一种长距离高炉冶炼机前富氧系统及其控制方法与流程

【】本发明属于高炉冶炼，具体涉及一种长距离高炉冶炼机前富氧系统及其控制方法。

背景技术

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背景技术：

1、近年来，钢铁行业产能过剩，环保节能形势异常严峻。为了适应当前去产能、供给侧改革和节能降耗、绿色生态环保的形势，氧气的助燃性在金属冶炼行业得到广泛应用。为了提高高炉的理论温度以强化喷吹燃料在风口前燃烧，从而实现增加炼铁产量和冶炼强度的目的，现代高炉都采用了富氧鼓风技术。高炉富氧鼓风的方式包括机后富氧和机前富氧，且机后富氧是很多钢铁企业较多采用的方式。经过多年实践，发现机后富氧过程中必须要消耗大量的压缩氧气，会造成大量的电能消耗。近年来，钢铁行业产能过剩，环保节能形势异常严峻。为了适应当前去产能、供给侧改革和节能降耗、绿色生态环保的形势，缓解成本与环保的双重压力，机后富氧方式将被逐渐淘汰，更为节能的机前富氧技术在越来越多的钢铁企业逐渐得到推广应用。空气-氧气混合器是机前富氧的重要设备，混合均匀程度对高炉富氧率有一定影响。面对严峻的成本压力和市场环境，高炉机前富氧项目是重要降本增效项目之一。

2、现有的高炉机前富氧大多采用从一侧或两侧混入简易的混合器，氧气与空气的混匀度不高，存在系统安全性能不高等问题。

技术实现思路

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技术实现要素：

1、本发明的目的是提供一种长距离高炉冶炼机前富氧系统及其控制方法，以解决现有的高炉机前富氧氧气与空气的混匀度不高，存在系统安全性能不高的问题。

2、本发明采用以下技术方案：一种长距离高炉冶炼机前富氧系统，包括第一空气过滤器、第二空气过滤器和第三空气过滤器，第一空气过滤器经第一空气氧气混合器连通至第一鼓风机，第二空气过滤器经第二空气氧气混合器连通至第二鼓风机，第三空气过滤器经第三空气氧气混合器连通至第三鼓风机；

3、其中，第一空气氧气混合器通过第一氧气管道连通至一空分机组上，第二空气氧气混合器通过第二氧气管道连通至同一空分机组上，第三空气氧气混合器通过第三氧气管道连通至第一氧气管道，第三空气氧气混合器通过第四氧气管道连通至第二氧气管道；

4、空分机组用于为第一空气氧气混合器、第二空气氧气混合器和第三空气氧气混合器提供常压氧；第一空气氧气混合器、第二空气氧气混合器和第三空气氧气混合器分别用于将常压氧增至第一空气过滤器、第二空气过滤器和第三空气过滤器输出的空气中，最后再输送至第一鼓风机、第二鼓风机和第三鼓风机；

5、第一氧气管道、第二氧气管道、第三氧气管道和第四氧气管道上均设置有手动切断阀，各个手动切断阀均用于通过其自身的通断来控制所在氧气管道的通断。

6、进一步的，空分机组通过总管切断阀分别连通至第一氧气管道和第二氧气管道；第一氧气管道和第二氧气管道上沿氧气输出方向均依次设置有第二支管切断阀、流量计、氧气过滤器、启动调节阀、氧气气动快切阀、阻火器和氧含量分析仪。

7、进一步的，还包括一保安氮气管路，保安氮气管路包括一氮气主管路，氮气主管路的输出端分为第一氮气支路和第二氮气支路，第一氮气支路经第一气动快开阀门连通至第二氧气管道，第二氮气支路经第二气动快开阀门连通至第一氧气管道。

8、进一步的，氮气主管路上沿进气方向依次设置有第一截止阀、氮气罐和第二截止阀。

9、本发明采用的第二种技术方案是，一种长距离高炉冶炼机前富氧系统的控制方法，第一氧气管道靠近第一空气氧气混合器处设置有第一手动切断阀，第二氧气管道靠近第二空气氧气混合器处设置有第二手动切断阀，第三氧气管道靠近第一氧气管道处设置有第三手动切断阀，第四氧气管道靠近第二氧气管道和第三空气氧气管道两处分别设置有第四手动切断阀和第五手动切断阀；

