本实用新型属于高炉炼铁和焦炉煤气应用技术领域，特别涉及一种高炉喷吹焦炉煤气装置。
背景技术：
炼铁工业正在面临越来越大的节能减排的压力，低碳经济成为关注的焦点。目前的炼铁工艺仍以高炉炼铁为主，而高炉的燃料以焦炭为主并辅助喷吹煤粉等其他燃料，但无论是焦炭还是煤粉燃烧后的产物都主要是二氧化碳，对于环境都存在污染问题。而且喷吹煤粉的磨制过程，会产生高电能和部分资源的消耗，并向大气排放烟气等。
焦炉煤气是炼焦工业的副产品，主要成分为氢气和甲烷。作为高炉喷吹燃料，可降低高炉二氧化碳排放量，并合理利用能源，而且有利于提高高炉生产效率，并促进高炉的顺行。高炉喷吹焦炉煤气的节焦效益明显，投资少，具有很高的经济效益。相比高炉喷吹煤粉工艺，焦炉煤气喷吹工艺较简单，大大降低了设备操作和维护难度，同时也降低了喷煤制粉所需的高电能和能源消耗，以及制粉烟气排放等问题。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种高炉喷吹焦炉煤气装置，解决了焦炉煤气作为高炉喷吹燃料使用的问题。可实现对高炉进行焦炉煤气喷吹，或者本系统搭配喷煤系统也可实现对高炉进行焦炉煤气和煤粉的混合喷吹，从而可最大程度上提高高炉的节能减排和降低焦比的效果。
一种高炉喷吹焦炉煤气装置，由储气装置、喷吹装置、计量调节装置和安全保护装置组成。包括喷吹焦炉煤气主管1、焦炉煤气气动快速切断阀2、焦炉煤气气动快速切断阀3、焦炉煤气流量调节阀4、吹扫放散管5、焦炉煤气总管止回阀6、喷吹环管放散阀7、喷吹环管8、喷吹支管气动快速切断阀9、喷吹支管止回阀10、喷吹支管11、喷吹支管金属软管12、阻火器13、喷吹支管手动球阀14、高炉风口15、氮气总管16、氮气总管气动快速切断阀17、氮气总管流量调节阀18、氮气总管止回阀19、氮气环管20、氮气支管21、氮气支管气动快速切断阀22、氮气支管止回阀23、放散管24、眼镜阀25、焦炉煤气气动放散阀26、氮气环管供气管27、氮气环管流量调节阀28、排污管29和排污阀30。
储气装置包括焦炉煤气储罐和压力调节设备，为高炉喷吹提供稳定的气源；
喷吹装置由喷吹焦炉煤气主管1、焦炉煤气气动快速切断阀2、焦炉煤气气动快速切断阀3、焦炉煤气流量调节阀4、吹扫放散管5、焦炉煤气总管止回阀6、喷吹环管放散阀7、喷吹环管8、喷吹支管气动快速切断阀9、喷吹支管止回阀10、喷吹支管11、喷吹支管金属软管12、阻火器13、喷吹支管手动球阀14、高炉风口15、放散管24、眼镜阀25和焦炉煤气气动放散阀26组成；喷吹焦炉煤气主管1一端与焦炉煤气储气装置相连通，另一端连接喷吹环管8；喷吹焦炉煤气主管1上依次设置有焦炉煤气气动快速切断阀2、焦炉煤气气动快速切断阀3、焦炉煤气流量调节阀4和焦炉煤气总管止回阀6，放散管24在喷吹焦炉煤气主管1上，放散管24上设有焦炉煤气气动放散阀26；喷吹环管8上设有喷吹支管11；喷吹环管8上连接吹扫放散管5，吹扫放散管5上设有喷吹环管放散阀7；喷吹环管8与排污管29相连接，排污管29上有排污阀30；每根喷吹支管11的上依次设置有喷吹支管气动快速切断阀9、喷吹支管止回阀10、眼镜阀25、喷吹支管金属软管12、阻火器13和喷吹支管手动球阀14，喷吹支管11末端与相应高炉风口15上设置的焦炉煤气喷枪或喷口相连，将焦炉煤气最终喷入高炉；
计量调节装置由焦炉煤气流量调节阀4、氮气总管流量调节阀18、氮气环管供气管27和氮气环管流量调节阀28组成。焦炉煤气流量调节阀4在喷吹焦炉煤气主管1上，氮气总管16上设有氮气总管流量调节阀18；氮气环管流量调节阀28设置在氮气环管供气管27上；
安全保护装置由氮气总管16、氮气总管气动快速切断阀17、氮气总管流量调节阀18、氮气总管止回阀19、氮气环管20、氮气支管21、氮气支管气动快速切断阀22和氮气支管止回阀23组成；氮气总管16上设有氮气总管气动快速切断阀17、氮气总管流量调节阀18和氮气总管止回阀19；氮气总管16与喷吹焦炉煤气主管1相连接；氮气环管20上有氮气支管21，并通过氮气环管供气管27连接氮气总管16；在氮气环管供气管27上设有流量调节阀28；氮气支管21末端连接相应的喷吹支管11；每根氮气支管21上设置有氮气支管气动快速切断阀22和氮气支管止回阀23；
