一种威金斯型气柜恒定柜容置换装置及置换方法与流程

本发明涉及一种置换装置，具体涉及一种威金斯型气柜恒定柜容置换装置，尤其涉及一种钢铁行业威金斯型气柜恒定柜容置换装置及控制技术领域。

背景技术：

威金斯型煤气柜主要应用于冶金、化工等行业，经纯氧顶吹转炉炼钢过程中产生大量的转炉煤气，因含有高达60％-90％的co，可以作为冶金企业生产中的主要燃料，转炉煤气的回收利用能够大大降低炼钢工序的能耗，具有明显的经济效益。同时转炉煤气含有大量的co，是一种易燃易爆易中毒的气体，含尘量可达到100毫克/立方米，极度危险，是高炉煤气一氧化碳含量的2.5倍、焦炉煤气一氧化碳含量的6.5倍；转炉煤气柜的内部结构是皮膜、活塞密封的，置换操作稍有不慎将会拉坏皮膜，引起煤气泄漏事故。

通过检索查阅，国内钢铁企业此类问题的处理也多是采用“设备停役---置换吹扫---化验合格---补漏作业……”常规步骤进行处理，期间煤气柜置换均采用传统：降柜容---通氮气提高柜容---开放散降柜容---再通氮气提高柜容，如此重复三到四次，逐步置换出气柜内转煤。该方法主要缺点是：操作步骤繁琐，需要的操作人员较多，操作中活塞地位升降频繁、活塞极易受到损伤；由于需要重复操作阀门、升降活塞，置换周期也较长，一般需要18小时,耗费氮气共需要约4.5万nm³，增加检修成本。因此，迫切的需要一种新的方案解决该技术问题。

技术实现要素：

本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种威金斯型气柜恒定柜容置换装置，该装置整体结构设计巧妙、紧凑，成本较低，该方案的主要原理是当威金斯型转炉煤气柜需要检修、吹扫置换时，通过修改氮气吹扫管道形式和放散自动化控制，将传统的反复升降柜容置换方法改为恒定低柜容置换方法，以最短的时间和最少的氮气使用量，完成威金斯型气柜的吹扫置换作业，降低了劳动强度的同时，提高了劳动效率，具有高效环保，节能减排，低维护成本，易于推广等特点。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种威金斯型气柜恒定柜容置换装置，其特征在于，所述置换装置包括底板、侧板、顶板、可活动活塞、套筒式护栏以及活塞栏，所述侧板设置在底板和顶板之间，所述可活动活塞设置在底板上，所述套筒式护栏和活塞栏设置在置换装置的一侧。

