专利名称：可自动清理焦油的烧嘴系统及采用上述系统的烧嘴焦油处理方法
技术领域：
本发明主要涉及到烧结工艺设备领域，特指一种可自动清理焦油的烧嘴系统及采用上述系统的烧嘴焦油处理方法。
背景技术：
在现代烧结工艺过程中，点火炉被用来向混合料表面提供高温带状火焰，使其中的固体燃料着火燃烧，并使表层混合料在点火炉高温烟气与固体燃料燃烧放热作用下烧结，同时通过抽风机抽风提供充分的氧量将表层所积蓄的热量传递至下一层混合料，促使下一层的固体燃料继续燃烧从而使得烧结过程迅速向下进行进而完成烧结工艺。烧嘴是点火炉上用的燃烧装置的俗称，可理解为“烧火的喷嘴”的简称，是点火炉最为关键的部件之一。通常指的是燃烧装置本体部分，有燃料入口、空气入口和喷出孔，起到分配燃料和助燃空气并以一定方式喷出后燃烧的作用。目前烧结点火炉按其烧嘴的数量、倾斜角度及内部燃烧介质等不同，可分为双斜式、单斜式、三斜式、前置中部烧嘴式、焦炉煤气、高炉煤气及重油点火炉等。如图1 图4所示，一种三排式的传统烧嘴系统结构包括分三排布置在点火炉炉顶8上的烧嘴，每组烧嘴均包括燃料入口管5、空气入口管6以及烧嘴喷出管7，燃料入口管5与燃料管道I相连并在连接管路上设有烧嘴前燃料阀门3，空气入口管6与空气管道2相连并在连接管路上设有烧嘴前空气阀门4，从燃料入口管5、空气入口管6引入的气流汇聚后经烧嘴喷出管7喷出。上述结构的点火炉在使用中，经常存在焦油堵烧嘴的情形，严重时会导致被堵烧嘴无法喷出火焰，火焰回烧至燃料管道I内，将对生产质量与安全系数造成严重的负面影响。常规焦油堵烧嘴原因以及相应处理方式如下:
1.煤气质量差，所含焦油多:一般大型钢铁厂在煤气加压站出口都设有过滤器，可将从加压站出来的煤气进行过滤，但个别中小型企业为了节省成本，往往取消过滤器，这就造成送到点火炉的煤气质量不高，内部所含杂质、水和焦油的比例较高，从而造成烧嘴被焦油堵住。2.点火炉无焦油检测系统，无法及时清理烧嘴:焦油堵烧嘴不是短期形成，而是经过长时间积累，焦油在烧嘴内越积越多，最终形成的后果。由于没有找到能有效检测出烧嘴内焦油数量的方法，故在传统点火炉烧嘴系统中，没有设置焦油检测装置，这导致在点火炉生产过程中，操作工人必须密切监视烧嘴火焰燃烧状态，当发现烧嘴燃烧异常时，比如火焰喷出无力，烧嘴外壁变红等，则须马上对该烧嘴进行焦油清理操作。如果操作工人无法及时发现烧嘴内堆积焦油的状况，等到烧嘴无法喷出火焰或者火焰回烧至燃料管道内时再停产检修，已经为时太晚。3.没有焦油自动排除装置:传统点火炉烧嘴系统没有设置焦油自动排除装置，操作工清理烧嘴内焦油时，需要先关闭与该烧嘴相连的煤气、空气管道上的阀门，然后再将烧嘴尾部的大螺帽拧开，经常是用一根长钢钎从烧嘴上部捅入，以此原始的方法来将焦油从烧嘴内捅出，不但对烧嘴内部结构有损，且此时烧嘴内已经被焦油堵塞，煤气无法进入炉膛，工人在操作时很有可能被烧嘴内残余的煤气熏倒，安全系数极低。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于:针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种自动化程度高、能够定期自动清理烧嘴内焦油、使得烧嘴内焦油能第一时间得到排除、进而提高烧嘴点火质量、提高点火炉作业率的可自动清理焦油的烧嘴系统及采用上述系统的烧嘴焦油处理方法。为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案:
