一种富氢碳循环高炉煤气等离子加热系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种富氢碳循环高炉煤气等离子加热系统，包括富氢碳循环高炉以及等离子体柜，等离子体柜安装在所述的高炉下部，所述高炉顶部设置着煤气输送管，煤气输送管通过脱碳加压装置以及水汽组合装置柜与所述的等离子体柜相连通，等离子体柜上分别设置着回水支管，回水支管分别通过水汽组合装置柜与回水母管相连通，回水母管连接着制冷机系统蒸发器，制冷机系统蒸发器的出液口还连接着除盐水箱，除盐水箱通过循环水泵、闭式循环水母管以及支管分别连接着水汽组合装置柜、等离子体柜相，等离子体柜还分别依次连接着引弧装置以及直流电源柜，支管以及回水支管还分别连接着直流电源柜。流电源柜。流电源柜。

【技术实现步骤摘要】
一种富氢碳循环高炉煤气等离子加热系统


[0001]本技术属于富氢碳循环高炉炼铁
，具体涉及一种富氢碳循环高炉煤气等离子加热系统。

技术介绍

[0002]当前，传统高炉炼铁技术在生产效率、能量利用等方面已发挥到极致，仅依靠工艺操作手段及精料的改进难以实现高炉炼铁较大幅度的节能减排，同时精料昂贵，将造成成本上升。因此必须对传统的高炉炼铁工艺加以改进，使之在技术上、经济上及环境上更加符合低碳冶金的需要。现有的技术是从传统的高炉的风口喷吹冷态焦炉煤气、冷态天然气或自身产生的冷态高炉煤气，大量喷吹冷态煤气，受风口理论燃烧温度及炉缸热制度的限制，喷吹量较低，降低焦炭的幅度较小，因此为了提高炉缸热制度，需要喷吹热态煤气，达到大幅降低固体燃料消耗的目的。目前工业领域用于加热煤气的装置主要是列管式煤气加热炉，该装置主要存在以下问题：列管式煤气加热炉属于间壁式换热装置，加热煤气在管内持续不断的流动，其在300～700℃之间会产生析碳反应，CO气体析出的碳附着在管壁上并逐步累积，长期运行会严重影响传热效果，并对设备运行带来很大的不利影响甚至瘫痪。同时该加热炉占地面积较大，成本较高，不具备加热高炉大量喷吹煤气的能力。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于提供一种富氢碳循环高炉煤气等离子加热系统，以解决上述
技术介绍
中提出的冶金煤气加热过程中的弊端问题，可以大幅降低固体燃料消耗。
[0004]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种富氢碳循环高炉煤气等离子加热系统，包括富氢碳循环高炉以及等离子体柜，等离子体柜安装在所述的高炉下部，所述高炉顶部设置着煤气输送管，煤气输送管通过脱碳加压装置以及水汽组合装置柜与所述的等离子体柜相连通，等离子体柜上分别设置着回水支管，回水支管分别通过水汽组合装置柜与回水母管相连通，回水母管连接着制冷机系统蒸发器，制冷机系统蒸发器与冷却塔以及水泵构成冷却循环系统，制冷机系统蒸发器的出液口还连接着除盐水箱，除盐水箱通过循环水泵、闭式循环水母管以及支管分别连接着水汽组合装置柜，并继而与所述的等离子体柜相连通，等离子体柜还分别依次连接着引弧装置以及直流电源柜，直流电源柜分别通过整流变压器与高压配电系统电源相连，所述的支管以及回水支管还分别连接着直流电源柜对其进行冷却。
[0005]本技术富氢碳循环高炉煤气等离子加热系统的富氢碳循环高炉的反应装置产生的煤气，经脱碳加压装置脱碳加压送至等离子体炬，经过高温电弧加热后的热煤气从等离子体炬喷口喷入富氢碳循环高炉内；等离子体炬的炬体冷却通过水泵吸取水箱除盐水经过增压后，通过闭式循环水母管经过支管分配给等离子体炬以及直流电源柜内功率元器件；升温后的冷却水经回水支管与回水母管汇集后，送至制冷机系统蒸发器内冷却，冷却后的除盐水回到闭式循环水水箱。 制冷机系统蒸发器吸收闭式循环水的热量，完成制冷剂循
环；水泵将制冷机系统蒸发器内加热的开式循环水，送至冷却塔内冷却后，回到冷凝器；电源系统由厂内高压配电系统电源，通过整流变压器后，输送至直流电源柜；直流电源柜将交流整流成可控直流电源，通过高频高压引弧装置后送至等离子体炬。其中水气组合装置柜实现水气管路的硬软管转接、运行工况气流量调节执行、运行水气信号检测等功能；氮气保护装置主要功能：主要使用氮气安保，可实现系统的吹管、检漏、煤气置换，标定压力流量曲线，并校核温度计、流量计、压力开关、压力传感器、压力表等仪器仪表，调试急停阀门动作可靠性另外煤气系统或等离子体炬及电源系统故障需要紧急停机时，煤气切换成氮气安保，保证煤气加热安全等功能。
