本发明专利技术提供了一种不需要高炉鼓风参与的热风炉充压方法和工艺装置，利用独立、稳定的高压气源为热风炉充压，通过恒压（定流量）方式对热风炉充压，而不需要高炉鼓风参与热风炉充压（或称均压）操作，可以彻底消除高炉鼓风参与热风炉充压而带来的一系列弊端，从而提升高炉炉况的稳定性、提高高炉产能并节约能源、降低高炉焦炭的消耗量。本发明专利技术缩短了热风炉换炉时间，提升了热风炉效作业时间，具有投资低、效益高的特点。借助于本发明专利技术的充压装置，还可以利用热风炉需要排压的废风参与充压流程，从而可以降低充压能耗和工程投资，还可以增加热风炉在更换热风阀时进行热风释放的功能，这项功能可以避免热风对操作人员带来损伤。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及黑色冶金领域高炉热风炉的充压操作方法和工艺装置，特别适用但不限于高炉（及非高炉）炼铁配置的顶燃式、外燃式、内燃式热风炉系统。
技术介绍
高炉热风炉是一种周期性工作的大型蓄热式换热器。在一个工作周期内，煤气（或者其它燃料）与空气混合燃烧，高温的烟气从热风炉蓄热室的上部向下流动，其热量被蓄热室内的蓄热材料吸收，烟气降温后从热风炉底部排出；之后，停止对蓄热材料加热的操作，再将冷鼓风从下部通入热风炉并向上穿过蓄热室，冷风从蓄热材料中吸收热量，被加热成热风，最后从蓄热室顶部排出热风炉，经保温的管道送入高炉；当蓄热材料的温度下降到一定程度后，热风炉再重新转换到对蓄热室的加热过程。通常情况下，一座高炉都配置3~4座热风炉，组成热风炉组，其中，每座热风炉按一定的工作制度进行周期性的切换操作，这样不仅可以保证热风炉组不间断地向高炉输送热风，而且可以将热风的风温维持在一定值，这种工作方式有利于高炉稳定生产。热风炉的工作循环过程为“烧炉”—“焖炉（Ⅰ）”—“送风”—“焖炉（Ⅱ）”—“烧炉”，所谓的“焖炉”操作，即热风炉在转换操作模式之前，需要进行充排压操作，以及相关的阀门启闭操作，在“焖炉”阶段，热风炉即不烧炉也不送风。由“烧炉”操作转到“送风”操作时，此时热风炉进入“焖炉（Ⅰ）”阶段，炉内处于常压状态（“烧炉”期间空煤气燃烧后的烟气通过烟道接入换热器，之后排入烟囱）。但由于之后的“送风”操作是在高压（鼓风压力）下进行，因此，在此“焖炉（Ⅰ）”阶段需要完成充压操作，直至炉内压力和冷风管的鼓风压力（0.25~0.5Mpa或更高）达到一致时，才能打开冷风阀、热风阀，热风炉转入“送风”操作。由“送风”操作转为“烧炉”操作的热风炉，此时热风炉进入“焖炉（Ⅱ）”阶段，炉内处于鼓风压力的高压状态。由于烧炉操作在常压下进行，因此，在此“焖炉（Ⅱ）”阶段需要完成排压操作，即炉内废风通过排压管排放到烟道总管，直至炉内压力与大气环境平衡。目前最普遍采用的对热风炉充压的方法，是通过鼓风机往热风炉内输入高压空气来实现，即从冷风管引出一根充压管，为热风炉充压。鼓风机以恒定风压、风量向高炉供风，当一座热风炉需要进行充压时，由于鼓风需要分流少量用于充压，必然引起高炉入炉风压突然下降。充压风量愈大，高炉入炉风压下降幅度愈大。工业实践证明，这种情况对高炉生产的影响很大，可能会造成高炉“冒尖”、“悬料”等一系列问题，尤其是高炉炉况不佳时，鼓风的压力、风量波动对高炉的操作影响更大。为此，提高鼓风机的性能，以及“换炉时定风压，换炉结束后定风量”是一种目前常用的工艺方案，但这使得鼓风机的投资和运行成本增加；在热风炉的操作方面，目前比较普遍应用的有冷风阀小阀充压、旁通阀充压等，无论是上述的哪一种充压流程，都需要对充压进行特别控制，通过缓慢充压以减少入炉风压的周期波动，但这会延长充压时间，缩短热风炉烧炉时间。即使采用了上述多种工艺措施，换炉时因风压波动造成高炉炉况失稳的现象仍然时有发生。为解决上述问题，现有技术之中有如下两种技术方案:技术方案一：参见图1-2，在俄罗斯公开的资料介绍和中国的专利（《热风炉废风回收利用方法与装置》，专利公开号CN1080659A）中，都提供了一种相同的“预充压”（或称“自均压”）方案。即在高炉配置4座热风炉、热风炉组按照交错并联工作制度运行时，当一座热风炉从“焖炉（Ⅱ）”模式转入“烧炉”模式时，借助于技术方案中的“放散管”使压力进入另一座正在从“焖炉（Ⅰ）”模式转入“送风”模式的热风炉。具体方法是：按照4座热风炉的换炉制度，其中一个热风炉（下称HS-1）工作模式从“烧炉”转入“焖炉（Ⅰ）”，烟道阀门（14,15）顺次关闭。