一种提高高炉冶炼强度的顶压能量回收装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种提高高炉冶炼强度的顶压能量回收装置，包括高炉、重力除尘器、布袋除尘器、入口蝶阀、入口插板阀、文丘里管、透平入口紧急切断阀、透平膨胀机、发电机、励磁机、静叶伺服油缸、出口插板阀、出口插板阀、高精度顶压控制器、高炉炉顶压力变送器等共同构成（简称３Ｈ－ＴＲＴ系统，其３个“Ｈ”分别是“高精度控制”、“提高高炉顶压”和“提高高炉利用系数”的特性中，英文单词“ＨＩＧＨ”的第一个字母）。该装置不仅可达到环保降噪，高效回收电能的目的，而且，还可确保高炉顶压稳定，使高炉增产，降低成本，具有巨大的经济效益与社会效益。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于动力机械工程专业领域的一种能量回收装置，特别涉及 一种用于提高高炉冶炼强度的顶压能量回收装置，该装置可进一步扩展到冶 金、石化应用领域，通过透平控制实现能量回收。
技术介绍
传统的高炉工艺流程中，高炉炉顶的煤气(压力150-300Kpa)先通过重 力除尘器除尘后，再经过减压阀组减压到10Kpa左右，排入储气罐供工厂热 风炉作为燃料用。原高炉煤气所具有的压力能和热能被白白地浪费在减压阀 组上，造成大量的能源浪费和噪声污染。目前常规的方法是采用TRT装置替 代减压阀组(减压阀组切换为备用方式)进行发电，该TRT装置不改变原高 炉煤气的品质，也不影响煤气用户的正常使用，却回收了被减压阀组白白释 放的能量，又净化了煤气，降低了噪音，有效地控制炉顶的压力波动，从而 改善了高炉的操作条件。该装置在运行过程中不产生污染，几乎没有能源消 耗，发电成本低。而利用TRT装置进行发电，用户往往担心TRT装置会降低 高炉顶压的稳定性，从而影响主流程工艺过程。引起高炉顶压不稳定的原因 是多方面的，主要因素有高炉冶炼原料添加过程中的不均匀(变工况)；高 炉内多种介质的高温、多相流动、物理和化学变化；高炉进风的鼓风机的压 力与流量变化；TRT装置中透平机的静叶的变动和运行工况改变，包括启动， 正常停机，紧急停机等工况；其它因素如除尘器积尘，管路泄漏等引起流动 阻尼改变的一些随机因素。由于上述因素大多具有不确定性，并且对j:卢顶压 力变化的影响具有非线性特点。在炼铁工艺流程中，高炉炉顶压力操作值及其稳定性，是关系到炼铁产量和效益的重要指标。传统的高炉在正常生产时，其炉顶压力是通过控制串 联在高炉出口煤气管道上减压阀组的阀门开度来实现的，顶压波动值一般在士5KPa左右，同时，高炉煤气的压力能则在调节过程中，通过减压阀组以噪 音能的形式泄放出来，形成了环境噪音的污染。高炉的顶压安全值是设计时确定的，在高炉实际运行时，考虑到顶压的 波动，顶压设定值与顶压安全值之间至少留有设定值5 10%的"波动裕度"， 因此顶压设定值通常至少要低于安全值5 10%，以保证顶压波动值低于安全 值。随着高炉煤气能量回收透平技术的发展，采取了在高炉出口减压阀组上 并联透平能量回收机组(TRT)的系统技术，通过对透平静叶的控制替代减压 阀组的调节功能，既满足了高炉炉顶压力的控制要求，又回收了原流程中消 耗在减压阀组上的压力能，消除了噪音污染。传统的TRT装置中，虽然采用了可调静叶技术，高炉煤气的压力能通过 透平机膨胀做功，驱动发电机转变为电能，达到了降噪环保的功能。