一种水封反冲洗装置以及水封装置的制作方法

本发明涉及煤气水封清洗堵塞技术领域，具体而言，涉及一种水封反冲洗装置以及水封装置。

背景技术：

水平煤气管道设有水封，用以脱去煤气管道中清洗产生的水，水封装置的顶部一侧通过水封进水管连接煤气管道，水封装置的顶部另一侧设有水封排水管，利用水重力压差原理，水封装置用水隔离煤气管道中的煤气，防止脱水时煤气从水封管道中泄漏至大气中。水封装置的一侧边还设有一个入孔。

利用上述装置作业时存在以下弊端：转炉炼钢生产中回收煤气，在煤气回收后用水清洗煤气管道，管道壁附有许多烟尘，清洗后的水进入水封装置进行脱水，水封装置一直保持有一定的水来密封煤气管道，水封装置在脱水过程中清洗的污水会在其水封槽罐底部慢慢沉积成污泥，经一段时间水封后，最终使污泥堵塞水封进水管的管道，使水封装置失去脱水功能，进一步导致煤气管道内大量积水，使碳钢转炉产生的煤气回收中含有大量水分，大大降低了煤气回收的质量，另外煤气管道内大量积水会影响碳钢转炉煤气引风机运行，导致风机喘振，进而影响转炉系统运行。

目前炼钢转炉煤气水封使用过程中，出现水封底部沉积污泥的状况时，一般只能在转炉停炉或检修时，打开水封装置的入孔，进行人工清理沉积污泥，以防止水封进水管一端堵塞，保证煤气回收系统的正常运行。现有装置的结构在正常的生产冶炼中是无法清理污泥的。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种水封反冲洗装置，通过连接高压水反冲洗排水管与水封箱，解决水封与排水管被污泥堵塞的问题；

本发明的再一目的在于提供一种水封排水装置，通过使用高压水反冲洗堵塞的排水管以及水封箱解决水封与排水管被污泥堵塞的问题，同时水封安全密封防止煤气泄漏。

本发明是这样实现的：

一种水封反冲洗装置，包括：水封箱，水封箱具有用于排水的第一接口，

多通管道，多通管口具有第一管口、第二管口以及第三管口，第一接口连通第一管口，第二管口处设置有第二阀门并用于连通水源，第三管口处设置有第三阀门并用于连通排水管；以及

用于获取多通管道内部水压信息的传感器。

优选地，传感器为水压表，传感器设置于多通管道的管道交汇处并用于获取多通管道的管道交汇处的水压信息。

优选地，还包括冲水管，冲水管与第二阀门连通，第一管口的内径与冲水管的内径之比为3-10:1。

优选地，第一阀门与第三阀门为闸阀。

优选地，第一管口与第一接口之间设置有第一阀门。

优选地，第一管口以及第三管口的连接处均设置有密封圈。

优选地，冲水管与第二阀门之间设置有用于密封的密封圈。

一种水封装置，包括煤气管道以及上述任一项的水封反冲洗装置，水封箱与煤气管道连通并用于对煤气管道形成水封。

优选地，水封箱与煤气管道的连通点高于第一接口。

优选地，水封箱进水管设置有用于连通煤气管道的第五阀门。

上述方案的有益效果：本发明提供的水封反冲洗装置通过冲水管接通高压水源，高压水流反冲洗水封箱与排水管，达到淤泥污垢等被冲洗干净疏通水封箱与排水管的目的，同时保证冲洗成功过程中只有少量高压水进入煤气管道。整个过程操作简单，节省人力保疏通排水管的质量，不影响煤气水封安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例1提供的水封反冲洗装置的轴测图；

图2为本发明实施例1提供的冲水管与第二管口的结构示意图；

图3为发明实施例1的水封反冲洗装置中的多通管道的剖视图；

图4为发明实施例1的水封反冲洗装置中的第一闸阀的剖视。

附图标记说明：

图标：100-排水管；101-第三阀门；102-第四阀门；103-第二阀门；103a-第二阀门手柄；104-第二管口；105-压力表；106-第一阀门；107-水封箱；108-煤气管道；109-第五阀门；110-多通管道；111-水封进水管；；112-第一管口；113-连接部；114-第三管口；115-螺栓孔；122-冲水管；201-闸阀手柄；202-闸阀阀杆；203-阀芯203；204-闸阀螺栓孔；205-闸阀管道；206-闸阀接头。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

