一种高炉煤气调压装置、系统及方法

技术领域

本公开涉及一种高炉煤气调压装置、系统及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成现有技术。

高炉煤气调压阀组是控制高炉炉顶压力的关键设备，在高炉煤气余压透平发电装置(TRT)无法使用时，调压阀组能够起到调节高炉煤气压力的作用，保证高炉的高压操作。该设备安装在高炉的净煤气管道上，通过调节阀组调节阀的关闭程度来升高和调控炉顶煤气系统压力。同时高炉煤气经调压阀组减压后并入高炉煤气低压管网供用户使用。

传统高炉煤气调压阀组的调节单元为蝶阀结构，一般由多个蝶阀并联组成。蝶阀具有结构简单、技术成熟、应用广泛等优点。但是，当煤气流经蝶阀的阀板时，被阀板强行分割为两股高速气流，在阀体内形成强大湍流，煤气的湍流带着细小粉尘微粒快速冲刷阀体，使管道剧烈振动，从而产生强噪声。随着高炉容积越来越大，炉顶压力越来越高，使调压阀组内煤气流动速度加快，进一步加剧了共振、噪声、调压阀组内壁的快速磨损。

发明内容

为了解决上述问题，本公开提供了一种高炉煤气调压装置、系统及方法。

第一方面，本公开提供了一种高炉煤气调压装置，包括壳体，壳体上开有入口和出口，入口和出口之间设有至少一个调压单元；所述调压单元包括导流管、锥形阀和驱动机构，所述导流管与锥形阀连通，锥形阀与驱动机构连接。

第二方面，本公开还提供了一种高炉煤气调压系统，包括如第一方面所述的高炉煤气调压装置，通过高炉煤气调压装置对调压系统进行调压。

第三方面，本公开还提供了一种如第一方面所述的高炉煤气调压装置的使用方法，包括：

将壳体的入口与高压净煤气总管连通，出口与低压煤气总管连通；

煤气通过导流管后进入锥形阀，通过驱动机构带动锥形阀的阀芯实现上下位置变化，进而调节锥形阀的环形通道的过流面积，实现高炉煤气压力的调节。

与现有技术对比，本公开具备以下有益效果：

1、本公开调节单元采用锥形调节阀形式，煤气流通路为环形通道，有效避免调节单元采用蝶阀时，煤气流被阀板分割为两股高速气流而产生强湍流的问题，从而减少运行过程中的噪音和振动。

2、本公开的导流管和锥形阀阀体采用文丘里管的形式，可以进一步减少噪声和振动问题；具体的，通过采用导流管的文丘里管结构和锥形阀的文丘里管结构，与入口与出口的管路垂直结构配合使得气流形成环形扩散避免了湍流现象，从而减少运行过程中的噪音和振动；且根据自上而下依次设置有导流管、锥形阀和驱动机构使得能够避免驱动机构对导流管的影响，使得气流能够稳定地输送至锥形阀，并根据锥形阀的环形通道自适应的调节气流，即锥形阀的一端与支撑杆连接，支撑杆与锥形阀连接的一端为自由端，使得锥形阀能够与支撑杆配合自适应的根据气流调节环形通道口的结构和大小，有效降低因管道剧烈振动产生的强噪声，即支撑杆的一端设置为自由端能够有效根据气流而调整锥形阀的位置，在高速气流作用下环形区域的设定区域会自适应调节，不一定为稳定的圆环形，可能受气流影响锥形阀与锥形管道贴合，使得圆环的一定区域封闭，而另一侧圆环区域尺寸适应性增大，从而有效降低了锥形阀的振动，避免了产生强噪声，且有利于锥形阀的使用寿命。

3、本公开的阀芯的动作路径为直线形式，动作形式简单，不但有利于提高压力调节的精度，而且有利于提高运行稳定性，减少设备维护量。

4、煤气减压后的低压腔内，填充消音材料，减少煤气气流产生的噪音。消音材料为不锈钢网状，网眼可以是圆孔或者多边形孔。多片不锈钢网竖直布置在低压腔内，将低压腔隔成多个小腔室。通过多片网和网的多孔结构，将煤气流隔离成很多个小股气流，降低强煤气流产生的噪音。