10、控制方法包括以下内容：

11、当第一氧气管道和第二氧气管道中的氧含量不超过28％，且第一鼓风机和第二鼓风机正常工作时：

12、关闭第三手动切断阀、第四手动切断阀和第五手动切断阀；开启第一手动切断阀和第二手动切断阀；

13、氧气经过第一氧气管道和第二氧气管道、分别进入第一空气氧气混合器和第二空气氧气混合器，再分别送往第一鼓风机和第二鼓风机进行高炉富氧。

14、进一步的，当第一氧气管道和第二氧气管道中的氧含量不超过28％，且第一鼓风机暂停，第二鼓风机正常工作时：

15、打开第四手动切断阀、第二手动切断阀和第三手动切断阀，

16、关闭第三手动切断阀、第一手动切断阀，

17、常压氧气经过第二氧气管道、第二空气氧气混合器送往第二鼓风机进行高炉富氧；常压氧气还经过第四氧气管道、第三空气氧气混合器送往第三鼓风机进行高炉富氧。

18、进一步的，当第一氧气管道和第二氧气管道中的氧含量不超过28％，且第二鼓风机暂停，第一鼓风机正常工作时：

19、打开第三手动切断阀、第五手动切断阀；关闭第四手动切断阀、第一手动切断阀和第二手动切断阀；

20、常压氧气经过第一氧气管道、第一空气氧气混合器送往第一鼓风机进行高炉富氧；常压氧气还经过第三氧气管道、第三空气氧气混合器送往第三鼓风机进行高炉富氧。

21、进一步的，一种长距离高炉冶炼机前富氧系统的控制方法，其特征在于，第一氧气管道上的氧气气动快切阀为第一氧气气动快切阀，第二氧气管道上的氧气气动快切阀为第二氧气气动快切阀；

22、当第一氧气管道中的氧含量超过28％时，关闭第一氧气气动快切阀，打开第二气动快开阀门向第一氧气管道中通入氮气；

23、通过第一氧气管道上的氧含量分析仪实时测量，当第一氧气管道中的氧含量低于％时，开启第一氧气气动快切阀，关闭第二气动快开阀门。

24、进一步的，当第二氧气管道中的氧含量超过28％时，关闭第二氧气气动快切阀，打开第一气动快开阀门向第二氧气管道中通入氮气；

25、通过第二氧气管道上的氧含量分析仪实时测量，当第二氧气管道中的氧含量低于％时，开启第二氧气气动快切阀，关闭第一气动快开阀门。

26、本发明的有益效果是：本发明在鼓风机和空气过滤器之间增设空气氧气混合器，将空分机组与空气氧气混合器连通、并向空气氧气混合器中输送常压氧，混合后的气体输送至鼓风机进行高炉富氧。设置三个鼓风机，其中第三鼓风机为备用鼓风机，鼓风机采用开二备一运行模式，通过控制连通至各个鼓风机的管路上的阀门，来选择其中两个鼓风机正常工作。设置一条保安氮气管路分别连通至第一氧气管道和第二氧气管道，在第一氧气管道和/或第二氧气管道中的氧气含量超出标准是，可以通过关闭第一氧气管道和/或第二氧气管道的氧气输入，再向第一氧气管道和/或第二氧气管道内通入氮气来降低氧气含量，可以保护操作人员及设备设施的安全。本发明具有结构相对简单、气体混匀效果好、操作方便、节能降本，同时使用后可提高高炉冶炼强度、有利于高炉炉况顺行，经济效益非常可观，还可达到节能减排的目的。

技术特征：

1.一种长距离高炉冶炼机前富氧系统，其特征在于，包括第一空气过滤器(101)、第二空气过滤器(102)和第三空气过滤器(103)，所述第一空气过滤器(101)经第一空气氧气混合器(111)连通至第一鼓风机(141)，所述第二空气过滤器(102)经第二空气氧气混合器(112)连通至第二鼓风机(142)，所述第三空气过滤器(103)经第三空气氧气混合器(113)连通至第三鼓风机(143)；