一种可自动清理焦油的烧嘴系统，包括燃料入口管、空气入口管以及同时与燃料入口管和空气入口管相连通的烧嘴喷出管；还包括自动清理装置和用来按照周期控制自动清理装置启闭的时序控制装置，所述自动清理装置包括与烧嘴喷出管连通的介质冲洗管道以及冲洗介质源，所述介质冲洗管道上设置有控制阀，所述控制阀与时序控制装置相连。作为本发明的进一步改进:
所述冲洗介质源为不可燃气源。所述介质冲洗管道从烧嘴喷出管上与喷出口相反的方向的末端接入。所述燃料入口管和空气入口管上装设有逆止阀或电磁控制阀。本发明进一步提供一种采用上述烧嘴系统的烧嘴焦油处理方法，即:每个烧嘴对应一个自动清理装置，通过时序控制装置按照周期控制自动清理装置定期启动执行清理烧嘴期间指令。作为本发明方法的进一步改进:
在同一时间，只对一个烧嘴执行焦油清洗指令。所述时序控制装置将在多个烧嘴的清洗周期出现冲突时自动为需要清洗的烧嘴排队，优先次序为:已经在清洗中的烧嘴优先；清洗周期先达到的优先；如果清洗周期同时达到，则按已依次排列好序号的烧嘴优先；次进行清洗，清洗完成后再恢复其工作周期。与现有技术相比，本发明的优点在于:
1、本发明的烧嘴系统及采用上述系统的烧嘴焦油处理方法，结构简单、自动化程度高，能够定期对烧嘴内堆积的焦油进行清理，预防焦油堵塞，进而有效防止发生安全事故；
2、本发明的烧嘴系统及采用上述系统的烧嘴焦油处理方法，在接到控制信号后，可在无人操作的情形下通过介质冲洗的方式自动排除焦油且不影响生产，相比较原有烧嘴系统更加安全、可靠、智能、且有利于提高整台点火炉的作业率与产量。
图1是现有技术中烧嘴系统的结构示意图。图2是现有技术中烧嘴系统的主视结构示意图。图3是图2中A-A处的剖视结构示意图。图4是图2中B-B处的剖视结构示意图。图5是本发明中烧嘴系统的结构示意图。
图6是本发明在具体应用实例中的俯视结构示意图。图7是图5中C-C处的剖视结构示意图。图8是本发明采用逆止阀时在具体应用实例中的组成框架示意图。图9是本发明采用逆止阀时在具体应用实例中的工作流程示意图。图10是本发明采用逆止阀时在具体应用实例中的自动清洗时序示意图。图11是本发明采用电磁控制阀时在具体应用实例中的组成框架示意图。图12是本发明采用电磁控制阀时在具体应用实例中的工作流程示意图。图13是本发明采用电磁控制阀时在具体应用实例中的自动清洗时序示意图。图例说明:
1、燃料管道；2、空气管道；3、烧嘴前燃料阀门；4、烧嘴前空气阀门；5、燃料入口管；6、空气入口管；7、烧嘴喷出管；8、点火炉炉顶；9、介质冲洗管道；10、控制阀；11、逆止阀；12、时序控制装置。
具体实施例方式以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。如图5 图7所示，本发明可自动清理焦油的烧嘴系统，包括燃料入口管5、空气入口管6以及同时与燃料入口管5和空气入口管6相连通的烧嘴喷出管7，燃料入口管5与燃料管道I相连并在连接管路上设有烧嘴前燃料阀门3，空气入口管6与空气管道2相连并在连接管路上设有烧嘴前空气阀门4，从燃料入口管5、空气入口管6引入的气流汇聚后经烧嘴喷出管7喷出。