高炉喷煤智能喷吹盲点式流化侧出料系统的制作方法

本发明涉及高炉自动控制技术领域，具体而言，涉及一种高炉喷煤智能喷吹盲点式流化侧出料系统。

背景技术：

高炉喷吹煤粉是从高炉风口向炉内直接喷吹磨细了的煤粉，以替代焦炭，起提供热量和还原剂的作用，从而降低焦比，降低生铁成本；喷煤的喷吹过程、换罐及喷吹速率控制均由人工操作。手动调节喷煤，喷煤量不均匀，造成高炉热制度经常性波动，不利于高炉炉况的稳定及煤比的进一步提高；操作人员的劳动强度大幅度增加，特别容易出现生产事故；另外由于操作人员的水平存在差异，不但喷煤过程中的气体消耗波动大，高炉喷煤量的满足率难以保证。三个喷吹罐之间无均压管道，充压、处于等待喷吹状态完成的喷吹罐，若关闭该喷吹罐的底部流化阀，会导致喷吹罐底部的煤粉流动性减弱，启动该喷吹罐喷煤时，出现出煤不畅的情况；若不关闭该喷吹罐的底部流化床，会导致喷吹罐的压力大于正在喷吹的喷吹罐压力，启动该喷吹罐喷煤时，出现喷吹速率异常偏高的情况。倒罐断煤，倒罐初喷时速率波动大，初喷与倒罐时喷吹量相差很大，前大后小，会出现空吹现象。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种高炉喷煤智能喷吹盲点式流化侧出料系统，以解决现有技术中喷煤量不均匀甚至空吹的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种高炉喷煤智能喷吹盲点式流化侧出料系统，包括：多个喷吹罐，多个喷吹罐的底部均开设输煤阀，多个输煤阀与多个喷吹罐一一对应地设置；当输煤阀打开时，与输煤阀对应设置的喷吹罐位于输煤状态，当输煤阀关闭时，输煤阀对应的喷吹罐位于储煤状态；多个喷吹罐均通过各自的输煤阀与煤粉输送总管相连通，多个喷吹罐通过轮流打开各自的输煤阀向煤粉输送总管的第一端供输煤粉，煤粉输送总管的第二端用于向高炉供输煤粉；均压管路，均压管路与各个喷吹罐均相连通，均压管路上设置有多个均压阀，当多个喷吹罐中的一个喷吹罐处于输煤状态变为储煤状态的过程中时，多个喷吹罐中的另一个喷吹罐处于由储煤状态变为输煤状态的过程，并且，多个均压阀中的至少一个打开，以使处于状态变化过程中的两个喷吹罐的罐腔相连通，以提高处于由储煤状态变为输煤状态的喷吹罐的罐腔压力。

进一步地，多个喷吹罐包括：第一喷吹罐，第一喷吹罐的底部开设有第一输煤阀；第二喷吹罐，第二喷吹罐的底部开设有第二输煤阀；第三喷吹罐，第三喷吹罐的底部开设有第三输煤阀；第一输煤口、第二输煤阀、第三输煤阀均与煤粉输送总管相连通；均压管路包括：第一管路，第一管路的第一端与第一喷吹罐相连通，第一管路上设置有第一均压阀；第二管路，第二管路的第一端与第二喷吹罐相连通，第二管路上设置有第二均压阀；第三管路，第三管路的第一端与第三喷吹罐相连通，第三管路上设置有第三均压阀；第一管路的第二端、第二管路的第二端、第三管路的第二端互相连通；控制部，控制部与第一输煤阀、第二输煤阀、第三输煤阀均电连接，控制部与第一均压阀、第二均压阀、第三均压阀均电连接。

进一步地，煤粉输送总管的第一端设置有煤粉流量计、煤粉浓度检测仪和煤粉调节阀，煤粉流量计、煤粉浓度检测仪和煤粉调节阀均与控制部电连接。

进一步地，煤粉调节阀为矢量式可调缩孔煤粉调节阀。

进一步地，第一均压阀、第二均压阀和第三均压阀均包括：手动均压阀和气动均压阀，其中，各个气动均压阀均与控制部电连接。

进一步地，煤粉输送总管的第二端设置有补气装置。

进一步地，补气装置包括：气体发生装置，气体发生装置通过输气管与煤粉输送总管的第二端相连通；气体流量计，气体流量计位于输气管上；压力表，压力表位于输气管上；切断阀，切断阀位于输气管上；气体调节阀，气体调节阀位于输气管上；其中，切断阀、气体调节阀与控制部电连接。