2.如权利要求1所述的一种长距离高炉冶炼机前富氧系统，其特征在于，所述空分机组(1)通过总管切断阀(2)分别连通至第一氧气管道(201)和第二氧气管道(202)；所述第一氧气管道(201)和第二氧气管道(202)上沿氧气输出方向均依次设置有第二支管切断阀(3)、流量计(4)、氧气过滤器(5)、启动调节阀(6)、氧气气动快切阀、阻火器(8)和氧含量分析仪(19)。

3.如权利要求1或2所述的一种长距离高炉冶炼机前富氧系统，其特征在于，还包括一保安氮气管路，所述保安氮气管路包括一氮气主管路(205)，所述氮气主管路(205)的输出端分为第一氮气支路(206)和第二氮气支路(207)，所述第一氮气支路(206)经第一气动快开阀门(181)连通至第二氧气管道(202)，所述第二氮气支路(207)经第二气动快开阀门(182)连通至第一氧气管道(201)。

4.如权利要求1或2所述的一种长距离高炉冶炼机前富氧系统，其特征在于，所述氮气主管路(205)上沿进气方向依次设置有第一截止阀(15)、氮气罐(16)和第二截止阀(17)。

5.一种长距离高炉冶炼机前富氧系统的控制方法，其特征在于，所述第一氧气管道(201)靠近所述第一空气氧气混合器(111)处设置有第一手动切断阀(901)，所述第二氧气管道(202)靠近所述第二空气氧气混合器(112)处设置有第二手动切断阀(902)，所述第三氧气管道(203)靠近所述第一氧气管道(201)处设置有第三手动切断阀(903)，所述第四氧气管道(204)靠近所述第二氧气管道(202)和所述第三空气氧气管道两处分别设置有第四手动切断阀(904)和第五手动切断阀(905)；

6.如权利要求5所述的一种长距离高炉冶炼机前富氧系统的控制方法，其特征在于，当所述第一氧气管道(201)和第二氧气管道(202)中的氧含量不超过28％，且第一鼓风机(141)暂停，第二鼓风机(142)正常工作时：

7.如权利要求6所述的一种长距离高炉冶炼机前富氧系统的控制方法，其特征在于，当所述第一氧气管道(201)和第二氧气管道(202)中的氧含量不超过28％，且第二鼓风机(142)暂停，第一鼓风机(141)正常工作时：

8.如权利要求5至7中任意一项所述的一种长距离高炉冶炼机前富氧系统的控制方法，其特征在于，第一氧气管道(201)上的氧气气动快切阀为第一氧气气动快切阀(701)，第二氧气管道(202)上的氧气气动快切阀为第二氧气气动快切阀(702)；

9.如权利要求8所述的一种长距离高炉冶炼机前富氧系统的控制方法，其特征在于，当所述第二氧气管道(202)中的氧含量超过28％时，关闭第二氧气气动快切阀(702)，打开第一气动快开阀门(181)向第二氧气管道(202)中通入氮气；

技术总结
本发明公开了一种长距离高炉冶炼机前富氧系统及其控制方法，包括第一空气过滤器、第二空气过滤器和第三空气过滤器，第一空气过滤器经第一空气氧气混合器连通至第一鼓风机，第二空气过滤器经第二空气氧气混合器连通至第二鼓风机，第三空气过滤器经第三空气氧气混合器连通至第三鼓风机；第一空气氧气混合器、第二空气氧气混合器和第三空气氧气混合器分别用于将常压氧增至第一空气过滤器、第二空气过滤器和第三空气过滤器输出的空气中，最后再输送至第一鼓风机、第二鼓风机和第三鼓风机。其解决了现有的高炉机前富氧氧气与空气的混匀度不高，存在系统安全性能不高的问题。

技术研发人员：许佩,杨卫锋,耿荣刚,胡立堂
受保护的技术使用者：陕西龙门钢铁有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15