煤气水封的原理是利用一定高度的静水压力来志康排水管内气压变化，防止管内气体泄露的措施。具体作用分为：

1.用于煤气管道排出管道中积存的冷凝水；

2.用于煤气管道切断；

3.用于煤气逆止。

本发明中的水封作用同时兼顾排出管道中的冷凝水还有煤气管道的切断。

焦化厂产出的焦炉煤气、钢铁厂产出的高炉煤气、转炉煤气以及煤制厂装置产生的没其中均含有较多的水，管道中的积水会增加管道支架荷重并减小管道中的流通面积，影响煤气输送，因此需要及时排除管道中的积水，为使管道能随时排出积水且不泄露煤气就需要使用煤气管道排水器。煤气管道中的积通过管道底部的垂直排水管道流入排水器，煤气也同时进入排水器，由于煤气压力低于排水器中水的静压，煤气将被排水器中的水柱挡住，不能再向前流动，这就是“水封”。煤气管道中的积水进入排水器后将通过水封箱排水管道或者溢流管道排出。这里所述的排水器也就是本发明当中的水封箱。

实施例1

请参阅图1至图4，本实施例提供了一种水封反冲洗装置，包括：水封箱107，水封箱107具有用于排水的第一接口，多通管道110，多通管口具有第一管口112、第二管口104以及第三管口114，第一接口连通第一管口112，第二管口104处设置有第二阀门103并用于连通水源，第三管口114处设置有第三阀门101并用于连通排水管100；以及用于获取多通管道110内部水压信息的传感器。

水封箱107的箱体为直径1m，高为2m的圆柱体，水封箱107的管壁厚度在2cm－3cm，这只是本实施例的水封箱尺寸，本发明中水封箱的尺寸根据实际水封煤气需要设置尺寸。水封高度h与管内气压变化、水蒸发率、水量损失、水中杂质的含量及比重有关，不能太大也不能太小。若水封高度太大，污水中固体杂质容易沉积在存水弯底部，堵塞管道；水封高度太小，管内气体容易克服水封的静水压力进入室内，污染环境。因此每个实施例中的水封箱水封高度根据生产需要而定。由于水封箱107使用过程中为一个蓄水池，外部环境较为潮湿闷热。以及煤炭泥土粉尘较多，因此，，材料考虑到成本和使用环境，水封箱107材料采用耐腐蚀的钢材，同时在水封箱107外表面涂上油漆，且定期检查，防止腐蚀导致水封箱107漏水。水封箱107考虑到厚度较厚，采用圆柱体与圆形封盖焊接，因此焊接时必须紧密牢固。圆柱体的两端都密封封闭，且水封箱107为两端圆形平面垂直地面平放，为了防止水封箱107横向滚动，在水封箱107的弧形两侧设置与水封箱107直径互相配合的两个固定架将水封箱107固定在地面。

水封箱107圆形封盖靠近地面的边缘开设有一直径20厘米的第一接口，用于排水，第一接口连接有一段短的第一排水管100，第一排水管100长度为10厘米，内径为10厘米，外径12厘米。第一排水管100远离水封箱107的一端设置有一螺栓圈，螺栓圈外径为16厘米内径10厘米，厚度为1厘米。外径至内径的部分为实心结构，在螺栓圈上设置有看六个闸阀螺栓孔204，闸阀螺栓孔204直径1厘米。闸阀螺栓孔204穿过整个螺栓圈。本实施例中，第一排水管100与水封箱107可通过焊接连通，也可以采用与水封箱107一体成型加工制成。同时水封为了日常使用时需要大量存储水，同时满足快速接水，在水封箱107高的中间开设有一直径大致为水封箱107直径一半的进水口。平常不接水时密封圈密封同时外加一个与接水口面积大小形状一致的盖子封盖。

