一种湿式氢氧混合调节装置及其工作方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种湿式氢氧混合调节装置，氢气源通过供氢主管路及依次设置于供氢主管路上的一级氢气减压阀、一级氢气压力传感器、氢气流量计、二级氢气减压阀、二级氢气压力传感器和氢气气动调节阀与湿式氢氧混合器氢气进口连接，氧气源通过供氧主管路及依次设置于供氧主管路上的氧气流量计、氧气减压阀、氧气压力传感器一和氧气气动调节阀与湿式氢氧混合器氧气进口连接，湿式氢氧混合器氢氧混合气出口通过氢氧混合气管路与割枪连接。本发明专利技术还公开了该装置的工作方法。本发明专利技术在使用的过程中能够调节氢气和氧气的混合比例或者混合气的压力来改变火焰从割枪喷射的气流，进而决定对钢坯切割的缝隙大小和切割速度，提升切割效果。果。果。

【技术实现步骤摘要】
一种湿式氢氧混合调节装置及其工作方法


[0001]本专利技术属于氢氧切割供气系统
，具体涉及一种湿式氢氧混合调节装置及其工作方法。

技术介绍

[0002]目前，钢铁行业90%以上炼钢过程通过连铸铁机生产炼钢并进行切割，切割主要通过传统火焰切割和焦炉煤气进行铸坯切割；传统火焰切割以乙炔为燃剂
·
氧气为助燃剂对钢坯进行切割，铸坯切割以焦炉煤气燃剂
·
氧气为助燃剂对钢坯进行切割，以上的切割方式都存在经济、环保、切割质量差的缺点，例如存在耗电量大、污染严重、切割面差等相关问题，因此给钢坯切割流程带来生存的难题。
[0003]近几年来，氢气为目前市场的绿色能源，逐渐出现氢氧切割工艺，主要工艺以氢气为燃剂
·
氧气为助燃剂对钢坯进行切割，从而减少煤/焦炭的使用和二氧化碳的排放，有效改善切割缝较大的状况，增加热值。
[0004]目前的氢氧切割工艺采用氢氧发生器进行现场制备氢气和氧气的方式进行，氢氧发生器的工作原理采用常规的电解水技术原理，简单来说是在充满电解液的电解槽中通入直流电，水分子在电极上发生电化学反应并分解生成氢气和氧气，制备过程中的化学反应方式：H2O=H2
↑
+ O2
↑
；根据化学反应式得知制备得到的氢气和氧气比例为恒定的2:1，该混合气俗称为布朗气体；除此之外氢氧发生器出口压力是低压在0.08MPa左右。
[0005]现有的氢氧发生器对钢坯切割的主要原理是根据钢坯切割使用的布朗气体流量进而选择氢氧发生器的规格，通过选择特定规定的氢氧发生器进而电解生成一定压力和流量的布朗气体，该布朗气体经过防回火系统连接到割枪对钢坯进行切割，钢坯的割缝大小控制在6mm以下，然而目前的这种切割技术在钢铁行业从安全性、经济性、工作性能三个方面分析都存在一定的缺陷与不足，以下从这三方面进行分析：1、安全性氢氧发生器制备的氢氧混合气经过防回火系统与割枪连接，氢氧发生器因压力低存在压损的特性，所以必须放置在厂房内切割车附近，在使用过程中容易发生回火，且回火无法阻断，将会在厂房内发生爆炸；布朗氢氧发生器本身没有储气瓶，然而，厂房内是≥1000℃的钢坯和氧气管道，如果发生爆炸整个厂房将会发生不可预知的安全危害。
[0006]2、经济性氢氧发生器需要消耗的能源是纯净水和电能，每台氢氧发生器消耗的电量约为35
‑
40度/小时，消耗的纯净水量约为5
‑
6L/h，从电能和纯净水的消耗可得知钢铁厂用电量较大，且氢氧发生器电解水必须是纯净水，所以企业所需运营成本比较高；除此之外后续还需要设备的维护成本，企业实际运行中设备维护成本是按照每天氢氧发生器所切割的钢坯吨数进行计算的，因此常规氢氧发生器设备维护成本相当高，对于钢铁行业来说经济成本比较高。
[0007]3、工作性能
氢氧发生器制备的布朗气体中氢气和氧气的比例是恒定的2:1并且不可调，且需要保持氢氧发生器的出口压力低压在0.08MPa左右，又因压力和流量影响割枪的喷射气流，而喷射气流又会影响钢坯的切割速度和割缝效果，对目前特定规格的氢氧发生器而言，其流量和压力是不可调节的，然而钢铁生产厂家通常会根据生产需要生产不同规格和型号的钢坯，采用特定规格的氢氧发生器进行氢氧切割最终会影响不同型号及规格钢坯的切割效果。另外目前常规的氢氧发生器的割缝小于6mm，切割速度在260mm/min左右，且容易出现反渣回火，除此之外回火之后会存在点火麻烦等问题。
[0008]因此，为了克服上述问题需要一种湿式氢氧混合调节装置及其工作方法。