进一步地，高炉喷煤智能喷吹盲点式流化侧出料系统，还包括：混合器、流化装置和煤粉输送总管，喷吹罐包括圆筒体和锥体，圆筒体具有第一空腔，锥体具有第二空腔，第一空腔和第二空腔相连通，圆筒体位于锥体的上方，圆筒体上开设有给给煤阀，混合器的外壳的底部为半球形，混合器具有补气空间，混合器的上部具有开口，补气空间通过开口朝向第二空腔地设置，混合器与氮气供入装置相连接，流化装置设置于开口处，流化装置具有第一滤网，以通过流化装置的第一滤网避免煤粉落入补气空间内，流化装置具有落煤口，煤粉输送总管包括相连通的第一管路和第二管路，第一管路位于补气空间内，第二管路位于补气空间外，第一管路的第一端与落煤口相连通，第一管路的第二端与第二管路相连通，其中，第一管路的管壁上开设有通孔，通孔上设置有第二滤网，以使氮气通过第二滤网进入第一管路的腔体。

进一步地，流化装置为锥形，流化装置的大径端设置于开口处，流化装置的小径端与第一管路相连通，流化装置的锥形面上开设有多个通气孔，通气孔上设置有第一滤网。

进一步地，流化装置上设置有排污口，排污口设置有阀体。

进一步地，第一管路的外周面上设置有多个通孔，多个通孔处均设置有第二滤网。

进一步地，多个通孔沿第一管路的周向均匀地设置。

进一步地，流化装置的大径端与开口处可拆卸地相连接。

进一步地，第一管路和第二管路的连通处穿过混合器的外壳的侧壁上。

应用本发明的技术方案，通过设置均压管路将各个喷吹罐均相连通，并在均压管路上设置至少一个均压阀，当多个喷吹罐中的一个喷吹罐处于输煤状态变为储煤状态的过程中时，并且，多个喷吹罐中的另一个喷吹罐处于由储煤状态变为输煤状态的过程中时，多个均压阀中的至少一个均压阀打开，以使处于状态变化过程中的两个喷吹罐的罐腔相连通，以提高处于由储煤状态变为输煤状态的喷吹罐的罐腔压力，减少喷吹罐补压时间，保障了喷煤的连续性和均匀性，提高了倒罐的快速性。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的高炉喷煤智能喷吹盲点式流化侧出料系统的第一实施例的结构示意图；

图2示出了根据本发明的高炉喷煤智能喷吹盲点式流化侧出料系统流程图的第一部分示意图；

图3示出了根据本发明的高炉喷煤智能喷吹盲点式流化侧出料系统流程图的第二部分示意图；

图4示出了根据本发明的高炉喷煤智能喷吹盲点式流化侧出料系统流程图的第三部分示意图；

图5示出了根据本发明的高炉喷煤智能喷吹盲点式流化侧出料系统的第二实施例的结构示意图；以及

图6示出了根据本发明的高炉喷煤侧出料系统的混合器、流化装置及煤粉输送总管的组装结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、均压管路；11、第一管路；12、第二管路；13、第三管路；14、第一均压阀；15、第二均压阀；16、第三均压阀；

20、补气装置；21、切断阀；22、气体调节阀；23、输气管；

31、第一喷吹罐；32、第二喷吹罐；33、第三喷吹罐；

40、煤粉输送总管；41、煤粉流量计；42、煤粉浓度检测仪；43、煤粉调节阀；

51、圆筒体；52、锥体；

60、混合器；

70、流化装置；

80、煤粉输送总管；81、第一管路；811、通孔；82、第二管路。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位（旋转90度或处于其他方位），并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

现在，将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，有可能扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。

