转炉煤气与天然气混合控制装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种转炉煤气与天然气混合控制装置。所述转炉煤气与天然气混合控制装置，包括转炉煤气管道、转炉煤气控制装置、天然气管道、天然气控制装置、接管、转炉煤气加压机及混合气管道，所述转炉煤气控制装置设于所述转炉煤气管道，所述天然气控制装置设于所述天然气管道，所述转炉煤气管道与所述天然气管道并联连接，所述接管一端分别与所述转炉煤气管道及所述天然气管道连接，另一端通过所述转炉煤气加压机与所述混合器管道连接。本实用新型的转炉煤气与天然气混合控制装置采用转炉煤气混天然气的方式，以转炉煤气短时累计流入热量为前馈控制参数，对天然气配入量通过大小两组阀联合调节的方法，进行单元级调，实现混合燃气热值的稳定控制。
【专利说明】
转炉煤气与天然气混合控制装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及冶金行业燃气综合利用领域，特别涉及一种转炉煤气与天然气混合控制装置。
【背景技术】
[0002]转炉煤气作为冶金企业的副产品，已成为各种工业炉窑的重要燃料，但由于转炉煤气在产生和回收的过程中，其热值波动范围较大，通常在4.5MJ/Nm3至8.8MJ/Nm3之间波动，因而只有将转炉煤气与其它燃气混合后才能正常使用。针对转炉煤气的特性，冶金企业最常见的做法是:①将转炉煤气与高炉煤气混合;②将转炉煤气与焦炉煤气混合;③将上述三种燃气混合。但上述三种工艺模式均不利于冶金企业的全厂煤气平衡，且对乳制加热炉、热处理炉等高端用户的适应性较差。如何处理转炉煤气的热值波动问题，实现转炉煤气的充分利用，是每个相关冶金企业合理调度全厂煤气的关键。
[0003]目前国内通常采用比例控制的方法进行转炉煤气的混合，即通过控制转炉煤气在混合气中的百分比，来减少混合燃气热值的波动。该混气方式的主要缺点有:①混合工艺限制了转炉煤气的使用量，不利于全厂煤气平衡;②未以热值实时跟踪调节为手段，对混合燃气热值进行直接控制，故系统的稳定性较差，控制精度不理想;③对用户负荷变化的适应性较差;④混合设施占地面积大，投资费用高。
【实用新型内容】
[0004]为了解决上述的技术问题，本实用新型提供一种采用转炉煤气混天然气的方式，以转炉煤气短时累计流入热量为前馈控制参数，对天然气配入量进行单元级调节，实现混合燃气热值的稳定控制，达到合理、充分利用转炉煤气的目的，使钢铁企业更好地实现全厂煤气平衡，节约能源，减少剩余煤气的放散率的转炉煤与天然气混合控制装置。
[0005]本实用新型提供的转炉煤气与天然气混合控制装置包括转炉煤气管道、转炉煤气控制装置、天然气管道、天然气控制装置、接管、转炉煤气加压机及混合气管道，所述转炉煤气控制装置设于所述转炉煤气管道，所述天然气控制装置设于所述天然气管道，所述转炉煤气管道与所述天然气管道并联连接，所述接管一端分别与所述转炉煤气管道及所述天然气管道连接，另一端通过所述转炉煤气加压机与所述混合器管道连接。
[0006]在本实用新型提供的转炉煤气与天然气混合控制装置的一种较佳实施例中，所述转炉煤气控制装置包括转炉煤气平衡流量计及激光式热值仪，所述转炉煤气平衡流量计及所述激光式热值仪均设于所述转炉煤气管道。
[0007]在本实用新型提供的转炉煤气与天然气混合控制装置的一种较佳实施例中，所述天然气控制装置包括依次设于所述天然气管道的手动球阀、过滤器、平衡流量计、一级压力变送器、自力式调节阀、二级压力变送器、气动薄膜调节阀、放散阀及气动快速切断阀。
[0008]在本实用新型提供的转炉煤气与天然气混合控制装置的一种较佳实施例中，所述天然气管道包括天然气管道支路一及天然气管道支路二，所述天然气管道支路一及所述天然气管道支路二并联连接，且均与所述接管连接，所述天然气控制装置数量为二组，分别设于所述天然气管道支路一及所述天然气管道支路二。
[0009]在本实用新型提供的转炉煤气与天然气混合控制装置的一种较佳实施例中，所述转炉煤气与天然气混合控制装置还包括燃烧式热值仪，所述燃烧式热值仪设于所述接管与所述转炉煤气加压机之间。
[0010]相对于现有技术，本实用新型的转炉煤气与天然气混合控制装置具有如下的有益效果:
[0011]—、采用转炉煤气混天然气的方式，通过所述转炉煤气控制装置及所述天然气控制装置控制转炉煤气及天然气的使用量，实现混合燃气热值的稳定性控制。具体为以转炉煤气短时累计流入热量为前馈控制参数，对天然气配入量通过大小两组阀联合调节的方法，进行单元级调，实现混合燃气热值的稳定控制，达到合理、充分利用转炉煤气的目的，使钢铁企业更好地实现全厂煤气平衡，节约能源，减少剩余煤气的放散率。
