压缩风机供氧装置及使用该供氧装置的高炉冶炼系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种压缩风机供氧装置及使用该供氧装置的高炉冶炼系统，供氧装置包括具有进气口、出气口的压缩风机，压缩风机的进气口连接有低压输气管路、出气口连接有用于输出高压富氧空气的高压供气管路，高压供气管路和低压输气管路之间设有用于将高压供气管路输出的富氧气体引向低压输气管路以防止压缩风机发生喘振的防喘振富氧空气回收管路。在压缩风机工况发生变化时，利用防喘振富氧空气回收管路将压缩风机通过高压供气管路输出的高压富氧空气引向低压输气管路中，避免压缩风机工况受到连锁影响而发生喘振事故，而且，将富氧空气引向低压输气管路中可以实现对这些富氧空气中氧气的回收利用，避免浪费，降低成本。
【专利说明】
压缩风机供氧装置及使用该供氧装置的高炉冶炼系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种压缩风机供氧装置及使用该供氧装置的高炉冶炼系统。【背景技术】
[0002]富氧鼓风是往高炉中加入工业氧，使鼓风含氧量超过大气含氧量，富氧鼓风可提高燃烧温度，有利于提高炉缸温度，它是强化冶炼的一种工艺。
[0003]在授权公告号为CN203728859U的中国实用新型专利中公开了一种高炉鼓风机机前供氧装置，起包括空气管道、氧气管道和氮气管道，其中，空气管道上依次设置有过滤器和氧气空气混合器，氧气管道的出气口与氧气空气混合器相连通，氧气空气混合器设置在鼓风机的前端，在氧气管道上设有氧气蝶阀、氧分析仪、氧气入口快切阀和氧气流量调节阀。使用时，布置在鼓风机前的混合器实现空气与氧气的混合，再由鼓风机压缩，为高炉炼铁提供可靠的富氧空气。
[0004]实际上，在高炉富氧炼铁过程中，压缩风机是核心动力设备，是高炉设备的心脏。 但是，由于生产中高炉工况变化的不确定性，会使得高炉的风机运行工况发生改变，从而使高炉风机进入小流量工况下的不正常运行状态，继而发生风机喘振。喘振是风机特有的不稳定运行工况，其表现为系统内出现气流周期性震荡的现象。喘振严重限制了风机的稳定工作范围和运行效率，喘振一旦发生，若未及时采取有效措施，会在极短的时间内使高炉空气压缩风机遭受严重损坏，从而造成巨大的经济损失。
[0005]风机喘振影响较为严重，因此，防喘振控制是风机控制系统中不可或缺的功能。防喘振控制不仅事关风机安全，也会影响风机的运行效率。在风机防喘振控制方法中，放空排放是最常用的方法。由于温度的变化，防喘振曲线往往存在一定的偏差，同时，防喘振放空开度设计可能不精确，这样一来，一方面会影响压缩风机运行的安全性，另一方面也容易出现由于防喘振阀开度过大而造成的浪费。现有技术中，为了避免高炉风机发生喘振，有些钢铁厂在风机操作规程上规定，在风机运行时，必须将防喘振阀开启某一设定的开度，以避免风机运行时进入喘振工况。在目前普遍采用的机前供氧工艺中，这种操作会造成不必要的富氧空气的浪费，而且，在排空过程中也会产生巨大的噪音，影响环境。【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的在于提供一种压缩风机供氧装置，以解决现有技术中需要将防喘振阀开启设定开度进行排空操作进而浪费富氧空气的技术问题；同时，本实用新型还提供一种使用上述供氧装置的高炉冶炼系统。
[0007]为实现上述目的，本实用新型所提供的压缩风机供氧装置的技术方案是:一种压缩风机供氧装置，包括具有进气口、出气口的压缩风机，压缩风机的进气口连接有低压输气管路、出气口连接有用于输出高压富氧空气的高压供气管路，所述的高压供气管路和低压输气管路之间设有用于将高压供气管路输出的富氧空气引向低压输气管路以防止压缩风机发生喘振的防喘振富氧空气回收管路。
[0008]所述的防喘振富氧空气回收管路上设有用于控制氧气回收管路通断开度的控制阀。
[0009]所述的防喘振富氧空气回收管路上设有用于对回收的富氧气体进行降温处理的换热器和/或用于对回收的富氧气体进行干燥处理的水分离器。
[0010]所述的高压供气管路上连接有用于与外接大气连通的防喘振放空气路，防喘振放空气路上设有放空消首器。
[0011]所述的低压输气管路包括混合器和连接在混合器与压缩风机的进气口之间的低压通气管，所述的防喘振富氧空气回收管路与所述混合器或所述低压通气管连接以将所述富氧气体引向低压输气管路。