附图说明
[0006]图1为本技术的连接结构示意图；
[0007]图中：富氢碳循环高炉1；脱碳加压装置2；等离子体炬3；除盐水箱4；循环水泵5；闭式循环水母管6；支管7；直流电源柜8；回水支管9；回水母管10；制冷机系统蒸发器11；冷却水泵12；冷却塔13；高压配电系统电源14；整流变压器15；引弧装置16；水气组合装置柜17；氮气保护装置18。
[0008]具体实施方式：
[0009]一种富氢碳循环高炉煤气等离子加热系统，如图1所示，包括富氢碳循环高炉1以及等离子体柜3，等离子体柜3安装在所述的高炉1下部，所述高炉顶部设置着煤气输送管，煤气输送管通过脱碳加压装置2以及水汽组合装置柜17与所述的等离子体柜3相连通，等离子体柜3上分别设置着回水支管9，回水支管9分别通过水汽组合装置柜17与回水母管10相连通，回水母管10连接着制冷机系统蒸发器11，制冷机系统蒸发器11与冷却塔13以及冷却水泵12构成冷却循环系统，制冷机系统蒸发器11的出液口还连接着除盐水箱4，除盐水箱4通过循环水泵5、闭式循环水母管6以及支管7分别连接着水汽组合装置柜17，并继而与所述的等离子体柜3相连通，等离子体柜3还分别依次连接着引弧装置16以及直流电源柜8，直流电源柜8分别通过整流变压器15与高压配电系统电源14相连，所述的支管7以及回水支管9还分别连接着直流电源柜8对其进行冷却。
[0010]富氢碳循环高炉1的反应装置产生的煤气，经脱碳加压装置2脱碳加压后达到 0.3
‑
0.7MPa，通过流量调节后送至等离子体炬3，经过高温电弧加热后的热煤气从等离子体炬3喷口喷入高炉内。
[0011]其中上述方案中的等离子体炬3的炬体冷却依靠冷却系统采用闭式循环水冷却，水箱4内的除盐水经过水泵5增压后，通过闭式循环水母管6输送至炉前，经过支管7分配给等离子体炬3，用于冷却等离子体炬内电极以及直流电源柜8内功率元器件；升温后的冷却水经回水支管9与回水母管10汇集后，送至制冷机系统蒸发器11内冷却，冷却后的除盐水回到闭式循环水除盐水箱4。
[0012]方案中制冷机系统蒸发器11压缩循环的制冷机的工质在蒸发器内蒸发，吸收闭式循环水的热量，将闭式循环水温度由 23℃降至 18℃，通过制冷机工质由液态蒸发为气态；气态制冷剂经螺杆机升压后温度升高，进入冷凝器内，通过开式水吸收制冷剂的热量，制冷剂浓缩凝结成液态，并送至蒸发器，完成制冷剂循环；冷凝器内加热的开式循环水，通过水泵12送至冷却塔13内冷却后，回到冷凝器，完成开式水循环冷却塔采用强制对流换热型凉
水塔，通过塔顶风机强迫塔内空气流动，强化空气与开式水之间的对流换热效果。
[0013]方案中电源系统由厂内高压配电系统电源14，通过整流变压器15后，输送至直流电源柜8；直流电源柜将交流整流成可控直流电源，并送至等离子体炬；等离子体通过高频高压引弧装置16，击穿电极间隙后，通过直流电源柜完成续弧，并维持等离子体炬内稳定放电；通过煤气流量和电源电流之间调节匹配，等离子体炬功率逐步提升至稳定工况，系统进入稳态运行。
[0014]进一步所述的喷吹煤气和循环水在水气组合装置柜17实现水气管路的硬软管转接、运行工况气流量调节执行、运行水气信号检测等功能；将煤气加压系统来的气源和闭式循环水系统来的冷却水源，可控的分配给等离子体炬各软管接口；配置气体压力调节阀进行运行控制；配置压力检测、流量检测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种富氢碳循环高炉煤气等离子加热系统，包括富氢碳循环高炉以及等离子体柜，等离子体柜安装在所述的高炉下部，其特征是：所述高炉顶部设置着煤气输送管，煤气输送管通过脱碳加压装置以及水汽组合装置柜与所述的等离子体柜相连通，等离子体柜上分别设置着回水支管，回水支管分别通过水汽组合装置柜与回水母管相连通，回水母管连接着制冷机系统蒸发器，制冷机系统蒸发器与...

【专利技术属性】
技术研发人员：季书民，许晓兵，贾志国，
申请(专利权)人：新疆八一钢铁股份有限公司，
类型：新型
国别省市：