[0012]二、在所述转炉煤气加压机入口的所述转炉煤气管道上设所述转炉煤气平衡流量计和所述激光式热值仪。所述转炉煤气平衡流量计测量精度高(误差率:±0.5、± I % )，测量量程比7:1或10:1，对转炉煤气负荷波动的适应性良好;所述激光式热值仪可实时在线测量转炉煤气的热值，无延时反馈。
[0013]三、两组所述天然气控制装置及所述天然气管道支路一和所述天然气管道支路一的设置，两组混天然气管路分别按混入天然气理论计算最大量的40%和80%配置，二组设施并联运行。每组天然气支管与转炉煤气之间的所述接管均再分为两路。
[0014]按转炉煤气热值上限的105% (可调)设定混合燃气的热值。以转炉煤气5秒钟(可调)累计流入热量为一个调节单元，并按时间序列形成若干个连续调节单元。以一个调节单元的转炉煤气累计流入热量为输入值，通过天然气支管上的所述气动薄膜调节阀，控制在本调节单元内，天然气相同时间段(5秒钟)应配入的量，使混合燃气热值在该调节单元达到设定值。本调节单元(5秒钟)配入的实际天然气量与理论计算应配入天然气量的差值，通过加入下一个调节单元应配入的天然气量来补偿。
[0015]为保证调节的精度和可操作性，天然气支路上的两组调节阀根据上述③的输入值同时工作。在一个调节单元内，大流量调节阀开度固定，小流量调节阀进行实时调节，并保证小流量调节阀的开度在20%至40%之间动作。大流量调节阀的开度只在二个连续单元切换时调整。传统的实时按比例调节方式，在负荷波动的情况下，将会引起调节阀震荡，对转炉煤气负荷和热值变化的适应性较差，上述调节方式通过延时和两阀联调的技术手段，较好地解决了调节阀的震荡问题。
[0016]通常天然气的输入压力为0.2至0.4MPa，经天然气支管上的自力式调节阀减压后，可保证所述气动薄膜调节阀前的压力稳定在0.1MPa，避免了输入天然气工况变化因素对本实用新型调节性能的干扰。
[0017]在混合燃气加压机出口管路上设所述燃烧式热值仪，动态跟踪混合燃气热值的变化，检验混气调节效果，并及时修正调节参数。所述燃烧式热值仪的测定值存在着时间滞后，为缩短滞后时间，本实用新型将热值仪采样管引入加压机入口端，并尽量缩短管路。上述控制均由设置在操作室内的控制系统自动完成。混合燃气经加压机旋转混流后，可保证转炉煤气与天然气混合均匀，无须另外专设静态混合器，可节约投资，并减少混合燃气输送系统的阻力。
【附图说明】
[0018]为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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它的附图，其中:
[0019]图1是本实用新型提供的转炉煤气与天然气混合控制装置一较佳实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0021]请参阅图1，是本实用新型提供的转炉煤气与天然气混合控制装置一较佳实施例的结构示意图。
[0022]所述转炉煤气与天然气混合控制装置I包括转炉煤气管道11、转炉煤气控制装置
12、天然气管道13、天然气控制装置14、接管15、燃烧式热值仪16、转炉煤气加压机17、及混合气管道18。所述转炉煤气控制装置12设于所述转炉煤气管道11，所述天然气控制装置14设于所述天然气管道13，所述转炉煤气管道11与所述天然气管道13并联连接，所述接管15一端分别与所述转炉煤气管道11及所述天然气管道13连接，另一端通过所述转炉煤气加压机17与所述混合器管道18连接。所述燃烧式热值仪16接入口设于所述接管15与所述转炉煤气加压机17之间。
[0023]所述转炉煤气控制装置12包括转炉煤气平衡流量计121及激光式热值仪122。所述转炉煤气平衡流量计121及所述激光式热值仪122均设于所述转炉煤气管道11。
[0024]所述天然气控制装置14包括依次设于所述天然气管道13的手动球阀141、过滤器142、平衡流量计143、一级压力变送器144、自力式调节阀145、二级压力变送器145、气动薄膜调节阀147、放散阀148及气动快速切断阀149。
[0025]所述天然气管道13包括天然气管道支路一131及天然气管道支路二 132。所述天然气管道支路一 131及所述天然气管道支路二 132并联连接，且均与所述接管15连接。所述天然气控制装置14数量为二组，分别设于所述天然气管道支路一 131及所述天然气管道支路二 132。
[0026]本实用新型的转炉煤气与天然气混合控制装置I具有如下的有益效果:
