专利名称：燃气燃烧装置氮气置换系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种氮气置换系统，具体指一种燃气燃烧装置氮气置换系统。
背景技术：
我国钢铁产量已稳居世界第一。钢铁生产伴随大量低热值燃气(如高炉煤气)的产生，化工行业也有大量燃气产生，这些燃气一般通过燃气燃烧装置燃烧产热发电。燃气燃烧装置在启动时需先用燃油来启动，再切换为燃气，在切换过程中需要氮气来置换保护；在停机时，需由燃气切换为燃油再停机，同样需要氮气置换保护。然而，氮气置换保护一直是 困扰燃气燃烧装置正常运行的一个难点。传统氮气置换装置的结构为高压氮气源通过减压阀接到燃气模块，该结构易产生减压阀开启瞬间氮气流量跟不上致使压力过低，从而导致 燃气燃烧装置停机，另外，上述结构还容易出现下述现象当不需置换时，因减压阀本身泄漏导致减压阀后端的压力升高而使减压阀后的安全阀动作，减压阀后管道泄漏导致氮气压力下降而减压阀不能及时开启等技术问题。上述技术问题严重影响了燃气燃烧装置安全运行。
发明内容本实用新型的目的就是要提供一种安全可靠的燃气燃烧装置氮气置换系统。为实现此目的，本实用新型所设计的燃气燃烧装置氮气置换系统，包括燃气燃烧装置置换模块，其特征在于它还包括设有第一氮气入口和第一氮气出口的低压储罐、设有第二氮气入口和第二氮气出口的高压储罐、低压流量调节阀组、增压风机、高压流量调节阀组和高压保护回路，其中，所述第一氮气出口连接低压流量调节阀组的进气口，低压流量调节阀组的出气口连接增压风机的进气口，增压风机的出气口连接第二氮气入口，第二氮气出口连接高压流量调节阀组的进气口，高压流量调节阀组的出气口连接燃烧装置置换模块，所述低压流量调节阀组的进气口和高压流量调节阀组的出气口之间连接高压保护回路。进一步地，所述低压流量调节阀组包括依次串联的第一球阀、低压调节阀和第二球阀，所述第一球阀的进气口连接第一氮气出口，所述第二球阀的出气口连接增压风机的进气口，所述第一球阀、低压调节阀和第二球阀的串联管路与第一截止阀并联连接。进一步地，所述第二球阀的出气口设有第一智能压力表，所述第一智能压力表的控制信号输出端与低压调节阀的控制信号输入端相连。进一步地，所述高压流量调节阀组包括依次串联的第三球阀、高压调节阀门和第四球阀，所述第三球阀的进气口连接第二氮气出口，所述第四球阀的出气口连接燃烧装置置换模块；所述第三球阀、高压调节阀门和第四球阀的串联管路与第二截止阀和第三截止阀的串联管路并联连接。进一步地，所述高压保护回路包括依次串联的第四截止阀、回路调节阀、止回阀和第五截止阀，所述第四截止阀连接燃烧装置置换模块，所述第五截止阀连接第一氮气出口。[0009]进一步地，所述燃烧装置置换模块的进气口连接有第二智能压力表，所述第二智能压力表的控制信号输出端分别与回路调节阀和高压调节阀门的控制信号输入端相连。进一步地，所述高压储罐上设有第三智能压力表，所述第三智能压力表的控制信号输出端与增压风机的控制信号输入端相连。进一步地，所述第二截止阀和第三截止阀的串联管路半径小于所述第三球阀、高压调节阀门和第四球阀的串联管路半径。本实用新型通过低压储罐进行一级缓冲，通过增压风机进行增压，通过高压储罐进行二级缓冲，为燃气燃烧装置提供了压力较高、持续稳定的氮气保护置换气源，通过控制程序对低压流量调节阀组和高压流量调节阀组进行精确调节，确保燃气燃烧装置在启停过程中燃油和燃气的顺利切换，保证燃气燃烧装置的安全正常运行。本实用新型还具有调节 灵活、控制精确等特点，可实现智能化管理，对燃气燃烧装置适应性好，可广泛应用于各种燃气燃烧装置。