此时，另一座热风炉（下称HS-2）结束“送风”，进入“焖炉（Ⅱ）”模式，这座热风炉上的冷风阀（7）和热风阀（8）顺次关闭。此时，该热风炉处于鼓风风压力下的“焖炉（Ⅱ）”模式。之后，热风炉（HS-2）上的废气放散阀（16）开启，该阀门经放“放散管”和烟囱关联。“放散管”上面配置有切断阀（19），此时阀门（19）处于关闭状态，切断了热风炉（HS-2）内压力向烟囱排放。随后热风炉（HS-1）的废气放散阀（16）打开，两座热风炉（HS-1和HS-2）之间进行均压，每座炉内压力达到大约工作压力的一半时即停止。监测到两座热风炉的压力均匀之后：关闭热风炉（HS-1）的废气放散阀（16），该热风炉利用传统的充压模式继续完成充压：开冷风旁通阀（7a），小通径冷风调节阀（7c）开，充压到工作压力（和热风管道内的压力值相等）。完成均压以后，开热风阀（8），关闭充压阀（7A）和调节阀（7C），热风炉（HS-1）切换到“送风”模式。热风炉（HS-2）的废气放散阀（16）处于打开状态，此时打开“放散管”上的均压阀（19），实现炉内和大气的连通（即放散）。放散完成后，顺次关闭废气放散阀（16）和“放散管”上的阀门（19），热风炉（HS-2）实现了炉内压力和大气压的均衡。第二座热风炉切换到“烧炉”模式，此时烟道阀（14）和（15）打开，接下来的阀门动作都按照热风炉烧炉时的传统工艺流程进行。在大型高炉上，按照传统的工艺流程，热风系统中两座热风炉之间实现均压需要大约5-8分钟，运用该技术方案则可以把这个过程减少到3-5分钟，这因此缩短了换炉过程，进而延长了烧炉时间。该专利技术可以降低热风炉换炉期间高炉入炉的风压下降程度。技术方案二：参见图2，一种技术（专利号ZL200420099277.6），该方案为热风炉系统设置了一个独立的充压装置，方法是设置一根充压进气管100，与每座热风炉通过充压管101（带充压阀）相连，充压进气管100与带有补气阀的高压气补气管103连接，高压补气管103同时连接储气罐104，储气罐104通过高压进气管与高压气源相连，高压气源可以是小型鼓风机或者空气压缩机。该技术方案的实质是通过外部高压气源实现对热风炉的充压操作。为解决常规的热风炉充压方法的缺陷，“技术方案一”和“技术方案二”都做了有益的努力，部分地解决了常规充压方法的缺陷，包括提出完全脱离常规的充压模式（如“技术方案二”）。但是，就彻底消除热风炉系统充压操作对高炉鼓风的影响、同时实现余压利用、综合降低能耗、降低投资的目标来说，上述技术方案都存在不足和缺陷，甚至影响到推广应用。上述技术方案的缺陷和不足主要如下：技术方案一：该方案（“预充压”或“自均压”）的实质是借助于一根“放散管”使从“烧炉”模式转入“送风”模式的热风炉炉内压力进入另一座正在本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种独立的热风炉充压方法，采用独立的高压气源在热风炉换炉期间为热风炉充压，其特征在于，采用分阶段充压，即在初始阶段采用小流量充压，当热风炉炉内压力达到一定值后，再转入较大流量的以定流量或恒压的方式完成后续的充压，直至热风炉炉内压力与鼓风压力一致。
【技术特征摘要】
1.一种独立的热风炉充压方法，采用独立的高压气源在热风炉换炉期间为热风炉充
压，其特征在于，采用分阶段充压，即在初始阶段采用小流量充压，当热风炉炉内压力达到
一定值后，再转入较大流量的以定流量或恒压的方式完成后续的充压，直至热风炉炉内压
力与鼓风压力一致。
2.如权利要求1所述的一种独立的热风炉充压方法，其特征在于，所述初始阶段小流量
充压设定的流量范围是1~10nm3/s。
3.如权利要求1所述的一种独立的热风炉充压方法，其特征在于，当热风炉炉内压力达
到20~100kpa时，转入较大流量充压。
4.如权利要求1所述的一种独立的热风炉充压方法，其特征在于，较大流量充压时设定
的流量为10~50nm3/s，充压压力维持在0.10Mpa~0.40Mpa。
5.一种独立的热风炉充压装置，包括独立高压气源、充压主管及充压支管，充压主管一
端外接独立高压气源，充压主管上分布多个充压支管，每个充压支管与对应的热风炉相通。
6.如权利要求5所述的一种独立的热风炉充压装置，其特征在于，所述独立高压气源...
【专利技术属性】
技术研发人员：王长春，张紫毫，萨伯丁·安东，贾冰，
申请(专利权)人：王长春，张紫毫，萨伯丁·安东，贾冰，
类型：发明
国别省市：北京;11
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