但是， 在正常生产时，高炉顶压波动值仍只能控制在土5KPa左右，在紧急停机时， 其顶压波动值控制在土10KPa的范围内，单纯从炉顶压力的控制精度和稳定 性方面，与减压阀组相比较，并没有得到有效的提高。另外，该TRT装置的 高炉顶压与冶炼强度和入炉焦比没有具体量化的对应关系。因此，在炉料结 构较好的情况下，无法通过提高高炉的顶压设定值，增大进风的质量流量来 提高高炉的冶炼强度和降低入炉焦比。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的缺陷或不足，本技术的目的在于，提供一 种提高高炉冶炼强度的顶压能量回收装置，该装置不仅可达到环保降噪，高 效回收电能的目的，而且，还可确保高炉顶压稳定，使高炉增产，降低成本， 具有巨大的经济效益与社会效益。为了实现上述任务，本技术采取如下的技术解决方案一种提高高炉冶炼强度的顶压能量回收装置，包括高炉，高炉与重力除 尘器和布袋除尘器相连，其特征在于，布袋除尘器的出口端分为两路，其中， 一路通过管路连接有一对相互并联的减压阀组去工艺管网，减压阀组的ll出 端与出口蝶阀的出口端连接;布袋除尘器的另一路通过管路连接有入口蝶阀， 入口蝶阀的出口端分成三路，分别连接有第一旁通阀、第二旁通阀和入口插 板阀；入口插板阀的输出端连接有文丘里管，文丘里管通过相互并联的入口 紧急切断阀和均压阀与带有静叶伺服油缸的透平膨胀机连接，透平膨胀机同 轴串联布置有发电机和励磁机，透平膨胀机的出口管路分成两路，其中一路 与并联的第一旁通阀和第二旁通阀出口管路相连，另一路与出口插板阀的入 口管路相连，出口插板阀的输出端连接有出口蝶阀；第一旁通阀连接有阀门位置变送器和阀门液控单元，其阀门位置变送器 和阀门液控单元又同时连接到第一旁通阀的伺服器控制器上；第二旁通阀连接有阀门位置变送器和阀门液控单元，其阀门位置变送器 和阀门液控单元又同时连接到第二旁通阀的伺服器控制器上；透平膨胀机两端连接有静叶伺服执行机构，静叶伺服执行机构连接有静 叶位置变送器和静叶液控单元；其静叶位置变送器和静叶液控单元又同时连 接到静叶伺服器控制器上；高炉炉顶压力变送器连接至高炉的炉顶上，煤气流量变送器连接至文丘 里管上；高精度顶压控制器分别与高炉炉顶压力变送器、煤气流量变送器、 第一旁通阀伺服器控制器、第二旁通阀伺服器控制器和静叶伺服器控制器相 连。本技术的提高高炉冶炼强度的顶压能量回收装置，与传统的TRT系 统相比，具有以下的技术特点1.装置采用了高炉平均压力增高比与利用系数和入炉焦比的量化关系式；2. 专门集成了 STPC专利技术和ZETA伺服控制器，并通过采集高炉顶压、 崩料、坐料、悬料、休风和装料等变工况信号，根据TRT管网系统中煤气流 动压力流量变化的流体力学平衡方程以及压力流量瞬态变化的响应特性，同 时结合最先进的高级智能控制算法，计算出静叶或旁通阀的动态开度，运用 高炉顶压闭环和透平膨胀机静叶伺服系统闭环串级控制的技术方案，使高炉 在正常生产的各种工况下，其顶压波动值均控制在土2KPa的范围内，在紧急 停机时，其顶压波动值控制在土4KPa的范围内，确保了高炉生产的稳定性。3. 由于能够确保炉顶压力高度稳定，按常规预留的波动裕度将大大减少， 为提高高炉的炉顶压力设定值提供了有力保证。在炉料结构允许的条件下， 其顶压设定值可提高3% 8%。由于相应增大了高炉送风的质量流量，因此， 提高了高炉的利用系数和降低了焦比。