图I为本实用新型的结构示意图。其中，I一第一氮气入口、2—低压储罐、3—第一氮气出口、4一低压流量调节阀组、4. I一第一球阀、4. 2一低压调节阀、4. 3一第_■球阀、4. 4一第一截止阀、5—增压风机、6—第二氮气入口、7—高压储罐、8—第二氮气出口、9一高压流量调节阀组、9. I一第三球阀、
9.2一闻压调节阀门、9. 3一第四球阀、9. 4一第二截止阀、9. 5一第二截止阀、10—闻压保护回路、10. I一第四截止阀、10. 2一回路调节阀、10. 3一止回阀、10. 4一第五截止阀、11一燃气燃烧装置置换模块、12—第一智能压力表、13—第二智能压力表、14 一第三智能压力表。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明图I所示燃气燃烧装置氮气置换系统，包括燃气燃烧装置置换模块11、设有第一氮气入口 I和第一氮气出口 3的低压储罐2、设有第二氮气入口 6和第二氮气出口 8的高压储罐7、低压流量调节阀组4、增压风机5、高压流量调节阀组9和高压保护回路10，其中，第一氮气出口 3连接低压流量调节阀组4的进气口，低压流量调节阀组4的出气口连接增压风机5的进气口，增压风机5的出气口连接第二氮气入口 6，第二氮气出口 8连接高压流量调节阀组9的进气口，高压流量调节阀组9的出气口连接燃烧装置置换模块11，低压流量调节阀组4的进气口和高压流量调节阀组9的出气口之间连接高压保护回路10。上述技术方案中，燃烧装置置换模块11为现有燃烧装置氮气置换的执行机构。上述技术方案中，低压流量调节阀组4包括依次串联的第一球阀4. I、低压调节阀
4.2和第二球阀4. 3，第一球阀4. I的进气口连接第一氮气出口 3，第二球阀4. 3的出气口连接增压风机5的进气口，第一球阀4. I、低压调节阀4. 2和第二球阀4. 3的串联管路与第一截止阀4. 4并联连接。第二球阀4. 3的出气口设有第一智能压力表12，第一智能压力表12的控制信号输出端与低压调节阀4. 2的控制信号输入端相连。低压流量调节阀组4在低压情况下对氮气流量进行调节，第一智能压力表12将压力信息反馈给低压调节阀4. 2，以控制低压调节阀4. 2的工作状态。[0019]上述技术方案中，所述高压流量调节阀组9包括依次串联的第三球阀9. I、高压调节阀门9. 2和第四球阀9. 3，所述第三球阀9. I的进气口连接第二氮气出口 8，第四球阀9. 3的出气口连接燃烧装置置换模块11 ;所述第三球阀9. I、高压调节阀门9. 2和第四球阀9. 3的串联管路与第二截止阀9. 4和第三截止阀9. 5的串联管路并联连接。高压流量调节阀组9在高压情况下对氮气流量进行调节。上述技术方案中，所述第二截止阀9. 4和第三截止阀9. 5的串联管路半径小于第三球阀9. I、高压调节阀门9. 2和第四球阀9. 3的串联管路半径。旁路管道能在燃气燃烧装置启动时，可打开相应旁路管道上的第二截止阀9. 4和第三截止阀9. 5，用于高压流量调节阀组9后管道中的空气；另外，高压调节阀门9. 2开度调整时，阀前、阀后压差增大，可打开旁路管道上的第二截止阀9. 4和第三截止阀9. 5，提高高压流量调节阀组9后的管道压力，迅速减小高压流量调节阀组9前后压差。上述技术方案中，所述高压保护回路10包括依次串联的第四截止阀10. I、回路调节阀10. 2、止回阀10. 3和第五截止阀10. 4，第四截止阀10. I连接燃烧装置置换模块11，第五截止阀10. 4连接第一氮气出口 3。燃烧装置置换模块11的进气口连接有第二智能压力 表13，第二智能压力表13的控制信号输出端分别与回路调节阀10. 2和高压调节阀门9. 2的控制信号输入端相连。通过第二智能压力表13的测量压力值与设定压力值大小的比较来控制回路调节阀10. 2和高压调节阀门9. 2动作，将氮气压力稳定在设定范围内。上述技术方案中，高压储罐7上设有第三智能压力表14，第三智能压力表14的控制信号输出端与增压风机5的控制信号输入端相连。第三智能压力表14根据高压储罐7内的压力情况来控制增压风机5的工作状态。
