用于吹入设备、高炉等的固体物料分配器的制作方法

专利名称：用于吹入设备、高炉等的固体物料分配器的制作方法
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用于吹入设备、高炉等的固体物料分配器
本发明涉及一种用于吹入设备、特别是用于高炉的固^tl料分配器，其具 有腔室和多个引开的喷射管路，其中腔室具有用于有待分配的固体物料如磨碎 的煤的输i^接头。本发明还涉及一种用于这种固,料分配器的分配器头。
为了加热高炉、发电厂中的燃烧器等装置，越来越使用磨碎的固态物料、 特别是煤作为物料。这具有如下优点，即相比于通常使用的物料，如焦炭或者 甚至油，可以实现明显节省运行成本。为了实现均匀地将磨碎的物料输送到炉 中，多数情况下围绕炉环绕地设置多个喷嘴。磨碎的物料通过单个管路(喷射 管路)输送至所述喷嘴。为了将由磨碎装置如磨煤机或者中间连接的输送^S 输送的磨碎的物料分配至各个通向喷管的管路，设置有物料分配器。该物料分 配器具有腔室，磨碎的物料经由接头被输送给所述腔室。多个单个的管路从所 述腔割申展至相应的喷管。这里的困难是，实际上经常会出现磨碎的物料不均 匀地分配至各个管路的情况，由此将不同的流量输送给各个喷管。这导致不同
的it烧，进而导至:W各^h^i烧喷嘴的不均匀的加热，这是不希望的。
为了实现均匀地输送至各个喷管和进衍周节，己公知如下煤分配器，其对
通向喷管的各个管路分别进行^^虫流量调节(SU-A-1717640)。该解决方案的缺 点是，随着管路的增加，其成本越来越大，而且除了成本高昂外还会经常实现 非常不充分的结果。此点特别适合于如下情况，即磨磨碎的煤经由距离比较长 的输送管路被输送至煤分配器。
根据另一种方案，设置有如下煤分配器，其具有高压容器，高压容器带有 设置于其下方的腔室(DE-C-3603078)。在此，该腔室被分成多^^彼此分开的子 腔室，其中每个子腔室都分别与喷管之一连接。此外，在每个子腔室上设置有 用于输送气体载体的底部接头。但ffi31分成子腔室并不能实^^够均匀地lr送 流到喷管中，从而为了平衡流量差必须对这些喷管进行单独调节。这比，琐。
本发明基于如下目的，即基于前述现有技术对开头部分所^^型的固体物 料分配器加以改进，从而实现改善均匀性，同时成本较低。
本发明的解决方案在于独立权利要求的特征。有利的改进方案是从属权利要求的主题。
根据本发明，对于用于吹入设备、特别是用于高炉的固微料分配器而言， 其具有腔室和多个弓l开的喷射管路，其中腔室具有用于有待分配的固体物料的 输送接头，规定，腔室是被共同的壁包围的积聚腔室，从而与其连接的喷射管
路在积聚腔室内部相互连接，其中从大地测量(geodatisch)学上来说在积聚腔
室上方设置有压力容器，其下部设计成料斗且具有与输送接头3^接的出口，此 外其上部设计成气体室。
本发明的核心是，给分配器设有积聚腔室，该积聚腔室被共同的壁包围， 喷射管路直接与所 连接。本发明己认识到，至喷射管路的分配的质量令人 不满意的一个主要原因是所输送的固体物料与其输送气体分离。结果固体物料 到达分配器，且喷射管路不再均匀地分布，从而产生不均匀的脉动的流量。这
种不均匀性很大，且有动态性，从而这种不均匀性通常无法再i!31根据5见有技 术对单个喷射管路的单独调节来得至掛偿；带有分别与喷射管路连接的单独腔 室的分配激艮少能用于所需要的平衡。
本发明的功绩是，已经认识到分离的负面后果可以通过在分配器本身中的 改善的初始分配来得到很有效的克服，更确切地说，通过喷射管路与共同的壁 的连接，由此减少单个喷管调节的负载，或者在理想情况下这是多余的。雌 的是，将在用于喷射管路的接头之间的连接在积聚腔室内设计成环形空隙。环 形空隙弓胞切向的流向，这对于在径向地流到喷射管路中的物料流之间的平衡 特别有效。在此，环形空隙可以采用简单的方式来提供，例如fflii设置在积聚 腔室中央的排挤体，排娜的夕卜侧间隔于环绕的共同的壁，由此形成环形空隙。