技术实现思路

[0009]本专利技术解决的技术问题是提供了一种经济效果好、安全可靠且切割效果较好的湿式氢氧混合调节装置，该装置能够有效解决安全事故的发生、大幅度降低成本且实现较好的切割效果。
[0010]本专利技术为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种湿式氢氧混合调节装置，其特征在于包括氢气源、氮气源、氧气源和湿式氢氧混合器，其中氢气源通过供氢主管路及依次设置于供氢主管路上的一级氢气减压阀、一级氢气压力传感器、氢气流量计、二级氢气减压阀、二级氢气压力传感器和氢气气动调节阀与湿式氢氧混合器氢气进口连接，氧气源通过供氧主管路及依次设置于供氧主管路上的氧气流量计、氧气减压阀、氧气压力传感器一和氧气气动调节阀与湿式氢氧混合器氧气进口连接，湿式氢氧混合器氢氧混合气出口通过氢氧混合气管路与割枪连接，氮气源通过氮气管路分别与供氢主管路和供氧主管路连接。
[0011]进一步限定，邻近氢气源的供氢主管路上设有干式阻火器，氢气源通过氢气金属软管及设置于该氢气金属软管上的氢气止回阀一与供氢主管路连接，邻近氧气源的供氧主管路上设有干式阻火器，邻近割枪的氢氧混合气管路上设有干式阻火器。
[0012]进一步限定，所述湿式氢氧混合器主要由筒形壳体、密封连接于筒形壳体上的密封端盖及填充于筒形壳体内部的水构成，该筒形壳体侧壁上分别密封连接有氢气进气管道和氧气进气管道，氢气进气管道和氧气进气管道分别延伸至筒形壳体内部的液侧区且均竖向向下延伸，且氢气进气管道和氧气进气管道的延伸底端相对侧为楔形结构，用于实现氢气和氧气在湿式氢氧混合器内部液侧区的出气端实现旋流均匀混合，密封端盖上设有氢氧混合气出气管道和爆破片。
[0013]进一步限定，还包括扰流挡板、搅拌轴和搅拌桨叶，扰流挡板水平间隔所述筒形壳体内的液侧区，扰流挡板中部可转动连接搅拌轴，搅拌轴在扰流挡板顶面上连接多个搅拌桨叶；氢气进气管道和氧气进气管道的底端探入到扰流挡板下方，扰流挡板上开设有多个均匀排布的通气孔；氢气进气管道和氧气进气管道在扰流挡板上方均设置有喷气嘴，喷气嘴出气方向朝向搅拌桨叶远端。
[0014]进一步限定，所述氢氧混合气管路上沿气体输送方向依次设有氢氧混合气减压阀、氢氧混合气压力传感器一、双桶阻火装置、氢氧混合气压力传感器二和氢氧混合气止回阀三；所述氢氧混合气压力传感器一与双桶阻火装置之间的氢氧混合气管路上沿气体输送方向依次设有氢氧混合气球阀和氢氧混合气止回阀二。
[0015]进一步限定，所述氮气源与氮气主管路连接，氮气主管路通过氮氢支管一与一级
氢气减压阀进气端一侧的供氢主管路连接，该氮氢支管路一上沿氮气输送方向依次设有氮氢球阀和氮氢止回阀一；氮气主管路通过氮氢支管二及氮氢气动三通阀与二级氢气压力传感器进气端一侧的供氢主管路连接，该氮氢支管路二上设有氮氢止回阀二；氮气主管路通过氮氧支管一与氧气流量计进气端一侧的供氧主管路连接，该氮氧支管路一上沿氮气输送方向依次设有氮氧球阀和氮氧止回阀一；氮气主管路通过氮氧支管二及氮氧气动三通阀与氧气压力传感器一进气端一侧的供氧主管路连接，该氮氧支管路二上设有氮氧止回阀二。