[0012]所述的混合器上连接有用于向混合器供给氧气的氧气气路和用于向混合器供给空气的空气气路。
[0013]所述的混合器上连接有制氧气路，制氧气路上设有膜分离制氧器。
[0014]所述的混合器上连接有用于向混合器中供给氮气的清扫保护气路。
[0015]本实用新型所提供的高炉冶炼系统的技术方案是:一种高炉冶炼系统，包括高炉和向高炉供给富氧空气的压缩风机供氧装置，供氧装置包括具有进气口、出气口的压缩风机，压缩风机的进气口连接有低压输气管路、出气口连接有用于输出高压富氧空气的高压供气管路，所述的高压供气管路和低压输气管路之间设有用于将高压供气管路输出的富氧空气引向低压输气管路以防止压缩风机发生喘振的防喘振富氧空气回收管路。
[0016]本实用新型的有益效果是:本实用新型所提供的压缩风机供氧装置中，在高压供气管路和低压输气管路之间设有防喘振富氧空气回收管路，这样可以在压缩风机工况发生变化时，利用防喘振富氧空气回收管路将压缩风机通过高压供气管路输出的高压富氧空气引向低压输气管路中，避免压缩风机工况受到连锁影响而发生喘振事故，而且，将阜阳空气引向低压输气管路中可以实现对这些富氧空气中氧气的回收利用，避免浪费，降低成本。
[0017]进一步地，在防喘振富氧空气回收管路上设置控制阀，这样可以控制防喘振富氧空气回收管路的通断开度，以更好的控制整个供氧装置，满足高炉的冶炼需要，避免压缩风机发生喘振事故，同时实现对富氧空气中氧气的回收利用。
[0018]进一步地，在防喘振富氧空气回收管路上设置换热器和水分离器以对回收的富氧空气进行对应的降温、干燥处理，以避免其混入低压输气管路中时，对低压输气管路中的气体造成不利的影响。
[0019]进一步地，高压供气管路上还设有防喘振放空气路，可以在紧急状态下，进行放空，实现在防喘振氧气回收气路发生故障时进行紧急放空气路，避免发生喘振事故。
[0020]进一步地，混合器上连接有空气气路和氧气气路，将氧气和空气混合而得到安全浓度的富氧空气。【附图说明】
[0021]图1为本实用新型所提供的压缩风机供氧装置的实施例1的结构示意图；
[0022]图2为图1中A处放大图；
[0023]图3为本实用新型所提供的压缩风机供氧装置的实施例2的结构示意图。【具体实施方式】
[0024]下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明。[〇〇25] 实施例1:
[0026]本实用新型所提供的压缩风机供氧装置的具体实施例1，如图1和图2所示，该压缩风机供氧装置应用于高炉冶炼系统中，用于与高炉1连通以向高炉1供给富氧空气，此处的供氧装置包括具有进气口、出气口的压缩风机3，压缩风机3的进气口连接有低压输气管路， 压缩风机3的出气口连接有用于与高炉1连通的高压供气管路2。压缩风机3采用现有高炉供氧装置常用的风机结构，在此不再赘述。
[0027]本实施例与现有技术中的供氧装置的不同之处主要在于:高压供气管路2和低压输气管路之间设有用于将高压供气管路输出的富氧气体引向低压输气管路以防止压缩风机发生喘振的防喘振富氧空气回收管路19,并且，在防喘振富氧空气回收管路19上设有用于控制氧气回收管路通断开度的控制阀20。并且，在防喘振富氧空气回收管路19上设有用于对回收的富氧气体进行降温处理的换热器18和用于对回收的富氧气体进行干燥处理的水分离器17。
[0028]需要说明的是，本实施例中的低压输气管路包括混合器5和连接在混合器5与压缩风机3的进气口之间的低压通气管4,本实施例中的防喘振富氧空气回收管路19直接与混合器5连接，以将富氧气体引向低压输气管路。
[0029]本实施例中，在混合器5上还连接有用于向混合器5供给氧气的氧气气路6和用于向混合器供给空气的空气气路8。空气气路8上设有空气过滤器9。氧气气路8上对应设置有氧气过滤器13和阻火器7。
[0030]另外，混合器还通过氧气气路8连接有用于向混合器中供给氮气的清扫保护气路 14,清扫气路14上对应设有氮气储气罐15,使用时，通过氮气气源16向氮气储气罐15供气。
[0031]并且，为防止防喘振氧气回收气路发生故障时发生喘振事故，在高压供气管路上连接有用于与外接大气连通的防喘振放空气路11，防喘振放空气路上设有现有技术中的防喘振阀，防喘振放空气路11上设有放空消音器12。