本实施例中，多通管道110为三通管，也可以是四通管道，只要多于三个管道即可。多通管道的作用就是完成排水的同时还能起到接入其他水源进水。多通管道110为圆柱体，内径10厘米，外径12厘米，由于需要采用反冲洗清洗排水管100，因此多通管道110采用球墨铸铁材料制成，与其他材料相比，球墨铸铁管具有强度大、韧性好管壁薄、金属用量少，能承受较高的压力等优点。多通管道110的三个管口分别为第一管口112、第二管口104、第三管口114，其中第一管口112与第三管口114内径相同，外径一致，且均设置有带有六个螺栓孔115的连接部113。这样设置的原因是为了排水作业时，第一管口112至第三管口114为排水管的一部分，因此设计时最好多通管道110的内径与水封箱107的排水管内径大小一致，同时连接部113设置一致也是为了方便连通的时候所用的螺栓一样，即使多通管道110的方向调整还是起到相同的作用。设置在第一管口112处的为连接部113，连接部113为内径与第一管口112内径一致的短圆柱体，连接部113内部中空。外径至内径部分为实心结构，外径为16厘米。连接部113的高度也就是螺栓孔115的深度为1厘米，六个螺栓孔115圆形阵列式分布在连接部113上，实心部分上，每个螺栓孔115直径与深度都为1厘米。连接部113与第一管口112关于多通管道110平行于管道两端圆形开口的中心平面镜像得到第三管口114与第三连接部113。

第二管口104为圆柱体，第二管口104的内径只有3厘米外径4厘米。第二管口104内径应当注意与第一管口112以及第三管口114的内径之比应当保持在1：3－10。原因是排水管100并未完全堵死就得清洗，因此反冲洗作业时是有少部分反冲洗水流能进入水封箱107的，因此所用冲洗的水流流量是不能太大的，如果第二管口104内径太大，所接入的水压压力要减小却达不到冲洗堵塞的最小压力，如果管道太小所接入的水源压力太大容易造成对多通管道110以及排水管100内壁的冲击磨损。第二管口104的长度为5厘米，且第二管口104长度方向垂直余第一管口112中心三管口的中心的连线。第二管口104与多通管口采用一体成型连通。第二管口104通过第二阀门103连通有冲水管122，第二阀门103同样可以是闸阀、闸阀或者蝶阀、截止阀，为了性价比以及更好的密封性考虑，本实施例中选用的第二阀门103为闸阀。闸阀与第二管口104为密封连接，密封等级较高，如果可以最佳采用第二阀门103以及冲水管122和整个多通管道110一体成型。冲水管122长度也就是圆柱体冲水管122的高度为10厘米，冲水管122远离多通管道110的一端设置有开口，开口可以是冲水管122圆柱体圆形开口，也可以通过设置有冲水管122连接部113，外径为7厘米，内径与冲水管122的3厘米的内径一致，外径至内径部分为实心结构，冲水管122连接部113厚度1厘米，六个螺栓孔115圆形阵列式排布在冲水管122连接部113上。螺栓孔115的直径为0.5厘米。

第二阀门103连通冲水管122以及与第二管口104连通都是螺纹连接，通过在第二阀门103内径表内设置沿横向长度也就是平行于冲水管122中心线方向1厘米长的螺孔，在冲水管122内径表内上设置有与第二阀门103内径设置的螺孔配合的螺纹，通过拧紧螺纹紧密的连通第二阀门103以及冲水管122，同样的，在第二管口104远离多通管道110的一端内径表面上设置有与第二阀门103内径表面设置的螺孔配合的螺纹，拧紧螺纹，将第二阀门103紧密的连通第二管口104。

本实施例中传感器为压力表105，多通管道110在第三管口114、第二管口104以及第一管口112这三个管口中心线的交汇处联通压力表105，传感器垂直于三条中心制成的平面，且传感器垂直与地面设置，当然也可以不垂直于底面以及三条中心线组成的平面，压力表105设置在这里的原因是多通管道110三个管道交汇处为水流最真实的水流压力。压力表105与多通管口的通过一条内径为1厘米，外径1.4厘米的圆柱体管道连通，圆柱体管道竖向高度为5厘米，压力表105与多通管口之间的圆柱体管道上设置有一个第四阀门103，压力表105正是通过第四阀门103与圆柱体管道连通，圆柱体管道与多通管道110连通，同时圆柱体管道与多通管道110为一体成型制成，圆柱体管道远离多通管道110的一端外表面设置有螺纹，第四阀门103管口内径设置有与圆柱体管道互相配合的螺孔，通过第四阀门103旋转螺纹紧密连通圆柱体管道，同样的压力表105通过设置有螺纹，第四阀门103靠近压力表105的一端内径设置有与压力变螺纹相配合的螺孔，拧紧压力表105的螺纹，将压力表105紧密连通在第四阀门103上。第四阀门103可以是闸阀、蝶阀、截止阀还与闸阀，本实施例中选用的是小闸阀。通关第四阀门103实现压力表105与多通管道110的连通以及关闭。