排挤体向上即朝向高压容器变窄。由此其外壳面形成针对于进入到积聚腔 室中的固体物料的倾斜面，由此本身有助于分配至单个喷射管路。特别地，通 过这种设置在中央的排挤体能够有效地克服形成束(Stohnen)，对于束而言， 在材料中，优选的流体管道在喷射管路之一内形成。锥形的排,是特别有益 的，且可成本低廉地制得。
本发明因此可以实现省去在现有技术中规定的繁琐的单个喷管调节。此外， 本发明还可以实现使得固体物料在分配器之前经由长距离的输送机构输送。因 此还附加地实5见了固体物料输送的较大的灵活性，从而本发明还很女子地适合于 对己有设备的补装或改装。固体物料主要是细颗粒的或ffl^粒的物品，，是用作物料的材料，特别
是煤，其供应给发电厂燃烧器、高炉燃烧器、石灰井式炉或玻璃熔炉。但不必 强制是物料，也可以是有待处理的材料。
M:位于高压容器的料斗中的固働料，实现了喷管供应机构与前置的输
送机构的解耦。如特别是由在输送至压力容器中的脉动引起的压力波动因此不 会再到达积聚腔室，或者得到很大程度上的抑制i腿到。此外，输入流的波动 仅仅导致高压容器中的固体物料料位的变化，而流入到喷射管路中的流出量则 保持不变。由此明显改善输送给积聚腔室的固体物料均匀地分配至单个喷射管 路。
最好體有调节驢，其作用于位于料斗中的固,料。舰改变输送， 在此即使负荷条件变化也能实现均匀化。特别优选的是，调节装置是用于固体 物料的装料高度调节机构。它被设计用于保持容器中的装料高度尽可能恒定。 此外，它可以被设计用于确保在运行中保持最低装料高度。有益的是，对实际
高度的确定最好通M"整个容器的重量确定^i4行，该容器为此支撑在重量测 量计上。但也可以直接测量高度，例如M电容传感器或者微波传感器。
调节装置也可以是压力调节+几构。它用于调节气体压力，所车俞送的固^tl 料被供应以所述气体压力。在最简单的情况下，为此在压力容器的气体室中设 置有压力传感器。但,考虑较低位置的压力，即在积聚腔室的共同的壁上的
喷射管路的连接的高度上。由itbii免流经喷射管路的固体物料流随着压力容器 中的茅4^的降低而 >，这种情况例如在对气体室进行压力调节时会出现。优 选压力调节机构通过耐压力冲击的过滤器与气体室连接。由此即使条件恶劣也 能确保可靠itt作。
最好在压力容器的气体室上附加地设置有可调节的氮供应机构。通过该氮 供应机构可以实现使得压力容器中的或者分配器的与压力容器连接的积聚腔室 中的压力更加稳定，且必要时根据由运行状况产生的要求来略自配调整。特 别是结合以压力调节装置，可以形成封闭的调节回路，通过该调节回路还可以 调节在输送固体物料时的较大波动，这种较大波动如特别是沿着较长的线路或 者在多流输送时会出现。
i^压力容器直接设置在积聚腔室上。积聚在压力容器的构造成料斗的下 部区域中的固体物料于是可以仅在重力的影响下毫无其它妨碍地直接进入到分聚腔室中。料斗最好为漏斗 状。由此即使位于压力容器中的固胸料量^>，也能确保可靠的输送，相反， 在位于料斗中的量默时，装料高度以及作用在输送接头上的静态压力仅仅成
下弧线比例(unteiproportional)地上升。因此实现进一步的均匀化。但不应排 除如下情况，即压力容器通过下降管与积聚腔室的输送接头连接，其中下降管 可以竖直地伸展，或者也可以倾斜地伸展。重要的是，从大地测量学上来说， 压力^^于积聚，空室的上方。
为了进一步改善均匀性，可以规定，附加地在喷射管路上分别设置有自己 的单个管路调节单元。由此可以实现程度特别高的均匀性。用于喷射管路的单 个管路调节机构本已公知。因为由于本发明的装置已经实现在单个喷射管路之 间的高程度的基本均匀性，所以提出如下假设，即通过特别灵敏的单个管路调 节实现实际上完美的均匀性。作为用于进一步均匀化的另一可选的或者替代的 方案，可以设置有气体输送机构，其{，通到积聚腔室的底部。该气体输送丰几 构弓l起从下方对分配器的附加的通风，由此实IK一步的系统解耦。