结合图1至图6所示，根据本发明的实施例，提供了一种高炉喷煤智能喷吹盲点式流化侧出料系统。

如图1所示，该高炉喷煤智能喷吹盲点式流化侧出料系统，包括：多个喷吹罐和均压管路10，多个喷吹罐的底部均开设输煤阀，多个输煤阀与多个喷吹罐一一对应地设置；当输煤阀打开时，与输煤阀对应设置的喷吹罐位于输煤状态，当输煤阀关闭时，输煤阀对应的喷吹罐位于储煤状态；多个喷吹罐均通过各自的输煤阀与煤粉输送总管40相连通，多个喷吹罐通过轮流打开各自的输煤阀向煤粉输送总管40的第一端供输煤粉，煤粉输送总管40的第二端用于向高炉供输煤粉，均压管路10与各个喷吹罐均相连通，均压管路10上设置有多个均压阀，当多个喷吹罐中的一个喷吹罐处于输煤状态变为储煤状态的过程中时，并且，多个喷吹罐中的另一个喷吹罐处于由储煤状态变为输煤状态的过程中时，多个均压阀中的至少一个均压阀打开，以使处于状态变化过程中的两个喷吹罐的罐腔相连通，以提高处于由储煤状态变为输煤状态的喷吹罐的罐腔压力。

另外，喷吹罐上还设置有充气管，充气管用于将外界气流导入进处于输煤状态的喷吹罐中，以使喷吹罐中的煤粉向下输送，当充气管的充气能力不足时，均压管路有效解决喷吹罐压力不足的问题。

在本实施例中，通过设置均压管路将各个喷吹罐均相连通，并在均压管路上设置至少一个均压阀，当多个喷吹罐中的一个喷吹罐处于输煤状态变为储煤状态的过程中时，并且，多个喷吹罐中的另一个喷吹罐处于由储煤状态变为输煤状态的过程中时，多个均压阀中的至少一个均压阀打开，以使处于状态变化过程中的两个喷吹罐的罐腔相连通，以提高处于由储煤状态变为输煤状态的喷吹罐的罐腔压力，减少喷吹罐补压时间，保障了喷煤的连续性和均匀性，提高了倒罐的快速性。

如图1所示，多个喷吹罐包括：第一喷吹罐31、第二喷吹罐32、第三喷吹罐33，第一喷吹罐31的底部开设有第一输煤阀，第二喷吹罐32的底部开设有第二输煤阀，第三喷吹罐33的底部开设有第三输煤阀；第一输煤口、第二输煤阀、第三输煤阀均与煤粉输送总管40相连通；均压管路10包括：第一管路11、第二管路12和第三管路13以及控制部，第一管路11的第一端与第一喷吹罐31相连通，第一管路11上设置有第一均压阀14，第二管路12的第一端与第二喷吹罐32相连通，第二管路12上设置有第二均压阀15，第三管路13的第一端与第三喷吹罐33相连通，第三管路13上设置有第三均压阀16；第一管路11的第二端、第二管路12的第二端、第三管路13的第二端互相连通，控制部与第一输煤阀、第二输煤阀、第三输煤阀均电连接，控制部与第一均压阀14、第二均压阀15、第三均压阀16均电连接。