本发明还包括自动清理装置和用来按照周期控制自动清理装置启闭的时序控制装置12，该自动清理装置包括与烧嘴喷出管7连通的介质冲洗管道9以及冲洗介质源，介质冲洗管道9上设置有控制阀10，控制阀10与时序控制装置12相连。冲洗介质源采用不可燃气源，例如蒸汽等其他不可燃气体，不可燃气源须具有一定温度和压力，以改善焦油的流动性，以便彻底清洗堵塞烧嘴的焦油。本实施例中，以将高压蒸汽作为冲洗介质为例，其安装在烧嘴旁，从烧嘴喷出管7上与喷出口相反方向的末端接入。当接收到主控室发出的清洗信号时，则自动开启相应烧嘴的控制阀10，以高温不可燃气对烧嘴内部进行冲刷清理，直至烧嘴内煤气流量回复正常值，接收到主控室发出的清洗完毕信号后，再关闭控制阀10。本实施例中，在燃料入口管5和空气入口管6上装设有逆止阀11或电磁控制阀。因为蒸汽压力较大，在冲洗时很容易倒流至燃料入口管5和空气入口管6、甚至是煤气与空气总管(即燃料管道I和空气管道2)内，影响到其他烧嘴的正常运行，故在每个烧嘴的燃料入口管5和空气入口管6上增设了逆止阀11，防止蒸汽倒流。可以理解，也可以采用电磁控制阀，该电磁控制阀就全开和全关两种状态，清洗烧嘴时系统发出关闭电磁控制阀指令，清洗结束时发出打开电磁控制阀指令。参见图8、图9和图10所示，本发明进一步提供一种采用了上述烧嘴系统后的焦油处理方法，在具体的应用实例中，点火炉的烧嘴堵塞情况与生产时间有关，例如某点火炉，使用中每周清理烧嘴一次可以保证点火炉的正常生产，这样的话可以建立这样一个焦油清洗逻辑:每周每个烧嘴进行一次清理，每次清理使用蒸汽冲刷一个清洗时间段(例如20分钟)，便能保证烧嘴正常工作。点火炉焦油自动清洗便基于实际使用中的经验数据确定点火炉烧嘴的清洗周期与清洗时间段，定时对每个烧嘴进行清洗，防止焦油堵塞烧嘴。实际使用中可以根据系统工作的效果对每个烧嘴的清洗周期(例如I周)和清洗时间段(例如每次清洗20分钟)进行调整，以确保清洗效果。参见图9和图10所示的逻辑和时序可以看出，通过设置不同的Tx值(即图示的ΤΡ..Τχ…Tn)，可以将不同烧嘴的清洗时间错开。这样的话，可以控制到唯一时间最多只有一个烧嘴处于清理状态，这样的话对蒸汽清理工作对点火炉的正常运行影响最小。例如图中设置Tl=I小时，Τ2=2小时，Τχ=χ小时，Τη=η小时；设置Τ=6天23小时40分钟；t=20分钟；每个烧嘴的清理周期为T+t=7天，每次清理时间为20分钟，每次最多一个烧嘴处于清理状态。因为不同的烧嘴可以设置不同的清理周期，所以在运行时间长了以后，不可避免会出现不同烧嘴在同一时间都达到清理周期的情况。为避免这种情况下出现点火炉内多个烧嘴同时清洗的工况，时序控制装置12将在烧嘴清洗周期出现冲突时自动为需要清洗的烧嘴排队，优先次序为已经在清洗中的烧嘴优先；清洗周期先达到的优先；如果清洗周期同时达到，则低序号(或高序号)烧嘴优先。依次进行清洗，清洗完成后再恢复其工作周期。关于序号:例如一个18个烧嘴的点火炉；烧嘴序号为:1号烧嘴，2号烧嘴…..18号烧嘴；则I号烧嘴为低序号烧嘴，18号烧嘴为高序号烧嘴。当在燃料入口管5和空气入口管6上采用逆止阀11时，控制清洗过程中，直接开启或关闭控制阀10即可。