以下结合附图对本使用新型的工作原理及工作过程做详细描述低压氮气来自于低压氮气管网，经管道由第一氮气入口 I进入低压储罐2，在低压储罐2内进行一级缓冲。一级缓冲后的低压氮气经管道进入低压流量调节阀组4进行流量调节。第一智能压力表12与低压调节阀4. 2联锁，低压流量调节阀组4的氮气出口与增压风机5的氮气入口管道连接。根据低压调节阀组氮气出口管道上的第一智能压力表12的压力大小来调节低压调节阀4. 2的开度，使合适流量的氮气进入增压风机5。在增压风机5中，低压惰性气通过增压风机5升压变为高压氮气，高压氮气作为燃气燃烧装置置换模块11的置换气体使用。增压风机5的氮气出口与高压储罐7的第二氮气入口 6连接。高压氮气在高压储罐7中进行二级缓冲，从而使高压氮气气源容量增大，而且压力更加稳定。高压储罐7的容积需满足一定次数以上的连续吹扫，从而提高系统的可靠性和稳定性。在所述的高压储罐7上设有第三智能压力表14，第三智能压力表14与增压风机5联锁。高压储罐7上的第二氮气出口 8与高压流量调节阀组9的气体进口管道连接。经高压储罐7缓冲后的高压氮气，通过高压流量调节阀组9进行流量调节控制。高压流量调节阀组9的进口管道和出口管道上设有旁路管道，旁路管道上串联设置第二截止阀9. 4和第三截止阀9. 5。串联两个截止阀可起到更好的止漏、止泄作用。旁路管道的管径小于主路管道的管径。旁路管道的作用，一是燃气燃烧装置启动时，可打开相应旁路管道上的两个截止阀，用于吹扫高压流量调节阀组9后管道中的空气；二是高压流量调节阀组9开度调整时，阀前、阀后压差增大，可打开旁路管道上的两个截止阀，提高高压流量调节阀组9后的管道压力，迅速减小高压流量调节阀组9前后压差。高压流量调节阀组9的氮气出口经管道与燃气燃烧装置置换模块11的氮气入口连接。高压流量调节阀组9出口管道上设有高压保护回路管道。燃气燃烧装置正常运行时不需要氮气吹扫保护，然而由于高压调节阀门9. 2后的阀门可能会发生泄漏，因此在燃气燃烧装置正常运行时，高压调节阀门9. 2需要保持一定开度，维持高压调节阀门9. 2后系统压力在合理范围。在燃气燃烧装置启动和停运时，必须“燃油切燃气”或“燃气切燃油”，在此过程中，需要用氮气置换保护燃气燃烧装置合成气模块。高压调节阀门9. 2与燃气燃烧装置置换模块11的氮气入口连接管道上的第二智能压力表13联锁，通过第二智能压力表13的测量压力值与设定压力值大小的比较来控制阀门动作，将氮气压力稳定在设定范围内。当设在燃气燃烧装置置换模块11的氮气入口连接管道上的第二智能压力表13的压力高于二级预设压力上限值时，回路调节阀10. 2自动开启泄压，部分高压氮气通过高压保护回路10回流至低压储罐2出口的低压氮气管道；当设在燃气燃烧装置置换模块11的氮气入口连接管道上的第二智能压力表13的压力低于二级预设压力下限值时，回路调节阀10. 2自动关 闭。
权利要求1.一种燃气燃烧装置氮气置换系统，包括燃气燃烧装置置换模块(11)，其特征在于它还包括设有第一氮气入口(I)和第一氮气出口(3)的低压储罐(2)、设有第二氮气入口(6)和第二氮气出口(8)的高压储罐(7)、低压流量调节阀组(4)、增压风机(5)、高压流量调节阀组(9)和高压保护回路(10)，其中，所述第一氮气出口(3)连接低压流量调节阀组(4)的进气口，低压流量调节阀组(4)的出气口连接增压风机(5)的进气口，增压风机(5)的出气口连接第二氮气入口(6)，第二氮气出口(8)连接高压流量调节阀组(9)的进气口，高压流量调节阀组(9)的出气口连接燃烧装置置换模块(11)，所述低压流量调节阀组(4)的进气口和高压流量调节阀组(9 )的出气口之间连接高压保护回路(IO )。