具体地，如图2至图4所示，提供了一种高炉喷煤智能喷吹盲点式流化侧出料系统的喷煤方法，第一喷吹罐31、第二喷吹罐32、第三喷吹罐33均设置有称重装置，当第一喷吹罐的煤粉量高于预设最大值max时，第一喷吹罐停止装煤工序，并使第一喷吹罐进行煤粉流化以及第一喷吹罐充压工序，此时，第一喷吹罐31、第二喷吹罐32、第三喷吹罐33通过均压管路相互连通，第一喷吹罐向煤粉输送总管40喷煤，当第一喷吹罐的煤粉量小于预设中间值mid时，称重装置对第二喷吹罐的煤粉称重，检测第二喷吹罐的煤粉是否高于预设最大值max，当第二喷吹罐的煤粉高于预设最大值max时，第一、第二喷吹罐通过均压管路相互连通，减少喷吹罐补压时间，保障了喷煤的连续性和均匀性，当第二喷吹罐的煤粉没有高于预设最大值max时，第二喷吹罐进行装煤作业；然后，切换第二喷吹罐喷煤作业，当第二喷吹罐喷煤作业预设时间后，第二喷吹罐内的煤粉重量小于预设中间值mid时，第三喷吹罐煤粉重量大于预设最大值max时，第二喷吹罐与第三喷吹罐之间的均压阀打开，以使第二喷吹罐和第三喷吹罐通过均压管路恒压；而当第三喷吹罐内煤粉没有达到预设最大值max，第三喷吹罐进行煤粉装料作业；当第三喷吹罐中的煤粉逐渐降低到低于预设中间值mid时，检测第一喷吹罐煤粉重量是否大于预设最大值max，如果大于预设最大值max，第一喷吹罐和第三喷吹罐开始通过均压管路相互连通，切换到第一喷吹罐喷煤程序，否则，执行第一喷吹罐装煤粉程序。循环上述步骤，第一喷吹罐31、第二喷吹罐32、第三喷吹罐33轮流进行喷煤作业，并在当多个喷吹罐中的一个喷吹罐处于输煤状态变为储煤状态的过程中时，并且，多个喷吹罐中的另一个喷吹罐处于由储煤状态变为输煤状态的过程中时，多个均压阀中的至少一个均压阀打开，以使处于状态变化过程中的两个喷吹罐的罐腔相连通，以提高处于由储煤状态变为输煤状态的喷吹罐的罐腔压力。

在本实施例中，煤粉输送总管40的第一端设置有煤粉流量计41、煤粉浓度检测仪42和煤粉调节阀43，煤粉流量计41、煤粉浓度检测仪42和煤粉调节阀43均与控制部电连接。通过控制部利用煤粉流量计41、煤粉浓度检测仪42检测煤粉输送总管40内煤粉流量和煤粉浓度，以控制煤粉调节阀43调节煤粉输送总管40内的煤粉流量和浓度，可对煤粉的喷吹量进行实时自动调节效果。优选地，煤粉调节阀43为矢量式可调缩孔煤粉调节阀。这样设置可根据需要精确调节煤粉输送总管40的管径大小，以精确控制煤粉流量。

在本实施例中，第一均压阀14、第二均压阀15和第三均压阀16均包括：手动均压阀和气动均压阀，其中，各个气动均压阀均与控制部电连接。这样设置便于用户根据需要采取手动或者预设程序控制喷吹罐的压力，以提高处于由储煤状态变为输煤状态的喷吹罐的罐腔压力，减少喷吹罐补压时间，保障了喷煤的连续性和均匀性，提高了倒罐的快速性。

在本实施例中，煤粉输送总管40的第二端设置有补气装置20。根据喷煤量的变化，通过补气装置自动调整输煤管管道中的压力。同时，在管道内压力增大的情况下，可以减少管道内堵管现象的发生，提高了喷煤的连续性，保障了高炉正常运行。

优选地，补气装置20包括：气体发生装置、气体流量计、压力表、切断阀21和气体调节阀22，气体发生装置通过输气管23与煤粉输送总管40的第二端相连通，气体流量计位于输气管23上，压力表位于输气管23上，切断阀21位于输气管23上，气体调节阀22位于输气管23上；其中，切断阀21、气体调节阀22与控制部电连接。以通过控制部控制切断阀21实现补气装置20的断通，以通过控制气体调节阀22实现控制补气流量的大小。

如图5所示高炉喷煤智能喷吹盲点式流化侧出料系统，还包括：包括：混合器60、流化装置70和煤粉输送总管80，喷吹罐包括圆筒体51和锥体52，圆筒体51具有第一空腔，锥体52具有第二空腔，第一空腔和第二空腔相连通，圆筒体51位于锥体52的上方，圆筒体51上开设有给给煤阀，混合器60的外壳的底部为半球形，混合器60具有补气空间，混合器60的上部具有开口，补气空间通过开口朝向第二空腔地设置，混合器60与氮气供入装置相连接，流化装置70设置于开口处，流化装置70具有第一滤网，以通过流化装置70的第一滤网避免煤粉落入补气空间内，流化装置70具有落煤口，煤粉输送总管80包括相连通的第一管路81和第二管路82，第一管路81位于补气空间内，第二管路82位于补气空间外，第一管路81的第一端与落煤口相连通，第一管路81的第二端与第二管路82的第一端相连通，所述第二管路82的第二端用于向高炉供煤粉，其中，第一管路81的管壁上开设有通孔811，通孔811上设置有第二滤网，以使氮气通过第二滤网进入第一管路81的腔体。通过在第一管路上设置通孔，在通孔上设置第二滤网，以使氮气通过第二滤网进入第一管路的腔体，避免了煤粉输送总管堵塞的情况，保证了高炉的正常生产，并且通过氮气在腔体内的流动以使煤粉含量更加稳定均匀，提高了煤粉的使用率和燃烧效果。