本公开附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本公开的实践了解到。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是本公开的高炉煤气调压装置的结构示意图；

图2是本公开高炉煤气调压系统的结构示意图；

其中，1—高炉荒煤气总管；2—高炉煤气干法布袋除尘器；3—高压净煤气总管；4—高炉煤气调压装置；5—高炉煤气余压透平发电装置(TRT)；6—低压煤气总管；7—低压煤气管网；8—高压煤气入口；9—壳体；10—高低压腔隔层；11—低压煤气出口；12—导流管；13—锥形阀阀体；14—锥形阀阀芯；15—支撑杆；16—液压缸；17—煤气流环形通道；18—消音材料。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

实施例1

如图1所示，一种高炉煤气调压装置，包括壳体，壳体上开有入口和出口，入口和出口之间设有至少一个调压单元，所述调压单元包括导流管、锥形阀和驱动机构，所述导流管与锥形阀连通，锥形阀与驱动机构连接。

进一步的，所述入口设置在壳体顶部，出口设置在壳体的一侧面，入口与出口的管路垂直。

进一步的，所述导流管为文丘里管式结构，具体的，所述导流管包括互相连接的导流管口和管体，所述导流管口为喇叭状，管体为直管。

进一步的，所述锥形阀包括锥形阀阀体和锥形阀阀芯，锥形阀阀体与锥形阀阀芯能够配合形成环形通道，用于煤气流通过。具体的所述锥形阀阀体为管状体，所述管状体的一段为锥形管区域；所述锥形阀阀芯为锥形，能够与锥形阀阀体的锥形管区域配合形成环形通道，锥形阀阀芯的一端与驱动机构连接。通过锥形阀阀芯14的上下位置变化，调节煤气流环形通道17的过流面积，实现高炉煤气压力的调节。当炉顶压力高于设定值时，锥形阀阀芯14向下运动，煤气流环形通道17的过流面积增大，炉顶压力降低。反之，当炉顶压力低于设定值时，锥形阀阀芯14向上运动，煤气流环形通道17的过流面积减小，炉顶压力升高。

进一步的，驱动机构采用液压驱动形式，所述驱动机构一端与锥形阀阀芯连接，另一端穿过壳体至壳体外侧；驱动机构与壳体之间进行密封。具体的，所述驱动机构包括支撑杆和液压缸，所述支撑杆一端与锥形阀阀芯连接，另一端与液压缸连接；支撑杆穿过壳体进行设置，与壳体之间进行密封。工作时，锥形阀阀芯14的动作，由液压缸16驱动支撑杆15，带动锥形阀阀芯14完成。

进一步的，还包括伺服阀，伺服阀与液压缸连接，通过伺服阀控制液压缸动作，提高控制精度。所述驱动机构使用伺服阀控制液压缸动作，液压缸直接驱动连接在阀芯上的支撑杆，阀芯的动作路径为直线形式。

进一步的，所述调压单元的数量根据煤气流量和压力情况进行设定，可以选择一个或多个。

进一步的，所述调压单元通过高低压腔隔层与壳体连接，通过高低压隔层对壳体进行隔断，将壳体分为上侧区域和下侧区域，使得上、下区域之间仅通过调压单元进行空气流通。若调压单元设有多组，则调压单元之间通过高低压腔隔层连接。所述上侧区域的煤气通过调压单元进入下侧区域；

进一步的，还包括消音结构，所述消音结构设置于壳体内位于调压单元与低压煤气出口之间，使得调压单元的环形气流通过消音结构进行消音降噪处理后通过壳体的低压煤气出口通入下一工位；作为一种实施方式，所述消音结构由消音材料构成，所述消音材料为不锈钢网状，网眼可以是圆孔或者多边形孔。多片不锈钢网竖直布置在低压腔内，将低压腔隔成多个小腔室。通过多片网和网的多孔结构，将煤气流隔离成很多个小股气流，降低强煤气流产生的噪音。作为其他的实时方式，所述消音结构为若干个柱状体间隔布设于壳体内，处于壳体的下侧区域并充满下侧区域；所述柱状体可采用消音棉、海绵条或隔音毡构成。