本发明还涉及一种根据权利要求19的特征的分配器头。该分配器头特别是 适合于安装在高压容器的下面，进而适合于对己有的传统的固,料分配设备 进行简单的改装。
下面对照


本发明，附图中示出有禾啲实施例。图中示出
图1用于粉末化的煤的输送设备的示意亂
图2根据本发明的一个实施例的具有压力容器的煤分配器的示意图；和
图3根据第二实施例的分配器头的立体图。
本发明借助如下设备的实例来说明，该设备将作为固体物料的磨碎的煤输 送给高炉。图1中示出的用于输送粉末化的煤的设备设计为双流的。这意味着， 设有两个彼此相同构造的并行的管线。因此下面仅详细说明一个管线；这些说 明内容相应i顿用于另一错线。
经由进料口 1，煤9从上面输送到输送设备2中。输送设备可以是本己公 知的复式高压容器设备。磨碎的煤进入到输送管路3中，M该输送管路，磨 碎的煤被输送至高炉99处的煤分配器6 (仅针对一个管线示出)。管路3的线路 很长，其距离可能舰数百米，赶一千米。
输送管路3通到煤分配器6的压力容器4的构造成气体室41的上部区域中。
7其下部区域是煤料斗42。煤从煤料斗42进入煤分配器的到^S在压力容器4 下面的煤分配器头7中。根据所示实施例，对于一个管线而言，压力容器4恰 好设置在分配^l头7上方，但这并非必需的。从大地测量学上^^说设置在^^配 ^!头7上方就足够了，其中连接也可以通过倾斜的下降管67进行，如针对另一 个管线所示。分配器头7将经由压力容器4输送的煤分配至多个喷射管路90， 这些喷射管路通至高炉99上的喷嘴91 。
现在参照图2。压力容器4的用作气体室41的上部区域大致为圆柱形。压 力容器4的用作煤料斗42的下部区域为向下收縮的锥形。在气体室41的区域 中，管路3通到输入接头43上，磨碎的煤经由所述管路3被输送。在气体室41 的上部区域中设置有压力调节装置5。该压力调节，包括过滤器51，过滤器 51的一端与气体室41的上顶点连接，其另一端与排出管路53连接。排出管路 53含有调节阀52，该调节阀与控制装置59连接。此外，设置有压力传感器54 和料位传麟，这些传感翻懂在气体室41中的气体压力或者茅她(Fmistand)， 并将其作为测量信号传输至控制装置59。料位测量可以直接地例如M:雷达传 麟58进行，或者间接iWl重量观懂单元58'进行，这些重量测量单元58货 置在压力容器4的基底中，且确定压力容器4的总重量，并由此确定相应的料 位。所示实ffi^式还示出可选的氮供应机构。该氮供应机构包括氮管路57，氮 管路57经由调节阀56与在压力容器的气体室41的上部区域中的气体接头55 连接。氮供应机构的调节阀56也与控制装置59连接。
在压力容器4的下端设有排出口 47。排出口 47直離于分配器头7的相 应的输送接头77上。由此产生从'煤料斗42到分配器头7的共同的积聚腔室72 的直接的且连续的连接。共同的积聚腔室72被一个唯一的环绕的圆柱开邀73 包围，在壁73上设有多个开口74。这些开口74等间隔地大致在一半高度上在 壁73的圆周分布。这些开口用作喷射管路90的接头，并使得积聚腔室72与设 置在高炉上的喷嘴91 M。积聚腔室72向上和向下被底板75和被顶板76耐 压土ik^f闭，在顶板76上设Wlf送接头77。顶板76是可选的，且可以省去，如 果分配器头7的输送接头77的横截面等于煤料斗42的排出口 47的横截面。
这种M设计在图3中被示为分配器头7'。相同的部件标有与图2中所示 实施方式相同的附图标记。积聚腔室72'向上敞开。可以看到，在积聚腔室72' 中设置有多个径向的隔板79。在所示实施例中，这些隔板在积聚腔室72'的一半高度上延伸，但也可以更高或更低。这些隔板用于使得切向地在积聚腔室72'
中的环绕的流目标明确地涡流，以便实现改善的混合。不言而喻，隔板79也可 以在图2所示的实施方式中设有顶板76。
