高压天然气与低压煤气的混合设备与混合方法技术

本发明专利技术揭示了一种高压天然气与低压煤气的混合设备，包括：低压煤气输送管道、高压天然气管道和减压组件。低压煤气输送管道连接到加压机并输送低压煤气，加压机将低压煤气加压后输送到加热炉。高压天然气管道输送高压天然气。减压组件的一端连接高压天然气管道，一端连接在加压机的输出端，减压组件对高压天然气减压后混入经加压的低压煤气，并输送到加热炉，减压组件包括依次连接的入口切断阀、多级调压器、安全放散阀、调压放散阀、流量调节阀和出口切断阀。本发明专利技术还揭示了一种高压天然气与低压煤气的混合方法。本发明专利技术能够将高压的天然气通过减压方式减压后混合到低压煤气中，解决了高压天然气混入低压煤气时的压力波动问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及煤气混合技术，尤其涉及一种高压天然气与低压煤气的混合设备与混合方法。
技术介绍
冶金工业的热轧工艺是将较厚的板坯加热炉到一定温度（一般1000℃以上），然后经过粗轧机组和精轧机组进行轧制，最后变成较薄的带钢，并通过卷取机将带钢卷好。在这一过程当中需要特制的加热炉将板坯加热到需要的温度，加热所使用的燃料大多为冶金所产生的附属煤气，包括高炉、转炉和焦炉煤气。通过煤气混合站将各单一煤气按照需要的比率进行混合后送加热炉作为燃料。通常情况下，选用的加热炉燃料有两种，一种是两种煤气进行混合：“焦炉煤气+高炉煤气”，另外一种是三种煤气混合：“焦炉煤气+高炉煤气+转炉煤气”。国内外绝大部分热轧产线的加热炉和煤气混合站均采用上述模式，这样做不仅可以有效的利用冶金过程中产生的附属品，做到物尽其用，同时该模式下由于煤气属于自产产品，所有应用费用低，取材方便，所以得到了广泛的应用。还有一些小型加热炉，由于不能连续、低价获得加热所需要的各类煤气燃料，有时候会直接采用纯天然气进行加热，这样做的好处是灵活方便，缺点就是成本较高。对于大型的板坯加热炉来说，最为常用的还是采用焦炉煤气、高炉煤气和转炉煤气作为燃料。随着整个社会对于节能环保以及能源、成本要求逐步的提升时，随着钢铁企业自身生产规模的逐步扩大，往往就会在煤气平衡方面出现困难，特别是焦炉煤气和转炉煤气，本来就较为紧张，一旦焦炉和转炉发生故障，煤气量无法满足整个公司的使用要求，不得不有针对性的对部分厂进行限产甚至停产。解决此问题的途径就是再找到一种气体，将其和现有常规的焦炉、高炉和转炉煤气其中的一种或几种混合，作为燃料供加热炉使用。事实上，随着西气东输工程的逐步实施，天然气依然成为了最为合理的第4种气体。但由于天然气压力很高（约16公斤），一些企业在使用过程中由于无法快速、稳定的控制压力，从而也就不能连续的使用天然气，而且投运过程复杂、耗时较长。
技术实现思路
本方法旨在解决现有技术中的问题，做到快速、稳定、连续的投运天然气，将高压天然气按照混入低压煤气中。根据本专利技术的一实施例，提出一种高压天然气与低压煤气的混合设备，包括：低压煤气输送管道、高压天然气管道和减压组件。低压煤气输送管道连接到加压机并输送低压煤气，加压机将低压煤气加压后输送到加热炉。高压天然气管道输送高压天然气。减压组件的一端连接高压天然气管道，一端连接在加压机的输出端，减压组件对高压天然气减压后混入经加压的低压煤气，并输送到加热炉，所述减压组件包括依次连接的入口切断阀、多级调压器、安全放散阀、调压放散阀、流量调节阀和出口切断阀。在一个实施例中，低压煤气输送管道包括转炉煤气支管、高炉煤气支管和焦炉煤气支管。在一个实施例中，减压组件的开启顺序为：首先打开出口切断阀，待出口切断阀打开到位后，开启流量调节阀至小开度并打开调压放散阀，待调压放散阀前端的压力达到预定压力后，打开多级调压阀至小开度，在打开多级调压阀是开始计时并以延时方式打开入口切断阀建立高压天然气的减压通路。在一个实施例中，多级调压阀包括级联的第一级调压阀和第二级调压阀，第一级调压阀连接到入口切断阀，第二级调压阀连接到调压放散阀；第一级调压阀具有第一压力变送器，第一压力变送器检测第一级调压阀的输出压力并根据输出压力调节第一级调压阀的开度；第二级调压阀具有第二压力变送器，第二压力变送器检测第二级调压阀的输出压力并根据输出压力调节第二级调压阀的开度。在一个实施例中，该减压组件还包括流量变送器，流量变送器连接在调压放散阀和流量调节阀之间，流量变送器依据天然气流量调节流量调节阀的开度。在一个实施例中，在安全放散阀和调压放散阀之间设置有第三压力变送器，第三压力变送器检测调压放散阀前端的压力；调压放散阀前端的预定压力为减压组件输出压力的2倍。根据本专利技术的一实施例，揭示了一种高压天然气与低压煤气的混合方法，包括：采集低压煤气，对低压煤气加压后输送到加热炉；采集高压天然气，高压天然气送入减压组件，减压组件包括依次连接的入口切断阀、多级调压器、安全放散阀、调压放散阀、流量调节阀和出口切断阀；按照从出口向入口的方向建立高压天然气的减压通路；按照从入口向出口的方向开启减压组件对高压天然气减压，减压后的高压天然气混合到低压煤气中。低压煤气包括转炉煤气、高炉煤气和焦炉煤气中的一种或者多种。按照从出口向入口的方向建立高压天然气的减压通路包括：首先打开出口切断阀，待出口切断阀打开到位后，开启流量调节阀至小开度并打开调压放散阀，待调压放散阀前端的压力达到预定压力后，打开多级调压阀至小开度，在打开多级调压阀是开始计时并以延时方式打开入口切断阀建立高压天然气的减压通路。多级调压阀包括级联的第一级调压阀和第二级调压阀，第一级调压阀连接到入口切断阀，第二级调压阀连接到调压放散阀，第一级调压阀具有第一压力变送器，第一压力变送器检测第一级调压阀的输出压力并根据输出压力调节第一级调压阀的开度，第二级调压阀具有第二压力变送器，第二压力变送器检测第二级调压阀的输出压力并根据输出压力调节第二级调压阀的开度；按照从入口向出口的方向开启减压组件对高压天然气减压包括：入口切断阀打开到位后，第一级减压阀由第一压力变送器控制，第一压力变送器的检测压力值为减压组件输出压力的10倍，第二级减压阀由第二压力变送器控制，第二压力变送器的检测压力值为减压组件输出压力的1.3倍。本专利技术能够将高压的天然气通过减压方式减压后混合到低压煤气中，解决了高压天然气混入低压煤气时的压力波动问题，使得由于煤气不足而产生的能源瓶颈得以改善。附图说明图1揭示了根据本专利技术的一实施例的高压天然气与低压煤气的混合设备的结构图。图2揭示了应用本专利技术来混合天然气和煤气的混合模式切换图。具体实施方式本专利技术的提出主要是为了缓解能源紧张和煤气平衡，引入天然气作为加热炉燃料之一。由于天然气压力高控制有一定的难度，需要专门设计混合方式及对应的控制方案。利用天然气来代替短缺的煤气可以缓解能源平衡问题，但是如何利用天然气需要认真考虑和设计，针对于焦炉煤气短缺、转炉煤气短缺和焦炉煤气转炉煤气均短缺的三种现场实际情况，设计了三种对应的混合模式。为了描述方便，以下用字母代替焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气和天然气：C---COG焦炉煤气、B---BFG高炉煤气、L---LDG转炉煤气、N---N本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压天然气与低压煤气的混合设备，其特征在于，包括：低压煤气输送管道，低压煤气输送管道连接到加压机并输送低压煤气，加压机将低压煤气加压后输送到加热炉；高压天然气管道，高压天然气管道输送高压天然气；减压组件，减压组件的一端连接高压天然气管道，一端连接在加压机的输出端，减压组件对高压天然气减压后混入经加压的低压煤气，并输送到加热炉，所述减压组件包括依次连接的入口切断阀、多级调压器、安全放散阀、调压放散阀、流量调节阀和出口切断阀。