附图说明图l是本技术的装置示意图，其中的标号分别表示1、高炉，2、 重力除尘器，3、布袋除尘器，4、减压阀组，5、入口蝶阀，6、第一旁通阀， 7、第二旁通阀，8、入口插板阀，9、入口文丘里管，10、透平入口紧急切断 阀，11、均压阀，12、静叶伺服油缸，13、透平膨胀机，14、发电机，15、 励磁机，16、出口插板阀，17、出口蝶阀，18、高炉炉顶压力变送器，19、 高精度顶压控制器，20、煤气流量变送器，21、第一旁通阀伺服器控制器， 22、第一旁通阀液控单元，23、第一旁通阀阀位变送器，24、第二旁通阀伺 服器控制器，25、第二旁通阀液控单元，26、第二旁通阀阀位变送器，27、静叶伺服器控制器，28、静叶执行机构液控单元，29、静叶位置变送器。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步的详细说明。l.装置的设计依据1)高炉平均压力增高比与利用系数的关系据周传典主编的《高炉炼铁生产技术手册》介绍顶压提高10KPa，可 增加风量3%，提高冶炼强度3%，在焦比不变条件下增产3%。 一般高炉顶压 每提高10 KPa。增产率为2% - 3%;当120 KPa提高到300KPa， 顶压每提 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高高炉冶炼强度的顶压能量回收装置，包括高炉（１），高炉（１）与重力除尘器（２）和布袋除尘器（３）相连，其特征在于，布袋除尘器（３）的出口端分为两路，其中，一路通过管路连接有一对相互并联的减压阀组（４）去工艺管网，减压阀组（４）的输出端与出口蝶阀（１７）的出口端连接；另一路通过管路连接有入口蝶阀（５），入口蝶阀（５）的出口端分成三路，分别连接有第一旁通阀（６）、第二旁通阀（７）和入口插板阀（８）；入口插板阀（８）的输出端连接有文丘里管（９），文丘里管（９）通过相互并联的入口紧急切断阀（１０）和均压阀（１１）与带有静叶伺服油缸（１２）的透平膨胀机（１３）连接，透平膨胀机（１３）同轴串联布置有发电机（１４）和励磁机（１５），透平膨胀机（１３）的出口管路分成两路，其中一路与并联的第一旁通阀（６）和第二旁通阀（７）出口管路相连，另一路与出口插板阀（１６）的入口管路相连，出口插板阀（１６）的输出端连接有出口蝶阀（１７）；　第一旁通阀（６）连接有阀门位置变送器（２３）和阀门液控单元（２２），其阀门位置变送器（２３）和阀门液控单元（２２）又同时连接到第一旁通阀（６）的伺服器控制器（２１）上；　第二旁通阀（７）连接有阀门位置变送器（２６）和阀门液控单元（２５），其阀门位置变送器（２６）和阀门液控单元（２５）又同时连接到第二旁通阀（７）的伺服器控制器（２４）上；　透平膨胀机（１３）两端连接有静叶伺服执行机构（１２），静叶伺服执行机构（１２）连接有静叶位置变送器（２９）和静叶液控单元（２８）；其静叶位置变送器（２９）和静叶液控单元（２８）又同时连接到静叶伺服器控制器（２７）上；　高炉炉顶压力变送器（１８）连接至高炉（１）的炉顶上，煤气流量变送器（２０）连接至文丘里管（９）上；高精度顶压控制器（１９）分别与高炉炉顶压力变送器（１８）、煤气流量变送器（２０）、第一旁通阀伺服器控制器（２１）、第二旁通阀伺服器控制器（２４）和静叶伺服器控制器（２７）相连。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：印建安，章本照，陈党民，王航，柳黎光，沈新荣，王斗，杨春节，赵正平，陈立斌，李宏安，彭洪斌，牛卫民，
申请(专利权)人：西安陕鼓动力股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：87[中国|西安]