[0032]使用时，利用防喘振放空气路将压缩风机的出气口输出的高压富氧气体通入混合器中，在防喘振的同时，实现了对富氧气体的回收利用，实现节能节电的目的。[〇〇33]本实施例中，在防喘振富氧空气回收管路上设有多个压力检测器和多个温度检测器，以用于检测相应管路中的空气流体参数，一方面实现对管路中流体的监控，另一方面， 也可以更好的控制相应的水分离器和换热器的工作。相应，在其他管路上设置的压力检测器或其他类型的检测器也用于检测相应管路中的流体参数。[〇〇34]本实施例中，在防喘振富氧空气回收管路上设有控制阀，以调整对应管路的通断开度，这样可以在压缩风机处于正常工况下时，关闭防喘振富氧空气回收管路，使压缩风机输出的高压富氧空气全部进入高炉中，保证高炉的正常工作需要，在压缩风机处于小流量的非正常工况下时，可以打开控制阀，通过防喘振回收气路将部分富氧空气回收送入低压输气管路中，以实现防治压缩风机发生喘振的目的，同时，实现对富氧空气的回收利用。在其他实施例中，如果防喘振富氧空气回收管路的管径为设定的用于满足防喘振需要的尺寸时，可以不设置控制阀，此时，防喘振富氧空气回收管路可保持导通状态。
[0035]本实施例中，防喘振富氧空气回收管路上设置有换热器和水分离器，在其他实施例中，也可以仅设置换热器或水分离器。[〇〇36] 实施例2:
[0037]本实用新型所提供的压缩风机供氧装置的具体实施例2,如图3所示，其与实施例1 中的供氧装置的不同之处主要在于:混合器上不再分别连接氧气气路和空气气路，而是替换了制氧方式，在混合器5上连接有制氧气路30,制氧气路30上设有膜分离制氧器31，这样直接从空气中获取设定氧气浓度的混合气体。
[0038]上述两个实施例中的供氧装置不仅可应用于高炉冶炼，还适应于高原富氧、各种水泥回转窑、玻璃窑、锅炉富氧助燃以及保健用氧等场合。
[0039]本实用新型还提供高炉冶炼系统的实施例，该实施例中的高炉冶炼系统包括高炉和向高炉提供富氧空气的压缩风机供氧装置，该压缩风机供氧装置具体可采用上述两种压缩风机供氧装置实施例中的供氧装置的结构，再次不在赘述。
【主权项】
1.一种压缩风机供氧装置，包括具有进气口、出气口的压缩风机，压缩风机的进气口连 接有低压输气管路、出气口连接有用于输出高压富氧空气的高压供气管路，其特征在于:所 述的高压供气管路和低压输气管路之间设有用于将高压供气管路输出的富氧空气引向低 压输气管路以防止压缩风机发生喘振的防喘振富氧空气回收管路。2.根据权利要求1所述的压缩风机供氧装置，其特征在于:所述的防喘振富氧空气回收 管路上设有用于控制氧气回收管路通断开度的控制阀。3.根据权利要求1所述的压缩风机供氧装置，其特征在于:所述的防喘振富氧空气回收 管路上设有用于对回收的富氧气体进行降温处理的换热器和/或用于对回收的富氧气体进 行干燥处理的水分离器。4.根据权利要求1所述的压缩风机供氧装置，其特征在于:所述的高压供气管路上连接 有用于与外接大气连通的防喘振放空气路，防喘振放空气路上设有放空消音器。5.根据权利要求1至4中任一项所述的压缩风机供氧装置，其特征在于:所述的低压输 气管路包括混合器和连接在混合器与压缩风机的进气口之间的低压通气管，所述的防喘振 富氧空气回收管路与所述混合器或所述低压通气管连接以将所述富氧气体引向低压输气 管路。6.根据权利要求5所述的压缩风机供氧装置，其特征在于:所述的混合器上连接有用于 向混合器供给氧气的氧气气路和用于向混合器供给空气的空气气路。7.根据权利要求5所述的压缩风机供氧装置，其特征在于:所述的混合器上连接有制氧 气路，制氧气路上设有膜分离制氧器。8.根据权利要求5所述的压缩风机供氧装置，其特征在于:所述的混合器上连接有用于 向混合器中供给氮气的清扫保护气路。9.一种高炉冶炼系统，包括高炉和向高炉供给富氧空气的压缩风机供氧装置，其特征 在于:所述的压缩风机供氧装置采用如权利要求1至8中任意一项所述的压缩风机供氧装置。
【文档编号】C21B7/00GK205576188SQ201620398049
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年5月5日
【发明人】王新春, 杨世贤, 陈少云, 王昭敏, 孟志明
【申请人】开封中化换热设备有限公司, 王新春