在图3中还可看至,为^g在中央的排^的锥体71。其壳面与环绕的壁 73限定了环形空隙70。环形空隙70不仅形自开口 74之间的直接的流体连接， 而且使得在共同的积聚腔室72'中的流产生切向分量。其被隔板79增强，且改 善了在共同的积聚腔室72'中的混合，由此将煤分配至与开口 74 M的喷射管 路90。这种设置特别适合于防止或排除流体中的束(Strahne)。
为了进一步辅助煤经由喷射管路90输送和均化，最好在煤分配器7的底板 75上设置有氮lrit机构78。这些氮输送机构输送氮，所述OT于4吏得煤在积聚 腔室72中私v散和流体化，以便使得煤均匀i"fe^由喷射管路90输送至喷嘴91 o
另外在喷射管路90上分别设置有可选的单管路调节单元8。该单管路调节 单元8包括流量传繊80，流量传麟80 fflil紧凑式控制单元81作用到调节 阀82上。调节阀82对经由输送管路83输送的氮至单个管路90的输,fiH周 节。不同喷射管路90的单管路调节单元8可以與虫运行，或者被共同的控制器 (未示出)同步。这些单管路调节单元被设计用于通过可调节的氮输送来精细地 调节经由喷射管路90的煤流量。
该装置的工作方式如下。磨碎的;C彩5由管路3 i!31接头43被弓l入到压力容 器4中。在压力容器4中进行分离，其中煤落至购造成煤料斗42的下部区域中， 并积聚在那里。已表明有益的是，煤料斗42如下设计，即它允许煤料位高度至 少为1米，有利地甚至更高。用于经由管路3输送煤的氮积聚在气体室41中。 所述氮通过压力调节體5受控i&;人该气体室41排出。为此，过滤器51 {腿 耐压力冲击地构造，以便平衡在输送煤或者调节调节阀52时的压力冲击。另外， 可以任选土W1调节阀56附加地将氮输送至忾体室41中。舰控制装置59使 得压力调节装置5工作，从而在压力容器4中的压力和密度即使在经由输送管 路3输送的煤的流量波动盼瞎况下也能在很対呈度上保持疸定，更确切地说， 保持在足以继续输送至高炉99的值。由此实现，在所有处于工作中的喷射管路 90上都有相同的压力差。严格地说，对于继续输送必需的压力并不'洽好等于气 体室41中的压力，而是等于在共同的积聚腔室72中在开口 74的高度上的提高 在煤料斗42和积聚腔室72中的静态煤压力的压力。煤料斗42中的煤高度由控制装置通过重量传感器58'来确定。调节机构被 设计用于由重量增加或减少来确定茅斗位，进而确定在输入的和车俞出的煤流量之
间的差。在此努力保持茅她尽可能直定。在单个喷射管路90被切断或者发生故 障时，或者在经由管路3输送的流量波动时，压力容器4中的料位会发生变化。 但由于单独的压力调节，与高炉99的压力差保持不变，从而经由喷射管路90 的流量保持叵定。由于由此实现压力恒定和密度恒定，煤从煤料斗41均匀地进 入到分配器头7的被共同的壁包围的积聚腔室72中，其中ffil共同的积聚腔室 72实现将煤均匀地分配至喷射管路90。
为了进一步提高煤分配至喷射管路90的均匀性，可以设置单管路调节 8。如前所述，这些单管路调节驢ffiil流量传麟80检测经由管路输送的流 量，并可以为了适配所述流量而通过调节阀83来导引附加的氮。结果实现非常
均匀地将iilr送至不同的喷嘴91 。
权利要求
1.一种用于吹入设备、特别是用于高炉的固体物料分配器，其具有腔室和多个引开的喷射管路(90)，所述腔室具有用于有待分配的固体物料的输送接头(77)，其特征在于，所述腔室是被共同的壁(73)包围的积聚腔室(72)，从而与其连接的所述喷射管路(90)在所述积聚腔室(72)的内部相互连接，从大地测量学上来说在所述积聚腔室(72)上方设置有压力容器(4)，其下部设计成料斗(42)且具有与所述输送接头(77)连接的出口(47)，其上部(41)设计成气体室。
2. 如禾又利要求i所述的固体物料分配器，其特征在于，设置有用于连接戶;f述喷射管路(90)的环形空隙(70)。
3. 如权利要求2所述的固体物料分配器，其特征在于，所述积聚腔室(72) 具有中央的排挤体，该排,与所述共同的壁(73)形^0f述环形空隙(70)。
4. 如权利要求3所述的固体物料分配器，其特征在于，所述中央的排雕 是锥体(71)，该锥体向上变窄地从所述积聚腔室(72)伸出。
