高炉煤气余压透平发电装置在线除垢防垢系统的制作方法

1.本实用新型涉及高炉煤气余压利用领域。


背景技术：

2.随着国家产业政策的导向和节能减排工作的深入，各大钢铁企业对煤气的综合利用都投入了很大的精力进行研究和比较，特别是高炉煤气的余能回收。高炉煤气余压透平发电装置（trt）是高炉生产配套的重要余能回收利用设备，可以回收利用高炉煤气的压力能进行发电。在高炉生产过程中会连续产生一定压力的高炉煤气。产生的高压煤气在传统的工艺中是进入减压阀组减压后进入煤气管网，这样不仅损失了能量，同时由于气体的节流产生了大量的噪音，对环境造成污染。建设trt以后，高炉产生的高压煤气进入透平机（高炉煤气余压透平发电装置）做功，带动发电机进行发电，发电的同时，也实现了高炉炉顶压力的精确调整，保证了高炉的精益生产。同时trt也是降低噪音污染改善环境和提高顶压调节精度的重要项目。
3.根据实际高炉煤气余压透平发电装置trt机组运行情况统计分析，机组的运行率及利用率一直偏低，机组的故障率比较高，需要检修的时间也比较长。导致机组故障高、发生问题比较多的主要原因是由于叶片积灰导致机组故障停机和停机处理叶片上的机灰所致。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的所要解决的技术问题是：如何解决高炉煤气余压透平发电装置在使用过程中叶片积灰的问题。
5.本实用新型所采用的技术方案是：高炉煤气余压透平发电装置在线除垢防垢系统，包括高炉煤气管道（4）和喷液管道（3），在高炉煤气余压透平发电装置（1）进口的高炉煤气管道（4）上接有喷液管道（3），喷液管道（3）通过水泵（22）连接计量箱（2）和高炉煤气管道（4），喷液管道（3）与高炉煤气管道（4）连接处有喷嘴（33）。
6.高炉煤气管道（4）在喷液管道（3）接入前的管道上安装有第二阀门（41）、第二止逆阀（42）、水分测量仪（43），喷液管道（3）上安装有第一阀门（31）和第一止逆阀（32）。
7.计量箱（2）连接药剂进口管（5）和水进口管（6），水进口管（6）上有第四阀门（61）和第二流量计，药剂进口管（5）上有第三阀门（51）和第一流量计（52），计量箱（2）上还安装有液位测量仪和药剂浓度测量仪（21）。
8.还包括plc控制系统，第二阀门（41）、水分测量仪（43）、第四阀门（61）、第三阀门（51）、第一流量计（52）、第二流量计、液位测量仪、第一阀门（31）、药剂浓度测量仪（21）都连接plc控制系统。
9.高炉煤气余压透平发电装置（1）的叶片（11）下方有集液槽（7），集液槽（7）的底部连接排废管（72），排废管（72）上有排废阀（71）。
10.本实用新型的有益效果是：本实用新型通过定时在高炉煤气余压透平发电装置进
口的高炉煤气管道中添加除垢防垢药剂，进而在冲击高炉煤气余压透平发电装置叶片做工时，水分凝结在叶片上，凝结在叶片上的水滴溶解叶片积灰后滴落，进而使叶片保持干净。
附图说明
11.图1是本实用新型的结构示意图；
12.图2是集液槽示意图；
13.其中，1、高炉煤气余压透平发电装置，2、计量箱，3、喷液管道，4、高炉煤气管道，5、药剂进口管，6、水进口管，7、集液槽，21、药剂浓度测量仪，22、水泵，31、第一阀门，32、第一止逆阀，33、喷嘴，41、第二阀门，42、第二止逆阀，43、水分测量仪，51、第三阀门，52、第一流量计，61、第四阀门，71、排废阀，72、排废管。
具体实施方式
14.采用在线干法阻垢剂和蒸汽清洗技术，在不影响系统运行情况下，有效清除叶片积灰，减少机组震动、提高运行效率，提升机组本质化安全水平。
