趋于稳定后继续开阀，有效的控制了冷风压力的波动，避免出现因阀门开度值的误信号造成高炉断风；

(2)本实用新型的一种高炉热风炉设备冷风智能调节系统还包括上位机显示器，以实现实时显示热风炉中冷风供给情况，进一步提高精确化控制效果；

(3)本实用新型的一种高炉热风炉设备采用本实用新型中的冷风智能调节系统后实现了冷风的自动智能控制，解决了现有高炉热风炉存在冷风压力波动导致高炉生产质量下降的问题，大大减小热风炉换炉时冷风压力的波动，压力波动值由20kPa降低到7kPa以内，有利于高炉生产。

附图说明

图1为本实用新型热风炉设备的整体结构示意图；

图2为本实用新型中冷风智能调节系统的连接简图。

图中：1、空气调节阀；2、空气切断阀；3、空气燃烧阀；4、热风阀；5、煤气调节阀；6、煤气切断阀；7、煤气燃烧阀；8、煤气放散阀；9、烟道阀；10、冷风切断阀；11、冷风调节阀；12、废气阀；13、倒流休风阀；14、混风切断阀；15、混风调节阀；16、烟囱；17、煤气管道；18、空气管道；19、煤气预热器；20、空气预热器；21、烟气及废气输送；22、冷风输送；23、至高炉热风输送；24、PLC控制器；25、取压部件；26、上位机显示器。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进一步进行描述。

实施例1

如图1所示，一种高炉热风炉设备，包括一种高炉热风炉设备冷风智能调节系统和A、B、C三台热风炉，还包括空气预热器20、煤气预热器19、烟囱16、鼓风机；

所述的空气预热器20通过空气管道18与热风炉连接，所述的空气管道18上进入热风炉的一端依次设置有空气调节阀1、空气切断阀2、空气燃烧阀3，空气调节阀1为电动翻板阀，规格为DN700(指阀门口径为700mm，下同)，起调节空气流量的作用，空气切断阀2为电动闸阀，规格为DN700，起到关闭空气流通的作用，空气燃烧阀3为电动闸阀，规格为DN1000，是在空气与煤气混合燃烧前对空气流量控制以起到控制燃烧的作用；

所述的煤气预热器19通过煤气管道17与热风炉连接，所述的煤气管道17上进入热风炉的一端依次设置有煤气调节阀5、煤气切断阀6、煤气燃烧阀7，煤气调节阀5为电动翻板阀，规格为DN1000，起调节煤气流量的作用，煤气切断阀6为电动闸阀，规格为DN1000，起到关闭煤气流通的作用，煤气燃烧阀7为电动闸阀，规格为DN1000，是在空气与煤气混合燃烧前对煤气流量控制以起到控制燃烧的作用；煤气调节阀5和煤气切断阀6之间的管道上还设置有一根煤气疏散管道，该管道上设置有煤气放散阀8，煤气放散阀8为手动翻板阀，规格为DN1000；

所述的烟囱16通过管道与所述的煤气预热器19、空气预热器20连接；

所述的热风炉上还设置有热风管道和烟气管道、废气管道，热风管道上靠近热风炉的一端设置有热风阀4，热风阀4为电动闸阀，规格为DN1000，控制热风管道输出开闭，热风管道的输出端分为两路，一路与高炉连接，另一路用于分流热风，这一路设置有倒流休风阀13，倒流休风阀13为电动闸阀，规格为DN700，起控制热风倒流开闭的作用；烟气管道与热风炉连接的一端设置有烟道阀9，烟道阀9为电动闸阀，规格为DN1300，起控制烟气管道开闭的作用；废气管道与热风炉连接的一端设置有废气阀12，废气阀12为电动角型阀，规格为DN300，起开闭废气管道的作用，烟气管道、废气管道输出后汇流至煤气预热器19、空气预热器20，经过烟气废气过滤器后与烟囱16连接；

所述的鼓风机输出冷风分成两路，一路通过冷风管道与热风炉连接，另一路与热风管道汇合连接，冷风管道上进入热风炉的一端依次设置有冷风切断阀10、冷风调节阀11，冷风切断阀10为电动闸阀，规格为DN1000，起切断冷风的作用，冷风调节阀11为电动闸阀，规格为DN900，起控制冷风流量的作用；与热风管道汇合连接的一端设置有混风切断阀14、混风调节阀15；混风切断阀14为电动闸阀，规格为DN600，起冷风与热风混合前切断冷风的作用，混风调节阀15为电动闸阀，规格为DN600，起控制冷风流量的作用；

如图2所示，一种高炉热风炉设备冷风智能调节系统，包括PLC控制器24、取压部件25以及设置在冷风管道上进入热风炉的一端的冷风调节阀11，所述的冷风调节阀11为电动闸阀，通过控制电缆与所述的PLC控制器24连接；所述的取压部件25为风压传感器，设置在热风炉冷风管道上，通过控制电缆与所述的PLC控制器24连接；

为了便于人工监控冷风控制情况，本系统中还包括上位机显示器26；所述的上位机显示器26通过通讯电缆与所述的PLC控制器24连接。

本实用新型的一种高炉热风炉设备，由于其冷风智能调节系统采用PLC控制器来控制冷风调节阀，相比手动调节更加智能化、精细化，在换炉过程中，该系统不断采集冷风压力和流量的变化量，通过程序的编写，当冷风压力和流量的变化值大于设定值(可调)或变化率大于设定值(可调)，智能控制装置输出封锁，阀门开度暂锁定；当冷风压力和流量的变化值或变化率趋于稳定后继续开阀，有效的控制了冷风压力的波动，避免出现因阀门开度值的误信号造成高炉断风。

本实施例中热风炉为蓄热式热风炉，包括燃烧室和蓄热室，两者在同一个炉壳内，燃烧室下部为燃烧器，燃烧器两端分别连接煤气管道和空气管道，燃烧室中下部有热风出口；蓄热室内砌有多层高效蓄热材料一格子砖，蓄热室中的格子砖由蓄热室底部的炉蓖子及支柱支撑，蓄热室底部连接烟气管道、废气管道和冷风管道；燃烧室和蓄热室是一种圆筒形结构，它们之间砌有耐火砖隔墙，煤气由煤气管道送入燃烧器，煤气在燃烧室燃烧，产生高热烟气，烟气向上流动，经拱顶改变方向，向下进入蓄热室，高温烟气经过格子砖，将格子砖加热而本身逐渐冷却，然后经烟道排出烟囱(图1中烟气及废气输送21)；格子砖被加热并贮存一定的热量后，停止燃烧，由燃烧转为送风，在送风期，冷风由鼓风机通过冷风管道(图1中冷风输送22)鼓入热风炉，冷风在蓄热室中向上流动，经过多层高热的格子砖，自下而上被格子砖加热，变成热风从燃烧室的热风管道出口送出，再与一定量的冷风进行混合，以规定的风温，经热风管道送入高炉(图1中至高炉热风输送23)；随着格子砖的冷却，热风出口温度逐渐降低，当不能维持规定的送风温度时，又转换成燃烧。

实施例2

一种高炉热风炉设备，在实施例1的基础上进一步改进为：空气调节阀1和煤气调节阀2均通过控制电缆与所述的PLC控制器24连接，以实现更精细化生产管理。