作为本发明的一种改进，所述置换装置还包括密封帘，所述密封帘设置在套筒式护栏上。

作为本发明的一种改进，所述置换装置还包括平衡装置，所述平衡装置设置在整个置换装置的内部上方。

作为本发明的一种改进，所述底板与侧板1/3高以下部分要求密封，侧板1/3高以上至罐顶之间设置了通风窗，并且沿竖向每隔1.8m处设有检查门。

威金斯型气柜恒定柜容置换方法，其特征在于，所述方法如下：1）全开气柜顶部所有视窗和上部所有仓门；

2）通过plc程序设定置换模式柜容800m³，缓缓开启氮气阀门，让气柜维持缓慢上升趋势后保持氮气阀门不动；

3）气柜放散自动控制柜容维持800m³左右位置并观察10分钟，一切正常，保持现状；

4）保持恒定柜容前提下，保持吹扫氮气压力在2.5kpa左右，柜容控制约在800m³；

5）在气柜取样点处测量co含量，co含量小于50ppm后取样化验，含氮量＞98%后合格；

6）合格后依次打开气柜所有放散，将气柜缓慢着床；

7）关闭氮气总阀，并堵盲板；

8）配重块升至气柜高位，柜内压力降为零后，再通过雷达、机械柜位计确定活塞已着床后，气柜排空，全开排水桶阀门；

9）测量气柜活塞上部co含量为0后，交付检修人员进行开人孔，通风，利用鼓风机强制通风，置换氮气，测得氧含量合格。

相对于现有技术，本发明的优点如下：1）本发明整体结构设计巧妙，结构紧凑，实用性强；2）该技术方案将直入式吹扫置换氮气管道改为绕气柜环形管道，改变吹扫模式，增加吹扫点，减少吹扫死角；将传统的反复升降柜容置换方法改为恒定低柜容置换方法，涉及到将原有的手动卷扬控制放散改为液压缸式自动控制，并利用plc设定，通过自动调节放散控制气柜柜容，以保证氮气使用量最少的前提下，吹扫时间最短、吹扫置换彻底的效果；同时可以增加高柜容放散自动联锁，为气柜增加一道保护，防止柜容超量时活塞冲顶动作，减少皮膜拉伸，提高安全系数；3）该方案主要是将传统的气柜柜容在3000m³左右开始通氮气置换，改为将气柜柜容降低到极限低位状态进行氮气置换。期间活塞处于一个浮升与落底的微浮升的临界状态，这样气柜的存储的转炉煤气降到最低，从而减少了置换氮气量，这种方法最关键操作就是确定气柜活塞悬浮位置。如果活塞悬浮位置确定得过低，造成气柜带煤气落底，将造成底板、台架、皮膜的损坏，严重时造成转炉煤气泄漏，引起事故；如果气柜悬浮位置选择高过，就起不到原定降低煤气量，减少置换氮气使用量的目的，如果高于一定量不但不会减少氮气量，反而会增加置换氮气用量；4）确定了本置换方法的活塞悬浮位置之后最主要的工作就是如何实现活塞的稳定悬浮，这需要进入气柜的氮气量和煤气放散量平衡才能达到。在实际操作过程中，首先通过plc程序设定置换模式柜容800m³，缓缓开启氮气置换阀门，让气柜维持缓慢上升趋势后保持氮气阀门不动；气柜放散自动控制柜容维持800m³左右位置并观察10分钟，一切正常，保持现状；气柜置换过程中每小时在煤气放散管用便携式co报警仪估测放散取样点气体中的co浓度，基本在4~5小时后，co浓度在50ppm左右，开始取样化验。样气氮气含量大于98%证明置换合格进入到下一工序，即设备检查、检修。

附图说明

图1为威金斯型转炉煤气柜结构示意图；

图2为威金斯型转炉煤气柜置换装置示意图；

图中：1、底板，2、侧板，3顶板，4、可活动活塞，5、套筒式护栏，6活塞栏，7、密封帘、8、平衡装置，9、气柜放散，10、撞杆，11、氮气阀门，12、环形管道，13、取样点，14、液压缸式自动控制。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解和认识，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述和介绍。

实施例1：参见图1、图2，一种威金斯型气柜恒定柜容置换装置，所述置换装置包括底板1、侧板2、顶板3、可活动活塞4、套筒式护栏5以及活塞栏6，所述侧板设置在底板和顶板之间，所述可活动活塞设置在底板上，所述套筒式护栏5和活塞栏设置在置换装置的一侧，所述置换装置还包括密封帘7，所述密封帘设置在套筒式护栏5上，所述置换装置还包括平衡装置8，所述平衡装置设置在整个置换装置的内部上方，所述底板与侧板1/3高以下部分要求密封，侧板1/3高以上至罐顶之间设置了通风窗，并且沿竖向每隔1.8m处设有检查门；密封帘的材料必须具有耐腐蚀性能，并且要有较好的机械性能即具有良好的弹性和韧性。当活塞升起后首先带动内橡胶膜上升，当活塞带起t型挡板后，带动外橡胶膜上升，储气压力也略有增加，该置换装置延长气柜使用寿命，避免对环境污染，确保安全。

实施例2：参见图1、图2，威金斯型气柜恒定柜容置换方法，氮气经过总阀11进入气柜一段皮膜下方环形管道12，经过环形管道12分四个接入点进入气柜本体，气柜放散9根据plc预先设定的柜容，通过液压缸式自动控制14打开柜顶放散9，完成威金斯型气柜的吹扫、置换作业。此外，原运行模式：气柜活塞上升，柜容达到98%时，撞杆10打开柜顶放散9；在撞杆10打开柜顶放散9前，本专利利用液压缸式自动控制14与柜容联锁，在柜容达到96%时，自动打开柜顶放散9，，当柜容降至95%时，自动关闭柜顶放散9，避免撞杆10频繁与柜顶放散9接触，导致活塞皮膜的拉伸、损坏，延长气柜使用寿命，避免对环境污染，确保安全。威金斯型气柜恒定柜容置换方法，所述方法如下：1）全开气柜顶部所有视窗和上部所有仓门；2）通过plc程序设定置换模式柜容800m³，缓缓开启氮气阀门11，让气柜维持缓慢上升趋势后保持氮气阀门11不动；3）气柜放散自动控制柜容维持800m³左右位置并观察10分钟，一切正常，保持现状；4）保持恒定柜容前提下，保持吹扫氮气压力在2.5kpa左右，柜容控制约在800m³；5）在气柜取样点13处测量co含量，co含量小于50ppm后取样化验，含氮量＞98%后合格；6）合格后依次打开气柜所有放散9，将气柜缓慢着床；7）关闭氮气总阀13，并堵盲板；8）配重块升至气柜高位，柜内压力降为零后，再通过雷达、机械柜位计确定活塞已着床后，气柜排空，全开排水桶阀门；9）测量气柜活塞上部co含量为0后，交付检修人员进行开人孔，通风，利用鼓风机强制通风，置换氮气，测得氧含量合格。该置换方法将气柜柜容降低到极限低位状态进行氮气置换。这样既节省了时间，又提高了气柜置换的安全性，减少了氮气的使用量，同时还减少了很多危险的操作步骤，大大节省了人力。

需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。