15.通过对机组运行工况各个阶段数据的收集和整理，并对相关数据进行分析和研究，同时对叶片上的积灰也进行取样分析，确认叶片上的机灰主要成分是以铵盐为主。根据铵盐易溶于水的这一特性和透平机做功产生温降的机理，提出了采用低压蒸汽在线清洗叶片的方法。采用饱和湿蒸汽清洗技术，在高炉煤气管道上增加一个喷液管道，再增加一个调整阀门调整喷液的大小，控制清洗流量和清洗时间，为了防止煤气倒灌，在喷液管道上还设有止回阀防止煤气倒流，还有一些其他相关的附属表记。
16.本实施例采用的除垢防垢药剂为气相阻垢剂，该阻垢剂按质量百分比计，环己胺35、十二烷基二甲基-苄基氯化铵5%、3-磺丙基十四烷基二甲基铵5%、甲醇55%。该药剂在叶片表面形成一层一端亲金属、另一端疏水的缓蚀阻垢保护膜，阻止盐组份及酸性气体等物质接触叶片表面，保持叶片及装置其它部位金属表面光滑。
17.如图1和2所示，高炉煤气余压透平发电装置在线除垢防垢系统，包括高炉煤气管道4和喷液管道3，在高炉煤气余压透平发电装置1进口的高炉煤气管道4上接有喷液管道3，喷液管道3通过水泵22连接计量箱2和高炉煤气管道4，喷液管道3与高炉煤气管道4连接处有喷嘴33。
18.现有技术中有时通过低压蒸汽除垢，我们考虑到高炉煤气管道4中的煤气本身含有一部分水且温度很高，喷少量的水到高炉煤气管道4中，较低温度的水能够在高炉煤气管道4中形成饱和的水蒸气与高炉煤气混合气，混合气直接喷到叶片上，一方面完成做工发电，能够保证高炉煤气余压透平发电装置持续不停机运行，同时能够在叶片上冷凝成水，冷凝水能够溶解铵盐，进而能够完成除垢。
19.高炉煤气管道4在喷液管道3接入前的管道上安装有第二阀门41、第二止逆阀42、水分测量仪43，喷液管道3上安装有第一阀门31和第一止逆阀32。
20.计量箱2连接药剂进口管5和水进口管6，水进口管6上有第四阀门61和第二流量计，药剂进口管5上有第三阀门51和第一流量计52，计量箱2上还安装有液位测量仪和药剂浓度测量仪21。
21.根据需要开启阀门进而选择是使用喷水还是喷药剂，喷水时实现除垢，喷药剂实
现防垢，进而避免叶片上积垢。一个实施例中，间隔额定时间（如一周），首先开启水进口管6上的阀门，关闭药剂进口管上阀门，确定本次除垢时间，确定除垢用水量，然后在计量箱中注入合适的水量，开启喷液管道上阀门和水泵，通过喷嘴把水喷入高炉煤气管道中形成水蒸气饱和的高炉煤气，水蒸气饱和的高炉煤气冲击叶片时，水在叶片表面冷凝，进而溶解铵盐积垢。计算需要水量时，考虑高炉煤气管道中本身高炉煤气含水量，控制第一阀门的大小，使高炉煤气管道中形成水蒸气饱和的高炉煤气。
22.完成喷水后，关闭水进口管上所有阀门，关闭水泵，计算出需要的药剂量，然后开启药剂进口管上阀门，把药剂打入计量箱中，本专利附图中使用了一个计量箱，实际使用过程中，考虑到药剂和水的差异，可以分别使用一个计量箱，连个计量箱成并联关系，喷液管道引出两个支管分别接入水和药剂的计量箱（当然还需在各自支管上安装控制阀门，这里不多做说明，本领域技术人员能够考虑到）。药剂在叶片表面形成一层一端亲金属、另一端疏水的缓蚀阻垢保护膜，阻止盐组份及酸性气体等物质接触叶片表面，保持叶片及装置其它部位金属表面光滑。
23.还包括plc控制系统，第二阀门41、水分测量仪43、第四阀门61、第三阀门51、第一流量计52、第二流量计、液位测量仪、第一阀门31、药剂浓度测量仪21都连接plc控制系统。
24.通过plc控制系统可以实现全智能化控制，额定时间进行喷水喷液，也可以采用在内部安装叶片积垢检测器（如照相机连接plc），进而根据观察进行喷水喷液。
25.高炉煤气余压透平发电装置1的叶片11下方有集液槽7，集液槽7的底部连接排废管72，排废管72上有排废阀71。
26.考虑到饱和水蒸气会冷凝成水，在叶片11下方设置集液槽7，冷凝水聚集在集液槽7中统一进行排出。
27.另外由于高炉煤气一般都需要进行排水，本专利得到的低压煤气含水量大，但是在排水除水时也可以一次性除掉。