压力表的作用是为了表达反冲洗作业时，一开始水流遇到堵塞导致水流前景压力较大，当高压水流冲洗掉堵塞物时，水流流速会迅速变大而导致多通管道内水流前进压力变小。压力表105的测量范围根据使用的反冲洗所接的水源的水压而定，本实施例中压力表105的测量为0－0.6MPa，压力表105的灵敏度为0.02MPa，如果所联通的水源水压较大，则使用0－1MPaMPa甚至是0－2MPa测量范围的压力表105。压力表105的显示屏直径最好等于或者大于10厘米，显示屏直径越大越容易看清楚压力的瞬间变化。压力表105的指针最好为深色，能在2米之内快速看清楚其转动，压力表105最好选择的是指针压力表105，数字智能压力表105一个是价格昂贵还有就是数字变化不如指针更加直观。

本实施例中第一阀门106与第三阀门101为相同的闸阀，本发明中第一阀门106与第三阀门101分别可以选择闸阀、蝶阀、截止阀以及闸阀，本实施例之所以选择闸阀是因为闸阀价格最为便宜，且闸阀使用过程中只有全开或者全关。对于排水只有两种全开排水，全关封闭。闸阀由闸阀手柄201连接阀杆，阀杆连接阀芯203，阀芯203在闸阀手柄201旋转过程中与闸阀的两个端口只有全开与全关连通，闸阀手柄201由一体成型加工而来，闸阀手柄201为长圆柱体弯曲成圆形，圆柱体两头相接得到，闸阀手柄201设置有五条支撑杆，且互相连接至闸阀手柄201中心。闸阀手柄201中心设置有螺孔，阀杆远离阀芯203的一端设置有与闸阀手柄201螺孔相配合的螺纹，通过拧紧螺纹将闸阀手柄201与阀杆连接。

闸阀管道205内径与多通管道110内径以及外径都一致米，闸阀远离阀芯203的两端设置有两个闸阀接头206，两个闸阀接头206平面互相平行，每个连接口外径上设置有闸阀连接部113，闸阀连接部113外径16厘米，厚度1厘米其内径紧密连接着闸阀接头206外径。且闸阀连接部113采用与闸阀一体加工成型，每个闸阀连接部113上设置有6个闸阀螺栓孔204，六个闸阀螺栓孔204圆形阵列式分布在闸阀连接部113上。且每个闸阀螺栓孔204大小形状厚度位置与第一管口112第三管口114的闸阀螺栓孔204一致。

第二排水管100内径外径与第一排水一致，以及第二排水管100的连接部113与第一排水管100的连接部113一致。不同的是第二排水管100长度至少1米。同样的第二排水管100连接部113的闸阀螺栓孔204设置大小高度分布方式与第一排水管100的连接部113闸阀螺栓孔204一致。