[0016]进一步限定，所述氮气源通过氮气金属软管及沿气体输送方向依次设置于该氮气金属软管上的氮气减压阀和氮气过滤器与氮气主管路连接，该氮气主管路上设有氮气电磁阀。
[0017]进一步限定，邻近二级氢气减压阀进气端的供氢主管路上沿气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种湿式氢氧混合调节装置，其特征在于：包括氢气源、氮气源、氧气源和湿式氢氧混合器，其中氢气源通过供氢主管路及依次设置于供氢主管路上的一级氢气减压阀、一级氢气压力传感器、氢气流量计、二级氢气减压阀、二级氢气压力传感器和氢气气动调节阀与湿式氢氧混合器氢气进口连接，氧气源通过供氧主管路及依次设置于供氧主管路上的氧气流量计、氧气减压阀、氧气压力传感器一和氧气气动调节阀与湿式氢氧混合器氧气进口连接，湿式氢氧混合器氢氧混合气出口通过氢氧混合气管路与割枪连接，氮气源通过氮气管路分别与供氢主管路和供氧主管路连接。2.根据权利要求1所述的湿式氢氧混合调节装置，其特征在于：邻近氢气源的供氢主管路上设有干式阻火器，氢气源通过氢气金属软管及设置于该氢气金属软管上的氢气止回阀一与供氢主管路连接，邻近氧气源的供氧主管路上设有干式阻火器，邻近割枪的氢氧混合气管路上设有干式阻火器。3.根据权利要求1所述的湿式氢氧混合调节装置，其特征在于：所述湿式氢氧混合器主要由筒形壳体、密封连接于筒形壳体上的密封端盖及填充于筒形壳体内部的水构成，该筒形壳体侧壁上分别密封连接有氢气进气管道和氧气进气管道，氢气进气管道和氧气进气管道分别延伸至筒形壳体内部的液侧区且均竖向向下延伸，且氢气进气管道和氧气进气管道的延伸底端相对侧为楔形结构，用于实现氢气和氧气在湿式氢氧混合器内部液侧区的出气端实现旋流均匀混合，密封端盖上设有氢氧混合气出气管道和爆破片。4.根据权利要求3所述的湿式氢氧混合调节装置，其特征在于：还包括扰流挡板、搅拌轴和搅拌桨叶，扰流挡板水平间隔所述筒形壳体内的液侧区，扰流挡板中部可转动连接搅拌轴，搅拌轴在扰流挡板顶面上连接多个搅拌桨叶；氢气进气管道和氧气进气管道的底端探入到扰流挡板下方，扰流挡板上开设有多个均匀排布的通气孔；氢气进气管道和氧气进气管道在扰流挡板上方均设置有喷气嘴，喷气嘴出气方向朝向搅拌桨叶远端。5.根据权利要求1所述的湿式氢氧混合调节装置，其特征在于：所述氢氧混合气管路上沿气体输送方向依次设有氢氧混合气减压阀、氢氧混合气压力传感器一、双桶阻火装置、氢氧混合气压力传感器二和氢氧混合气止回阀三；所述氢氧混合气压力传感器一与双桶阻火装置之间的氢氧混合气管路上沿气体输送方向依次设有氢氧混合气球阀和氢氧混合气止回阀二。6.根据权利要求1所述的湿式氢氧混合调节装置，其特征在于：所述氮气源与氮气主管路连接，氮气主管路通过氮氢支管一与一级氢气减压阀进气...

【专利技术属性】
技术研发人员：张存满，贾小华，陈树飞，梁宝军，周军，郭明军，王岩斌，张晨阳，董秀丽，徐晓坤，
申请(专利权)人：河南豫氢装备有限公司，
类型：发明
国别省市：