一种熔渣缓存及渣液实时测控系统

技术领域

本发明属于高温液态熔渣余热回收技术领域，具体涉及一种熔渣缓存及渣液实时测控系统。

背景技术

干渣坑冷却法和水冲渣法是目前最常见的高炉渣处理方法。干渣坑法降温时产生大量水蒸气，同时释放出大量的H

相比水渣法，干法处理技术不仅会节约大量的水资源，而且也几乎不释放H

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种熔渣缓存及渣液实时测控系统，解决当前液态熔渣干式粒化过程中由于高炉间歇出渣引起液态熔渣缓存装置熔渣储量难以实时监测的技术问题。

本发明采用以下技术方案：

一种熔渣缓存及渣液实时测控系统，包括相互连接的第一渣包和第二渣包，第二渣包通过落渣管连接粒化仓，第一渣包与第二渣包的连接处，以及第二渣包与粒化仓的连接处分别设置有流量控制装置，第一渣包与第二渣包分别设置有流量测量装置，第一渣包和第二渣包的内部分别设置有防止熔渣溢流的安全装置，以及控制熔渣渣温恒定的补热单元。

具体的，第一渣包与第二渣包连接处，以及第二渣包与粒化仓连接处均设置有定径水口。

具体的，流量测量装置包括雷达液位计和超声波流量计，雷达液位计分别设置在第一渣包和第二渣包的顶部，超声波流量计分别设置在第一渣包与第二渣包的连接处，以及第二渣包与粒化仓的连接处。

具体的，流量控制装置包括带冷却装置的塞棒，塞棒包括两个，两个塞棒的一端均设置在第二渣包内，分别对应第一渣包与第二渣包连接处的定径水口，以及第二渣包与粒化仓连接处的定径水口设置，两个塞棒的另一端分别伸出至第二渣包的外侧连接对应的步进电机。

具体的，补热单元包括烘包燃烧器，烘包燃烧器设置在第一渣包的顶部。

具体的，补热单元包括补热装置，补热装置设置在第二渣包与粒化仓的连接处，第二渣包与粒化仓的连接处还设置有壁温测量装置。

具体的，安全装置包括滑动水口，滑动水口包括两个，分别设置在第一渣包与第二渣包连接处，以及第二渣包与粒化仓的连接处。

具体的，安全装置包括冲击垫，冲击垫设置在第一渣包内靠近入渣口的底部，冲击垫远离入渣口的一侧依次间隔设置有挡渣坝、挡渣堰和挡渣墙，挡渣墙的后侧设置有事故控流闸板。

具体的，第一渣包的顶部一侧设置有溢流口。

具体的，第一渣包的底部设置有事故排渣口，事故排渣口用于连接事故渣坑。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本发明一种熔渣缓存及渣液实时测控系统，熔渣通过渣沟流入第一渣包，第一渣包侧面与第二渣包连接，第二渣包的底部设有落渣管，熔渣通过落渣管进入粒化仓；第一渣包缓存高炉间歇性排出的熔渣，第二渣包起到调节进入粒化仓熔渣流量的作用，解决高炉间歇出渣与余热回收装置运行相匹配的问题。

进一步的，第一渣包侧面与第二渣包连接处设有侧壁出流的定径水口及控流塞棒进行事故控流；在第二渣包底部设有定径水口及控流塞棒；通过控制塞棒与定径水口之间的间隙达到实时控制流量的目的，保障了流量稳定，实现系统安全稳定运行。

进一步的，流量测量装置包括但不限于基于液位的流量测量，管流无损测量等；其中液位测量包括但不限于雷达液位计，渣包称重等方法，管流无损测量包括但不限于超声波流量计，电磁流量计等方法；流量测量装置与流量控制装置相结合，实现系统流量实时精确的测量，保证系统安全稳定运行。

进一步的，采用步进电机控制塞棒的起落，保障了流量稳定，实现系统安全稳定运行。

进一步的，渣包顶部烘包燃烧器具有补热功能，防止熔渣冷却凝固造成堵塞。

进一步的，在落渣管和定径水口处分别设有补热装置，防止启动及长期运行过程中熔渣的凝固，系统补热量与熔渣温度相关，通过红外测温仪对渣包内熔渣温度进行实时测量，结合燃烧器的补热，实现控制渣包中渣温恒定，保障熔渣具有可靠的流动性；在落渣管和定将水口处设置壁温测量装置，结合补热装置进行实时补热，补热装置包括但不限于电磁等方式，实现控制定径水口和落渣管内熔渣可靠的流动性。