喷吹支管11及氮气支管21的数量与高炉所需喷吹焦炉煤气的风口数量相同并按高炉圆周方向均匀布置；
储气装置与喷吹装置通过喷吹焦炉煤气主管1相连接，安全保护装置通过氮气总管16和氮气支管21与喷吹装置相连，计量调节装置在喷吹焦炉煤气主管1和氮气总管16上。
本实用新型的优点在于：
1、焦炉煤气用于高炉喷吹，不但可以减少的排放污染，而且相比当作普通燃料可实现更高价值；
2、高炉现有燃料为焦炭和煤，而这两种燃料的主要成分均为碳，燃料后会产生大量的二氧化碳；而焦炉煤气的主要成分为氢气和甲烷，使用焦炉煤气替代部分的高炉燃料，可减少燃烧后二氧化碳的产生量，有利于环境保护；
3、焦炉煤气中的氢还原速度快，消耗热量少，可提高高炉生产效率和改进高炉顺行。
附图说明
图1为高炉喷吹焦炉煤气装置的示意图。其中，喷吹焦炉煤气主管1、焦炉煤气气动快速切断阀2、焦炉煤气气动快速切断阀3、焦炉煤气流量调节阀4、吹扫放散管5、焦炉煤气总管止回阀6、喷吹环管放散阀7、喷吹环管8、喷吹支管气动快速切断阀9、喷吹支管止回阀10、喷吹支管11、喷吹支管金属软管12、阻火器13、喷吹支管手动球阀14、高炉风口15、氮气总管16、氮气总管气动快速切断阀17、氮气总管流量调节阀18、氮气总管止回阀19、氮气环管20、氮气支管21、氮气支管气动快速切断阀22、氮气支管止回阀23、放散管24、眼镜阀25、焦炉煤气气动放散阀26、氮气环管供气管27、氮气环管流量调节阀28、排污管29、排污阀30。
具体实施方式
实施例1
下面结合附图说明本实用新型的具体实施方式。
一种高炉喷吹焦炉煤气装置，由储气装置、喷吹装置、计量调节装置和安全保护装置组成。包括喷吹焦炉煤气主管1、焦炉煤气气动快速切断阀2、焦炉煤气气动快速切断阀3、焦炉煤气流量调节阀4、吹扫放散管5、焦炉煤气总管止回阀6、喷吹环管放散阀7、喷吹环管8、喷吹支管气动快速切断阀9、喷吹支管止回阀10、喷吹支管11、喷吹支管金属软管12、阻火器13、喷吹支管手动球阀14、高炉风口15、氮气总管16、氮气总管气动快速切断阀17、氮气总管流量调节阀18、氮气总管止回阀19、氮气环管20、氮气支管21、氮气支管气动快速切断阀22、氮气支管止回阀23、放散管24、眼镜阀25、焦炉煤气气动放散阀26、氮气环管供气管27、氮气环管流量调节阀28、排污管29和排污阀30。
储气装置包括焦炉煤气储罐和压力调节设备，为高炉喷吹提供稳定的气源；
喷吹装置由喷吹焦炉煤气主管1、焦炉煤气气动快速切断阀2、焦炉煤气气动快速切断阀3、焦炉煤气流量调节阀4、吹扫放散管5、焦炉煤气总管止回阀6、喷吹环管放散阀7、喷吹环管8、喷吹支管气动快速切断阀9、喷吹支管止回阀10、喷吹支管11、喷吹支管金属软管12、阻火器13、喷吹支管手动球阀14、高炉风口15、放散管24、眼镜阀25和焦炉煤气气动放散阀26组成；喷吹焦炉煤气主管1一端与焦炉煤气储气装置相连通，另一端连接喷吹环管8；喷吹焦炉煤气主管1上依次设置有焦炉煤气气动快速切断阀2、焦炉煤气气动快速切断阀3、焦炉煤气流量调节阀4和焦炉煤气总管止回阀6，放散管24在喷吹焦炉煤气主管1上，放散管24上设有焦炉煤气气动放散阀26；喷吹环管8上设有喷吹支管11；喷吹环管8上连接吹扫放散管5，吹扫放散管5上设有喷吹环管放散阀7；喷吹环管8与排污管29相连接，排污管29上有排污阀30；每根喷吹支管11的上依次设置有喷吹支管气动快速切断阀9、喷吹支管止回阀10、眼镜阀25、喷吹支管金属软管12、阻火器13和喷吹支管手动球阀14，喷吹支管11末端与相应高炉风口15上设置的焦炉煤气喷枪或喷口相连，将焦炉煤气最终喷入高炉；