整个水封反冲洗装置的工作原理是：通过拧紧第二排水管100连接部113上的6个螺栓将第二排水管100与第三阀门101连通，再次拧紧第三阀门101上靠近多通管道110的6个螺栓连通第三阀门101与多通管道110，再次拧紧在第一管口112上的6个螺栓将多通管道110与第一阀门106连通。将压力表105上的螺纹与圆柱体管道上的螺孔紧密拧紧，连通压力表105，同样的操作将冲水管122与第二阀门103连通以及第二阀门103与第二管口104连通。反冲洗时，先关闭第二阀门103与第四阀门103，然后打开第三阀门101然后打开第一阀门106，将水封箱107内的水排干净，然后关闭第三阀门101，同时打开第四阀门103，通过拧紧冲水管122连接部113上的螺栓，紧密连通高压消防水，消防水压力达到0.2-0.5MPa，打开第二阀门103，由于关闭第三阀门101，只打开第一阀门106，因此高压水流只能与平时排水方向相反快速流动，达到反冲洗排水管100以及水封箱107的目的，虽然水压较高但是一开始少部分水流能冲过堵塞的排水管100进入到水封箱107中，因此多通管道110内的压力远比水源的水压要高，达到压力表105的测量最大值。压力表105显示的压力持续为0.6MPa，当突然反冲洗的高压水流瞬间冲垮堵塞的淤泥等堵塞物，多通管道110内的压力瞬间大幅度下降致水源的压水，因此压力表105的指针会大幅度的摆动，这时立马关掉第二阀门103，然后关掉水源开关，避免水封箱107内的大量水流被高压水流冲击而冲进煤气管道108。为了提高锅炉安全运行可靠性，当冲洗作业时，锅炉运行应带着煤气运行，防止大量水份突然进入煤气管道，造成火嘴熄火。也就是反冲洗时需要使用燃烧的锅炉来验证是否有过多的水封进入了煤气管道。

实施例2

本实施例提供一种水封装置，其包括煤气管道108以及上述任一项的水封反冲洗装置，水封箱107与煤气管道108连通并用于对煤气管道108形成水封。煤气管道108与水封箱107之间通过水封箱进水管111连通，水封箱进水管111内径10厘米，外径12厘米，水封箱107远离第一接口的一端设置有第二接口，第二接口通过一体成型加工连通有一段5m长的水封箱进水管111，水封箱进水管111远离水封箱107的一端设置有进水管连接部113，进水管连接部113外径16厘米，内径与水封箱进水管111的外径紧密连接。进水管连接部113与水封箱107进水管采用一体成型加工且厚度为1厘米，在进水管连接部113上圆形阵列式分布有6个直径为1厘米的螺栓孔115。通过螺栓连接有第五阀门109，第五阀门109与第一阀门106为同意型号的阀门，通过螺栓两端连接水封箱进水管111。也就是第五阀门109将水封箱进水管111分为两段，两段水封箱进水管111远离第五阀门109的一端采用一体加工成型分别连通水封箱107与煤气管道108。其中连接煤气管道108的一端有一个竖向向上50厘米的弯折，目的是为了煤气积水更好的排出去，同时避免反冲洗时大量水流冲进煤气管道108。

与实施例1不同的是，本实施例水封反冲洗装置中的传感器为流速表而不是压力表105，同时，流速表安装与实施例1压力表105的位置不同，流速表位于冲水管122与第二阀门103之间，流速表显示的水流测量范围为0-20m/s,流速表灵敏度为0.2m/s。使用流速计的原理是反冲洗作业时，冲水管122的水流因为在水封箱排水管100内遇到堵塞物而导致流速较小，当水流冲洗干净堵塞物的瞬间，冲水管内的水流流速瞬间变大。此时关掉高压水源开关即可完成反冲洗作业。因此使用流速计替代压力表105是可行的。当开始反冲洗时，将水封箱107内的水排干或者抽干，冲水管122通过螺栓连接高压水源，高压水源压力为0.2MPa，提供的出口水流速为20m/s。连接水源时水源开关暂时关闭。然后关闭第三阀门101，打开第一阀门106，最后旋转第二阀门手柄103a打开第二阀门103。打开水源开关，流速瞬间达到最大值，但是水流遇到堵塞降到0-5m/s。当水流冲掉疏堵塞瞬间，水流速度瞬间达到水源提供的水流速最大值20m/s，此时立即关闭水源开关，达到反冲洗的目的。为了提高锅炉安全运行可靠性，当冲洗作业时，锅炉运行应带着煤气运行，防止大量水份突然进入煤气管道，造成火嘴熄火。也就是反冲洗时需要使用燃烧的锅炉来验证是否有过多的水封进入了煤气管道。

利用本发明提供的水封反冲洗装置可以实现以下效果：

本发明提供的水封反冲洗装置通过冲水管122接通高压水源，高压水流反冲洗水封箱与排水管，达到淤泥污垢等被冲洗干净疏通水封箱与排水管的目的，同时保证冲洗成功过程中只有少量高压水进入煤气管道。整个过程操作简单，节省人力保疏通排水管的质量，不影响煤气水封安全。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。