2.根据权利要求I所述的燃气燃烧装置氮气置换系统，其特征在于所述低压流量调节阀组(4)包括依次串联的第一球阀(4. I)、低压调节阀(4. 2)和第二球阀(4. 3)，所述第一球阀(4. I)的进气口连接第一氮气出口( 3 )，所述第二球阀(4. 3 )的出气口连接增压风机(5)的进气口，所述第一球阀(4. I)、低压调节阀(4. 2)和第二球阀(4. 3)的串联管路与第一截止阀(4. 4)并联连接。
3.根据权利要求2所述的燃气燃烧装置氮气置换系统，其特征在于所述第二球阀(4. 3)的出气口设有第一智能压力表(12),所述第一智能压力表(12)的控制信号输出端与低压调节阀(4. 2)的控制信号输入端相连。
4.根据权利要求I或2或3所述的燃气燃烧装置氮气置换系统，其特征在于所述高压流量调节阀组(9)包括依次串联的第三球阀(9. I)、高压调节阀门(9. 2)和第四球阀(9. 3)，所述第三球阀(9. I)的进气口连接第二氮气出口( 8 )，所述第四球阀(9. 3 )的出气口连接燃烧装置置换模块(11);所述第三球阀(9. I)、高压调节阀门(9. 2)和第四球阀(9. 3)的串联管路与第二截止阀(9. 4)和第三截止阀(9. 5)的串联管路并联连接。
5.根据权利要求I或2或3所述的燃气燃烧装置氮气置换系统，其特征在于所述高压保护回路(10)包括依次串联的第四截止阀(10. I)、回路调节阀(10. 2)、止回阀(10. 3)和第五截止阀(10. 4)，所述第四截止阀(10. I)连接燃烧装置置换模块(11)，所述第五截止阀(10. 4)连接第一氮气出口(3)。
6.根据权利要求5所述的燃气燃烧装置氮气置换系统，其特征在于所述燃烧装置置换模块(11)的进气口连接有第二智能压力表(13)，所述第二智能压力表(13)的控制信号输出端分别与回路调节阀(10. 2)和高压调节阀门(9. 2)的控制信号输入端相连。
7.根据权利要求I或2或3所述的燃气燃烧装置氮气置换系统，其特征在于所述高压储罐(7)上设有第三智能压力表(14)，所述第三智能压力表(14)的控制信号输出端与增压风机(5)的控制信号输入端相连。
8.根据权利要求4所述的燃气燃烧装置氮气置换系统，其特征在于所述第二截止阀(9. 4)和第三截止阀(9. 5)的串联管路半径小于所述第三球阀(9. I)、高压调节阀门(9. 2)和第四球阀(9. 3)的串联管路半径。
专利摘要本实用新型公开了燃气燃烧装置氮气置换系统，包括燃气燃烧装置置换模块、低压储罐、高压储罐、低压流量调节阀组、增压风机、高压流量调节阀组和高压保护回路，第一氮气出口连低压流量调节阀组的进气口，低压流量调节阀组的出气口连增压风机的进气口，增压风机的出气口连第二氮气入口，第二氮气出口连高压流量调节阀组的进气口，高压流量调节阀组的出气口连燃烧装置置换模块，低压流量调节阀组的进气口和高压流量调节阀组的出气口之间连高压保护回路。本实用新型为燃气燃烧装置提供了压力较高、持续稳定的氮气保护置换气源，确保燃气燃烧装置在启停过程中燃油和燃气的顺利切换，保证燃气燃烧装置的安全正常运行。
文档编号F23M11/00GK202660596SQ20122030672
公开日2013年1月9日 申请日期2012年6月28日 优先权日2012年6月28日
发明者王洪, 李先旺, 周章华, 李社锋, 吴高明, 艾庆文, 罗聪, 杨键, 何群林, 周建洲 申请人:武汉钢铁(集团)公司, 武汉都市环保工程技术股份有限公司