如图5所示，流化装置70为锥形，流化装置70的大径端设置于开口处，流化装置70的小径端与第一管路81相连通，流化装置70的锥形面上开设有多个通气孔，通气孔上设置有第一滤网。这样设置便于煤粉与氮气更好的混合流化，流化装置的主要部件时流化板，采用高科技高性能不锈钢烧结丝网制造，其特点是耐高温、抗腐蚀、机械强度高、刚性大、使用寿命长，孔隙精度高、气流分布均匀、阻力损失小。其中，如果总管端即第一管路在喷吹罐体内部，不方便设备的检查和正常维护。在现场遇到事故需要进行设备检修的情况下，设备检修的不方便性，就有可能会在对设备的相关部件拆卸的时间上有相对较大的浪费，检修时间也会相应的增加。正常生产时间每推迟一分钟，便会减少一分钟的生产效益。而本申请通过将流化装置70的小径端与第一管路81可拆卸相连接以便于检修。

在本实施例中，流化装置70上设置有排污口，排污口设置有阀体。这样设置可随时清理流化装置上的杂物。

如图6所示，第一管路81的外周面上设置有多个通孔811，多个通孔811处均设置有第二滤网。优选地，多个通孔811沿第一管路81的周向均匀地设置。这样设置便于氮气更均匀地与第一管路内的煤粉再次流化，提高了煤粉的使用率和燃烧效果。

其中，流化装置70的大径端与开口处可拆卸地相连接如螺栓紧固。这样设置便于拆卸清洗，当然也可以是固定焊接式。

在本实施例中，第一管路81和第二管路82的连通处穿过混合器60的外壳的侧壁上。这样设置便于根据现有的上出料喷煤系统进行改造，节约空间。

经过改造后的工艺，与传统的工艺对比具有以下优点:针对上出料的问题缺点，均可彻底解决，并保证喷吹的连续性。喷吹连续性的提高，可以减少管道内煤粉量大的波动状态，使管道内的煤粉在输送过程中分布更加均匀。连续性、均匀性的提高，不仅可以有效的减少或避免煤粉管内的煤粉堵塞问题的发生，同时，也可以保证高炉工作所需煤粉的稳定供应，保障了生产的稳定运行，减少了高炉运行状态的波动，提高了生产效益。与上出料相比，在同等的工况、相同时间内，可明显提高煤粉喷吹量。当增多的煤粉量明显可见时，对生产时的可操控性有了极大的提高。因为煤粉量的增加明显可见，因此，高炉中的焦炭使用量也就可以相应的减少，在降低了焦煤比的同时，还不会影响生产的正常运行，又减少了生产成本，提高了生产效益。喷吹总管端在外部，更方便设备的检查与维护。减少了检修期间其他不必要时间的浪费，缩短了检修时间，能使正常的生产计划时间得到提前，有更多的时间去生产，不仅可以保证正常完成生产计划，还可以创造更多的经济价值。提高喷吹能力，保持喷吹连续性，确保高炉供煤正常，保障高炉正常生产运行。减少工艺过程产生的影响，使喷吹误差控制在规定范围内。设备的检查维护更加方便快捷。设备检查维护时，避免了人员的高空操作，保障了人员的人身安全。增加喷煤量，减少了焦炭量，降低了焦煤比，节约了生产成本。焦炭量的减少，减少了高炉煤气中有害气体的产生，提高了生产的环保性。在设备的维护的方便性提高的同时，可保证现场在出现紧急状况时，能快速的进行抢修，减少了设备的检修周期，提高了生产效率和效益。同等工况下，每小时喷煤量可增加3-5吨煤粉。低成本投资，高利润收益。

除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

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。