进一步的，在定径水口处都设有滑动水口进行二级事故控流，以便于塞棒无法有效控流，需要更换或系统检修时保护后续装置的操作安全及检修人员安全。

进一步的，在入渣口处设置冲击垫，冲击垫选用耐高温耐侵蚀的材料，为了保护渣沟流入第一渣包时对包体进行冲击侵蚀；同时为了保障渣包出流的可靠性防止熔渣中含有杂质堵塞落渣管引起事故，在缓存第一渣包中设置挡渣堰阻挡浮渣，挡渣坝阻挡较重的渣块，挡渣墙上设有出流小口，墙一侧设置事故控流闸板结合挡渣墙实现事故安全控流。

进一步的，第一渣包一侧设有溢流口熔渣从溢流口流出直接落到相应的事故渣坑中，防止熔渣溢流造成事故。

进一步的，在第一渣包底部设置事故排渣口，排渣时熔渣从排渣口流出进入事故渣坑。

综上所述，本发明通过监测高温液态熔渣由渣包流向粒化装置的流量，确保系统的安全稳定运行。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明流量测量装置示意图；

图3为本发明安全装置示意图。

其中：1.烘包燃烧器；2.雷达液位计；3.溢流口；4.事故渣坑；5.事故排渣口；6.滑动水口；7.塞棒；8.步进电机；9.粒化仓；10.补热装置；11.超声波流量计；12.入渣口；13.冲击垫；14.挡渣坝；15.挡渣堰；16.挡渣墙；17.事故控流闸板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“一侧”、“一端”、“一边”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

在附图中示出了根据本发明公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。

请参阅图1，本发明一种熔渣缓存及渣液实时测控系统，包括熔渣缓存装置、流量测量装置、流量控制装置、安全装置和补热单元，流量测量装置与流量控制装置相结合，实现系统流量实时精确的测量，保证系统安全稳定运行，安全装置用于防止熔渣溢流造成事故，补热单元用于控制熔渣缓存装置内的渣温恒定，通过监测高温液态熔渣由熔渣缓存装置流向粒化装置的流量，保障系统的安全稳定运行。

具体的，熔渣缓存装置包括第一渣包和第二渣包，熔渣通过渣沟流入第一渣包中缓存熔渣，第一渣包的底部一侧与第二渣包连接，第二渣包的底部设置有落渣管，熔渣通过落渣管进入粒化仓9，流量控制装置分别设置在第一渣包与第二渣包的连接处，以及第二渣包与落渣管的连接处；流量控制装置的一端分别设置在第二渣包内，分别用于控制第一渣包与第二渣包，以及第二渣包与落渣管之间的流量，流量测量装置分别设置在第一渣包和第二渣包的顶部一侧。

流量控制装置包括两组，分别用于控制第一渣包与第二渣包，以及第二渣包与落渣管，每组包括塞棒7和步进电机8，塞棒7的一端与步进电机8连接，另一端对应连接第一渣包与第二渣包之间的定径水口，以及第二渣包与落渣管之间的定径水口，步进电机8控制塞7的起落，通过分别控制塞棒7与对应定径水口之间的间隙达到实时控制第一渣包与第二渣包，以及第二渣包与落渣管之间流量的目。

系统中流量测量装置包括但不限于基于液位的流量测量，管流无损测量等。

进一步的，液位测量包括但不限于雷达液位计2，渣包称重等方法，管流无损测量包括但不限于超声波流量计11，电磁流量计等方法，如图2所示。

安全装置采用三级事故控流：塞棒7控流，滑动水口6以及事故控流闸板17。

其中，第一渣包的上部一侧设置有溢流口3，第一渣包的底部设置有事故排渣口5，排渣时熔渣从事故排渣口5流出后进入事故渣坑4中，防止熔渣溢流造成事故。

请参阅图3，在第一渣包内靠近入渣口12处设置有冲击垫13，冲击垫13选用耐高温耐侵蚀的材料；在第一渣包内冲击垫13的后侧间隔设置挡渣坝14、挡渣堰15和挡渣墙16，挡渣坝14竖直设置在第一渣包的底部，挡渣堰15竖直设置在第一渣包的顶部，挡渣墙16竖直设置在第一渣包的顶部和底部之间，挡渣墙16的一侧设置有事故控流闸板17。

进一步的，第一渣包的侧面与第二渣包连接处通过侧壁出流的定径水口及塞棒7进行事故控流，并在定径水口处设置滑动水口6；在第二渣包底部与落渣管连接处通过对应的定径水口及塞棒7进行事故控流，同时在定径水口处设置滑动水口6进行二级事故控流。