参见图11、图12和图13，当用电磁控制阀替换成逆止阀11时，则不但要对介质冲洗管 道9上的控制阀10进行控制，还需要控制位于燃料入口管5和空气入口管6上的电磁控制阀；即，通过流量检测判断出某个烧嘴发生焦油堵塞后，会先关闭对应燃料入口管5和空气入口管6上的电磁控制阀，打开控制阀10进行焦油清理。当清理完毕后，在关闭控制阀10后，再打开燃料入口管5和空气入口管6上的电磁控制阀；其余过程与采用逆止阀11时一致，在此就不再赘述。由此可见，使用本发明的烧嘴系统后，可在生产中定期、有效地处理烧嘴内堆积焦油的问题，并可在无人操作的情形下自动排除焦油且不影响生产。相比较原有烧嘴系统更加安全、可靠、智能、且有利于提高整台点火炉的作业率与产量。以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种可自动清理焦油的烧嘴系统，包括燃料入口管(5)、空气入口管(6)以及同时与燃料入口管(5)和空气入口管(6)相连通的烧嘴喷出管(7)，其特征在于:还包括自动清理装置和用来按照周期控制自动清理装置启闭的时序控制装置(12)，所述自动清理装置包括与烧嘴喷出管(7)连通的介质冲洗管道(9)以及冲洗介质源，所述介质冲洗管道(9)上设置有控制阀(10 )，所述控制阀(10 )与时序控制装置(12 )相连。
2.根据权利要求1所述的可自动清理焦油的烧嘴系统，其特征在于:所述冲洗介质源为不可燃气源。
3.根据权利要求1或2所述的可自动清理焦油的烧嘴系统，其特征在于:所述介质冲洗管道(9)从烧嘴喷出管(7)上与喷出口相反的方向的末端接入。
4.根据权利要求1或2所述的可自动清理焦油的烧嘴系统，其特征在于:所述燃料入口管(5)和空气入口管(6)上装设有逆止阀(11)或电磁控制阀。
5.一种采用上述权利要求1 4中任一项所述烧嘴系统的烧嘴焦油处理方法，其特征在于:每个烧嘴对应一个自动清理装置，通过时序控制装置按照周期控制自动清理装置定期启动执行清理烧嘴期间指令。
6.根据权利要求5所述的烧嘴焦油处理方法,其特征在于:在同一时间,只对一个烧嘴执行焦油清洗指令。
7.根据权利要求5所述的烧嘴焦油处理方法，其特征在于，所述时序控制装置(12)将在多个烧嘴的清洗周期出现冲突时自动为需要清洗的烧嘴排队，优先次序为:已经在清洗中的烧嘴优先；清洗周期先达到的优先；如果清洗周期同时达到，则按已依次排列好序号的烧嘴优先；次进行清洗，清洗完成后再恢复其工作周期。
全文摘要
本发明公开了一种可自动清理焦油的烧嘴系统及采用上述系统的烧嘴焦油处理方法，该烧嘴系统包括燃料入口管、空气入口管以及同时与燃料入口管和空气入口管相连通的烧嘴喷出管；本发明还包括自动清理装置和用来按照周期控制自动清理装置启闭的时序控制装置，自动清理装置包括与烧嘴喷出管连通的介质冲洗管道以及冲洗介质源，介质冲洗管道上设置有控制阀，控制阀与时序控制装置相连。该处理方法为每个烧嘴对应一个自动清理装置，通过时序控制装置按照周期控制自动清理装置定期启动执行清理烧嘴期间指令。本发明具有自动化程度高、能够实时监控焦油堵塞情况、使得烧嘴内焦油能第一时间得到排除、进而提高烧嘴点火质量、提高点火炉作业率等优点。
文档编号F23D14/72GK103185341SQ20111045241
公开日2013年7月3日 申请日期2011年12月30日 优先权日2011年12月30日
发明者刘雁飞, 周浩宇 申请人:中冶长天国际工程有限责任公司