[0027]—、采用转炉煤气混天然气的方式，通过所述转炉煤气控制装置12及所述天然气控制装置14控制转炉煤气及天然气的使用量，实现混合燃气热值的稳定性控制。具体为以转炉煤气短时累计流入热量为前馈控制参数，对天然气配入量通过大小两组阀联合调节的方法，进行单元级调，实现混合燃气热值的稳定控制，达到合理、充分利用转炉煤气的目的，使钢铁企业更好地实现全厂煤气平衡，节约能源，减少剩余煤气的放散率。
[0028]二、在所述转炉煤气加压机17入口的所述转炉煤气管道11上设所述转炉煤气平衡流量计121和所述激光式热值仪122。所述转炉煤气平衡流量计121测量精度高(误差率:±
0.5、± I %)，测量量程比7:1或10:1，对转炉煤气负荷波动的适应性良好;所述激光式热值仪122可实时在线测量转炉煤气的热值，无延时反馈。
[0029]三、两组所述天然气控制装置14及所述天然气管道支路131和所述天然气管道支路一 132的设置，两组混天然气管路分别按混入天然气理论计算最大量的40%和80%配置，二组设施并联运行。每组天然气支管与转炉煤气之间的所述接管15均再分为两路。
[0030]按转炉煤气热值上限的105% (可调)设定混合燃气的热值。以转炉煤气5秒钟(可调)累计流入热量为一个调节单元，并按时间序列形成若干个连续调节单元。以一个调节单元的转炉煤气累计流入热量为输入值，通过天然气支管上的所述气动薄膜调节阀147，控制在本调节单元内，天然气相同时间段(5秒钟)应配入的量，使混合燃气热值在该调节单元达到设定值。本调节单元(5秒钟)配入的实际天然气量与理论计算应配入天然气量的差值，通过加入下一个调节单元应配入的天然气量来补偿。
[0031]为保证调节的精度和可操作性，天然气支路上的两组调节阀根据上述输入值同时工作。在一个调节单元内，大流量调节阀开度固定，小流量调节阀进行实时调节，并保证小流量调节阀的开度在20%至40%之间动作。大流量调节阀的开度只在二个连续单元切换时调整。传统的实时按比例调节方式，在负荷波动的情况下，将会引起调节阀震荡，对转炉煤气负荷和热值变化的适应性较差，上述调节方式通过延时和两阀联调的技术手段，较好地解决了调节阀的震荡问题。
[0032]通常天然气的输入压力为0.2至0.4MPa，经天然气支管上的自力式调节阀减压后，可保证所述气动薄膜调节阀147前的压力稳定在0.1MPa，避免了输入天然气工况变化因素对本实用新型调节性能的干扰。
[0033]在混合燃气加压机出口管路上设所述燃烧式热值仪16，动态跟踪混合燃气热值的变化，检验混气调节效果，并及时修正调节参数。所述燃烧式热值仪16的测定值存在着时间滞后，为缩短滞后时间，本实用新型将热值仪采样管引入加压机入口端，并尽量缩短管路。上述控制均由设置在操作室内的控制系统自动完成。混合燃气经加压机旋转混流后，可保证转炉煤气与天然气混合均匀，无须另外专设静态混合器，可节约投资，并减少混合燃气输送系统的阻力。
[0034]以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种转炉煤气与天然气混合控制装置，其特征在于，包括转炉煤气管道、转炉煤气控制装置、天然气管道、天然气控制装置、接管、转炉煤气加压机及混合气管道，所述转炉煤气控制装置设于所述转炉煤气管道，所述天然气控制装置设于所述天然气管道，所述转炉煤气管道与所述天然气管道并联连接，所述接管一端分别与所述转炉煤气管道及所述天然气管道连接，另一端通过所述转炉煤气加压机与所述混合器管道连接。2.根据权利要求1所述的转炉煤气与天然气混合控制装置，其特征在于，所述转炉煤气控制装置包括转炉煤气平衡流量计及激光式热值仪，所述转炉煤气平衡流量计及所述激光式热值仪均设于所述转炉煤气管道。3.根据权利要求1所述的转炉煤气与天然气混合控制装置，其特征在于，所述天然气控制装置包括依次设于所述天然气管道的手动球阀、过滤器、平衡流量计、一级压力变送器、自力式调节阀、二级压力变送器、气动薄膜调节阀、放散阀及气动快速切断阀。4.根据权利要求2所述的转炉煤气与天然气混合控制装置，其特征在于，所述天然气管道包括天然气管道支路一，以及天然气管道支路二，所述天然气管道支路一，以及所述天然气管道支路二并联连接，且均与所述接管连接，所述天然气控制装置数量为二组，分别设于所述天然气管道支路一，以及所述天然气管道支路二。5.根据权利要求1所述的转炉煤气与天然气混合控制装置，其特征在于，所述转炉煤气与天然气混合控制装置还包括燃烧式热值仪，所述燃烧式热值仪设于所述接管与所述转炉煤气加压机之间。
【文档编号】G05D11/13GK205670267SQ201620513666
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年5月31日
【发明人】王胜, 彭青峰
【申请人】湖南省冶金规划设计院