进一步的，所述调压单元自上而下依次设置有导流管、锥形阀和驱动机构，驱动机构的运动不会影响导流管的工作，使得导流管通过文丘里管式结构倒流后的气流不仅有利于精确测量进而调节锥形阀进行控制，而且还可以降低噪声和振动，使得进入锥形阀的气流平缓降低了锥形阀阀体振动，进而避免由于气流不均使得锥形阀振动产生偏移问题，使得环形通道能够稳定地根据气流控制锥形阀体，从而降低气流噪声；对于蝶阀而言由于其结构使得被强行分割为两股高速气流，在阀体内形成强大湍流，而本申请采用导流管和锥形阀的文丘里管结构，与入口与出口的管路垂直结构配合避免了气流的湍流现象，从而减少运行过程中的噪音和振动；且根据自上而下依次设置有导流管、锥形阀和驱动机构使得能够避免驱动机构对导流管的影响，使得气流能够稳定地输送至锥形阀，并根据锥形阀的环形通道自适应的调节气流，即锥形阀的一端与支撑杆连接，支撑杆与锥形阀连接的一端为自由端，使得锥形阀能够与支撑杆配合自适应的根据气流调节环形通道口的结构和大小，有效降低因管道剧烈振动产生的强噪声，即支撑杆的一端设置为自由端能够有效根据气流而调整锥形阀的位置，在高速气流作用下环形区域的设定区域会自适应调节，不一定为稳定的圆环形，可能受气流影响锥形阀与锥形管道贴合，使得圆环的一定区域封闭，而另一侧圆环区域尺寸适应性增大，从而有效降低了锥形阀的振动，避免了产生强噪声，且有利于锥形阀的使用寿命。其中支撑杆为结构稳定的具有一定弹性的杆状结构，作为其中一种实施方式，所述支撑杆包括杆体和弹性内层，杆体内设有弹性内层，弹性内层可采用金属带材或塑料片材，其中金属带材或塑料片材预先定型为具有记忆功能的小于杆体外径的弹力卷曲层。

实施例2

一种高炉煤气调压系统，包括如上述实施例所述的高炉煤气调压装置，通过高炉煤气调压装置对调压系统进行调压。

进一步的，还包括依次连通的高炉荒煤气总管、高炉煤气干法布袋除尘器、高压净煤气总管、高炉煤气余压透平发电装置、低压煤气总管和低压煤气管网。

所述高炉煤气调压装置一端与高压净煤气总管连通，另一端与低压煤气总管连通，高炉煤气调压装置与高炉煤气余压透平发电装置并联设置。

高炉荒煤气经过高炉荒煤气总管1进入高炉煤气干法布袋除尘器2，经过除尘后高压净煤气进入高压净煤气总管3。高压净煤气总管3分别接至高炉煤气调压装置4和高炉煤气余压透平发电装置(TRT)5，后两者并联。在高炉煤气余压透平发电装置(TRT)5无法使用时，使用高炉煤气调压装置4调节高炉煤气压力。减压后的低压煤气经过低压煤气总管6进入低压煤气管网7。

实施例3

一种高炉煤气调压装置的使用方法，包括：

将壳体的入口与高压净煤气总管连通，出口与低压煤气总管连通；

煤气通过导流管后进入锥形阀，通过驱动机构带动锥形阀的阀芯实现上下位置变化，进而调节锥形阀的环形通道的过流面积，实现高炉煤气压力的调节。

进一步的，通过锥形阀阀芯14的上下位置变化，调节煤气流环形通道17的过流面积，实现高炉煤气压力的调节。当炉顶压力高于设定值时，锥形阀阀芯14向下运动，煤气流环形通道17的过流面积增大，炉顶压力降低。反之，当炉顶压力低于设定值时，锥形阀阀芯14向上运动，煤气流环形通道17的过流面积减小，炉顶压力升高。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。