【技术特征摘要】
1.一种高压天然气与低压煤气的混合设备，其特征在于，包括：
低压煤气输送管道，低压煤气输送管道连接到加压机并输送低压煤气，
加压机将低压煤气加压后输送到加热炉；
高压天然气管道，高压天然气管道输送高压天然气；
减压组件，减压组件的一端连接高压天然气管道，一端连接在加压机
的输出端，减压组件对高压天然气减压后混入经加压的低压煤气，并输送
到加热炉，所述减压组件包括依次连接的入口切断阀、多级调压器、安全
放散阀、调压放散阀、流量调节阀和出口切断阀。
2.如权利要求1所述的高压天然气与低压煤气的混合设备，其特征在
于，所述低压煤气输送管道包括转炉煤气支管、高炉煤气支管和焦炉煤气
支管。
3.如权利要求1所述的高压天然气与低压煤气的混合设备，其特征在
于，所述减压组件的开启顺序为：
首先打开出口切断阀，待出口切断阀打开到位后，开启流量调节阀至
小开度并打开调压放散阀，待调压放散阀前端的压力达到预定压力后，打
开多级调压阀至小开度，在打开多级调压阀是开始计时并以延时方式打开
入口切断阀建立高压天然气的减压通路。
4.如权利要求3所述的高压天然气与低压煤气的混合设备，其特征在
于，
所述多级调压阀包括级联的第一级调压阀和第二级调压阀，第一级调
压阀连接到入口切断阀，第二级调压阀连接到调压放散阀；
第一级调压阀具有第一压力变送器，第一压力变送器检测第一级调压
阀的输出压力并根据输出压力调节第一级调压阀的开度；
第二级调压阀具有第二压力变送器，第二压力变送器检测第二级调压
阀的输出压力并根据输出压力调节第二级调压阀的开度。
5.如权利要求4所述的高压天然气与低压煤气的混合设备，其特征在
于，减压组件还包括流量变送器，流量变送器连接在调压放散阀和流量调
节阀之间，流量变送器依据天然气流量调节流量调节阀的开度。
6.如权利要求4所述的高压天然气与低压煤气的混合设备，其特征在
于，
安全放散阀和调压放散阀之间设置有第三压力变送器，第三压力变送

【专利技术属性】
技术研发人员：张志强，胡民华，秦建超，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31