5. 如前述权禾腰求中任一项所述的固体物料分配器，其特征在于，在所述 输送接头(77)上方，在所述压力容器(4)上设置有收縮部分。
6. 如前述权利要求中任一项所述的固体物料分配器，其特征在于，體有 调节装置(59)，该调节^S作用于位于所述料斗(42)中的固体物料。
7. 如权利要求6所述的固体物料分配器，其特征在于，體用于所述固体 物料的装料高度调节机构。
8. 如权利要求7所述的固体物料分配器，其特征在于，所述装料高度调节机构被设计用于保持所述固体物料的最小装料高度。
9. 如权利要求7或8所述的固胸料分配器，其特征在于，所述装料高度 调节机构还被设计用于使得所述装料高度保持在恒定的值。
10. 如禾又利要求6至9中任一项所述的固体物料分配器，其特征在于，设 置有调节压力的压力调节机构，所输送的固,料被所述压力加载。
11. 如权利要求10所述的固体物料分配器，其特征在于，所述压力调节机 构如下设计，即所述喷射管路(90)到所述积聚腔室(72)上的接头的平面上 调节所述固体物料的压力。
12. 如前述权禾腰求中任一项所述的固体物料分配器，其特征在于，在所述气体室(41)上附加地设置有可调节的氮供应机构(55、 56、 57)。
13. 如权利要求11或12所述的固，料分配器，其特征在于，设置有用 于所述气体室中的压力的压力传SI (54)，该压力传,与压力调节装置(5) 配合作用。
14. 如前述权利要求中任一项所述的固体物料分配器，其特征在于，所述 压力容器(4)直接设置在所述积聚腔室(72)上。
15. 如前述权禾腰求中任一项所述的固体物料分配器，其特征在于，所述 料斗(42)为漏斗状。
16. 如前述权禾腰求中任一项所述的固体物料分配器，其特征在于，在所 述喷射管路(90)上设置有自己的单^t路调节单元(8)。
17. 如前述权利要求中任一项所述的固体物料分配器，其特征在于，设置 有通到所述积聚腔室(72)中的气体输送机构(78)。
18. 如禾又利要求17所述的固^tJ料分配器，其特征在于，所述气体输送机 构(78)从下方伸到所述积聚腔室(72)中。
19. 一种用于吹入设备、特别是用于高炉的固体物料分配器头，其具有腔 室和多个引开的喷射管路(90)，所述腔室在其上侧具有用于有待分配的固胸 料的输送接头(77)，其特征在于，所述腔室是被共同的壁(73)包围的积聚腔 室(72)，从而与其连接的所述喷射管路(90)在所述积聚腔室(72)的内部相 互连接。
20. 如权利要求19所述的固体物料分配器头，其特征在于，它按照权利要 求2至11中任一项来构造。
21. 如权禾腰求19或20所述的固胸料分配器头，其特征在于，在所述 共同的壁(73)上，有用于喷射管路(90)的接头。
全文摘要
一种用于吹入设备、特别是用于高炉的固体物料分配器，其具有腔室和多个引开的喷射管路(90)，其中所述腔室具有用于磨碎的有待分配的固体物料的输送接头(77)。根据本发明，所述腔室是被共同的壁(73)包围的积聚腔室(72)，从而与其连接的所述喷射管路(90)在所述积聚腔室(72)的内部相互连接，其中从大地测量学上来说在所述积聚腔室(72)上方设置有压力容器(4)，其下部是料斗(42)且具有与所述输送接头(77)连接的出口(47)，其上部(41)是气体室。将所述腔室设计成共同的积聚腔室(72)，和所述喷射管路(90)直接与共同的壁(73)连接，都有助于明显改善初始分配，从而通常使用的单个管路调节机构在很大程度上成为多余。本发明还涉及一种相应的分配器头，该分配器头特别适合于对已有的设备进行更换。
文档编号F27B1/10GK101627275SQ200780038948
公开日2010年1月13日 申请日期2007年10月22日 优先权日2006年10月20日
发明者D·舒姆普, H·-D·诺尔德, P·希尔格拉夫, V·戈克 申请人:克劳迪亚斯.彼得斯技术有限责任公司