计量调节装置由焦炉煤气流量调节阀4、氮气总管流量调节阀18、氮气环管供气管27和氮气环管流量调节阀28组成。焦炉煤气流量调节阀4在喷吹焦炉煤气主管1上，氮气总管16上设有氮气总管流量调节阀18；氮气环管流量调节阀28设置在氮气环管供气管27上；
安全保护装置由氮气总管16、氮气总管气动快速切断阀17、氮气总管流量调节阀18、氮气总管止回阀19、氮气环管20、氮气支管21、氮气支管气动快速切断阀22和氮气支管止回阀23组成；氮气总管16上设有氮气总管气动快速切断阀17、氮气总管流量调节阀18和氮气总管止回阀19；氮气总管16与喷吹焦炉煤气主管1相连接，用于喷吹焦炉煤气主管1和喷吹环管8的吹扫置换；氮气环管20上有氮气支管21，并通过氮气环管供气管27连接氮气总管16；在氮气环管供气管27上设有流量调节阀28；氮气支管21末端连接相应的喷吹支管11，用于喷吹支管11及其喷吹口的冷却或吹扫；每根氮气支管21上设置有氮气支管气动快速切断阀22和氮气支管止回阀23；
喷吹支管11及氮气支管21的数量与高炉所需喷吹焦炉煤气的风口数量相同为42个，并按高炉圆周方向均匀布置；
储气装置与喷吹装置通过喷吹焦炉煤气主管1相连接，安全保护装置通过氮气总管16和氮气支管21与喷吹装置相连，计量调节装置在喷吹焦炉煤气主管1和氮气总管16上。
当喷吹焦炉煤气主管1压力低于系统工艺要求的设定值下限值时，焦炉煤气气动快速切断阀2和焦炉煤气气动快速切断阀3关闭，焦炉煤气气动放散阀26开启。氮气总管气动快速切断阀17开启进行氮气吹扫。
焦炉煤气气动快速切断阀2和焦炉煤气气动快速切断阀3与焦炉煤气气动放散阀26连锁控制。当焦炉煤气气动快速切断阀2和焦炉煤气气动快速切断阀3关闭时焦炉煤气气动放散阀26开启。反之当焦炉煤气气动快速切断阀2和焦炉煤气气动快速切断阀3开启时焦炉煤气气动放散阀26关闭。
焦炉煤气气动快速切断阀2通过单线圈(得电开启)电磁阀控制，电磁阀由安全的程序控制系统(PLC)控制。事故状态自动回到安全位置。
焦炉煤气气动快速切断阀3通过单线圈(得电开启)电磁阀控制，电磁阀由安全的程序控制系统(PLC)控制。事故状态自动回到安全位置。
焦炉煤气气动放散阀26由单线圈(得电关闭)电磁阀控制，电磁阀由安全的程序控制系统(PLC)控制。事故状态自动回到安全位置。
氮气总管气动快速切断阀17通过单线圈(得电关闭)电磁阀控制，电磁阀由安全的程序控制系统(PLC)控制。事故状态自动回到安全位置。
焦炉煤气流量调节阀4是控制焦炉煤气通过高炉风口15喷入高炉的流量。焦炉煤气流量调节阀4的开度通过全套流量检测进行自动和手动控制。
氮气总管流量调节阀18和氮气环管流量调节阀28是控制氮气通过高炉风口15喷入高炉的流量，并通过全套流量检测进行自动和手动控制。
喷吹环管8上设有放散阀7和氧含量检测，当喷吹环管8内的氧气浓度大于1％时系统报警，焦炉煤气气动快速切断阀2关闭，气动快速切断阀3关闭，焦炉煤气气动放散阀26开启，并将喷吹环管8上的放散阀7开启，将管道内的焦炉煤气放散。喷吹支管气动快速切断阀9连锁关闭，氮气环管20上的氮气支管气动快速切断阀22开启，进行氮气吹扫。
喷吹环管8上设有吹扫放散管5，放散管一直引到高炉炉顶放散阀平台以上。
喷吹支管11上的阻火器13能够阻断管道内火焰扩散，对火焰有淬熄作用。
喷吹支管止回阀10和喷吹支管手动球阀14，能够有效防止高炉内煤气倒流。
氮气总管16通过氮气环管供气管27依次与氮气环管流量调节阀28、氮气环管20连接。氮气环管20上设有42根氮气支管21。氮气支管21上依次与氮气支管气动快速切断阀22、氮气支管止回阀23连接。氮气支管21末端分别与相对应的喷吹支管11连接。
排污管29接自喷吹环管8，且其上设置排污阀30。
总之，为保证系统的安全，本高炉喷吹焦炉煤气系统设置了完备的安全监测手段和保护实施。高炉接收了稳定的焦炉煤气后，有利于提高高炉生产效率，促进高炉顺行。