其中，塞棒7选用耐熔渣侵蚀和冲蚀的材料，塞棒处设置冷却装置，包括但不限于空气冷却，惰性气体冷却等。

补热单元包括烘包燃烧器1和补热装置10，烘包燃烧器1设置在第一渣包的顶部，补热装置10设置在第二渣包与落渣管处的定径水口处。

进一步的，在第一渣包的顶部设置红外测温仪，用于对第一渣包内熔渣温度进行实时测量，结合烘包燃烧器1的补热，实现第一渣包中熔渣渣温的恒定控制。

进一步的，在落渣管和定径水口处设置有壁温测量装置，结合补热装置10进行实时补热，补热装置10包括但不限于电磁等方式。

本发明一种熔渣缓存及渣液实时测控系统的工作原理如下：

1、高炉出渣沟排除的熔渣通过渣沟流入第一渣包，第一渣包起到缓存的作用，存储高炉间歇性排出的熔渣，无论高炉排渣流量如何，均保证后续装置运行的稳定性；

第一渣包侧面与第二渣包连接，连接处设置控流塞棒，控制由第一渣包流向第二渣包的熔渣流量和流速，保证第一渣包中熔渣缓存量与第二渣包中熔渣量的可控关系；

第二渣包的底部设有落渣管和配套控流塞棒，熔渣通过落渣管进入粒化仓，通过调整塞棒开度起到调节进入粒化仓熔渣流量及流速的作用，保障了流量稳定，实现系统安全稳定运行，解决了高炉间歇出渣过程中带来的渣流量过大且不稳定和出渣时间不规律等问题，与余热回收装置运行相匹配的技术难点。

2、除了与高炉出渣不匹配的问题，熔渣缓存流量控制装置面临的另一个技术难题就是高温熔渣粘度随温度变化很快，温度过低时熔渣会冷却凝固造成堵塞，本发明在渣包顶部烘包燃烧器具有补热功能，通过红外测温仪对渣包内熔渣温度进行实时测量，结合燃烧器的补热，实现控制渣包中渣温恒定；在落渣管和定径水口处分别设有补热装置，结合落渣管和定将水口处设置的壁温测量装置进行实时补热，实现控制定径水口和落渣管内熔渣可靠的流动性，防止启动及长期运行过程中熔渣的凝固；

3、熔渣缓存及渣液实时测控系统面临的另一大问题是系统的安全可靠性；

为了保障第一渣包的工作寿命在入渣口处设置冲击垫，冲击垫选用耐高温耐侵蚀的材料，保护渣沟流入第一渣包时对包体进行冲击侵蚀；同时为了保障渣包出流的可靠性防止熔渣中含有杂质堵塞落渣管引起事故，在缓存第一渣包中设置挡渣堰阻挡浮渣，挡渣坝阻挡较重的渣块，挡渣墙上设有出流小口，墙一侧设置事故控流闸板结合挡渣墙实现事故安全控流。第一渣包一侧设置的溢流口使熔渣从溢流口流出直接落到相应的事故渣坑中，防止熔渣溢流造成事故。

本发明中设置的液位测量和管流无损测量两级流量测量装置，起到监测高温液态熔渣由渣包流向粒化装置的流量，可以根据检测数据调整控流塞棒的开度，起到流量实时监控的效果，确保系统的安全稳定运行。

在缓存装置需要检修或停机时，在第一渣包底部设置的事故排渣口，可以使熔渣从排渣口流出进入事故渣坑，排除第一渣包内的残余熔渣，方便停机检修。

综上所述，本发明一种熔渣缓存及渣液实时测控系统，具有以下特点：

1、克服了高炉不连续出渣的生产现实条件。高炉出渣沟排除的熔渣通过渣沟流入第一渣包，第一渣包起到缓存的作用，存储高炉间歇性排出的熔渣，结合第二渣包及配套流量控制装置，无论高炉排渣流量如何，都可保证后续装置运行的稳定性；

2、在渣包顶部烘包燃烧器及落渣管处的补热装置结合温度测量设备，进行实时补热，克服了熔渣缓存流量控制装置中高温熔渣粘度随温度变化过快，熔渣冷却凝固造成堵塞的问题，实现控制定径水口和落渣管内熔渣可靠的流动性，防止启动及长期运行过程中熔渣的凝固；

3、保障了熔渣缓存及渣液实时测控系统的安全可靠性；在第一渣包入渣口处设置冲击垫，挡渣堰、挡渣坝、挡渣墙、事故控流闸板结和溢流口等配套的安全装备，保障了缓存及流量测量过程中的安全可靠性，确保系统的安全稳定运行；

4、在缓存装置需要检修或停机时，在第一渣包底部设置的事故排渣口，可以使熔渣从排渣口流出进入事故渣坑，排除第一渣包内的残余熔渣，方便停机检修。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。