一种高炉倒流休风装置及方法与流程

本发明涉及钢铁冶金，特别是涉及一种高炉倒流休风装置及方法。

背景技术：

1、高炉在进行设备维修、维护等操作时，为防止职工发生一氧化碳气体中毒事件，一般进行倒流休风操作，高炉倒流休风是将休风后高炉内残存的煤气通过热风管道倒流而出，高炉内残留的煤气依次流经风口→热风围管→热风管道→专用的倒流烟囱排除至大气中，是高炉内气体从内向外排放的过程。

2、相关技术中，国内的铁厂在倒流休风的时候，普遍采用通过打开风口前端的风口小盖，并从风口小盖吸入空气来稀释或驱赶高炉内煤气，使高温煤气快速从高炉内倒流而出，但由于空气中含有约21％的氧气，该部分氧气可能与炉内焦炭发生燃烧反应，燃烧部分焦炭、增加炉内一氧化碳气体含量，并且升高风口前端的温度，而喷煤枪的位置恰恰又处于风口前端，倒流休风时，风口处的热风先流经喷煤枪前端，再进入风口，热风与喷煤枪前端的外表面发生对流传热，导致喷煤枪温度高，容易变形或者烧坏。

3、并且，基于稀释高炉内高温炉气的理论，为了降低风口前端的温度，需要尽量多的向风口处吹入空气，以稀释或驱赶高炉内煤气，但空气的流量过大又会促进风口处焦炭燃烧的进行，焦炭燃烧放热又会提高风口前端温度，因此通过风口小盖吸入空气的流量过大和过小都不利于降低风口前端温度，只能通过操作经验折中选择一个喷吹流量；相关技术中，倒流休风过程中从风口小盖吸入空气的流量为：600～800l/min，倒流而出的炉气温度为：600～1000℃左右，炉气温度较高，易损害喷煤枪前端和热风管道中的耐材。

4、因此，如何有效提高高炉内煤气的排出效率，减少对高炉产生的影响，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种高炉倒流休风装置及方法，用于向高炉风口区域内喷入保护性气体，使煤气快速从高炉内倒流而出，同时减少对高炉的影响，减少热量损失。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种高炉倒流休风装置，包括：

4、若干喷煤枪，所述喷煤枪安装在高炉的风口上，用于向所述高炉内提供气体；

5、风口套，所述风口套安装在所述高炉的风口上，用于输出所述高炉内的烟气；

6、热风围管，设置在所述高炉的周部，与所述风口套连通；

7、倒流烟囱，与所述热风围管连通，用于将所述高炉内的烟气排出；

8、倒流支管，与所述喷煤枪连通，用于向所述高炉的炉腔内提供所述保护性气体；

9、保护性气体源，所述保护性气体源与所述倒流支管连通，所述保护性气体源内存储有具有目标体积分数的第一气体和第二气体；

10、支路阀门，连接于所述倒流支管与所述保护性气体源之间，通过控制所述倒流支管内保护性气体的流量；

11、控制器，与所述支路阀门耦接，用于根据所述倒流烟囱内烟气的温度，控制所述支路阀门的流量。

12、一方面，还包括设置在所述倒流支管上的流量计，所述流量计与所述控制器耦接；所述控制器还用于根据所述流量计获取的所述倒流支管的流量控制所述支路阀门的流量。

13、另一方面，还包设置在所述倒流支管上的压力表，所述压力表与所述控制器耦接；所述控制器还用于在所述压力表检测到的所述倒流支管内的压力值大于预设压力值时，控制所述支路阀门的开闭。

14、另一方面，还包括热电偶，用于检测所述倒流烟囱内烟气的温度，所述热电偶与所述控制器耦接。

15、另一方面，还包括第一气源、第二气源、第一阀门和第二阀门，所述第一气源用于提供所述第一气体，所述第二气源用于提供所述第二气体，所述第一气源和所述第二气源均与所述保护性气体源连通；

16、所述第一阀门位于所述第一气源与所述保护性气体源之间，所述第二阀门位于所述第二气源与所述保护性气体源之间，所述保护性气体源用于存储含有所述第一气体与所述第二气体的混合气体；

17、所述第一阀门和所述第二阀门均耦接所述控制器，所述控制器还用于根据所述倒流烟囱内烟气的温度，确定所述第一气体占所述混合气体的目标体积分数，并根据所述第一气体占所述混合气体的目标体积分数，控制所述第一阀门和所述第二阀门的流量，以将所述第一气体占所述混合气体的体积分数调整为所述目标体积分数。

18、另一方面，所述第一气体为氮气，所述第二气体为二氧化碳气体。

19、一种高炉倒流休风方法，采用如上述的高炉倒流休风装置，包括以下步骤：

20、向所述保护性气体源内提供保护性气体，所述保护性气体为混合气体，所述混合气体包括第一气体和第二气体；

21、获取所述倒流烟囱内烟气的温度，并根据所述倒流烟囱内烟气的温度，控制所述支路阀门的流量；

22、通过所述倒流支管向所述高炉内吹入所述保护性气体，以使所述高炉内的烟气由所述风口套经过所述热风围管后，进入所述倒流烟囱，以将所述高炉内的烟气排出。

23、另一方面，根据公式(1)和公式(2)控制所述支路阀门的流量；

24、t＞400℃时，q＝(t-k)l/min                  (1)；

25、t≤400℃时，q＝k l/min                      (2)；

26、其中，t为所述倒流烟囱内烟气的温度；q为所述支路阀门的流量；k取值为180-220。

27、另一方面，所述向所述保护性气体源内提供保护性气体包括：

28、获取所述倒流烟囱内烟气的温度；

29、根据获取的所述倒流烟囱内烟气的温度，确定所述第一气体占所述混合气体的目标体积分数；

30、将所述保护性气体源内所述第一气体占所述混合气体的体积分数调整为所述目标体积分数。

31、另一方面，还包括：

32、根据公式(3)、(4)和(5)确定所述第一气体占所述混合气体的目标体积分数；

33、400<t≤700℃时，v1＝(6.7+4t/30)％           (3)

34、t≤400℃时，v1＝55％-65％                  (4)

35、t>700℃时，v1＝95％-100％                   (5)

36、其中，t为所述倒流烟囱内烟气的温度；v1是指所述第一气体占所述混合气体的目标体积分数。

37、本发明所提供的高炉倒流休风装置，包括：若干喷煤枪，所述喷煤枪安装在高炉的风口上，用于向所述高炉内提供气体；风口套，所述风口套安装在所述高炉的风口上，用于输出所述高炉内的烟气；热风围管，设置在所述高炉的周部，与所述风口套连通；倒流烟囱，与所述热风围管连通，用于将所述高炉内的烟气排出；倒流支管，与所述喷煤枪连通，用于向所述高炉的炉腔内提供所述保护性气体；保护性气体源，所述保护性气体源与所述倒流支管连通，所述保护性气体源内存储有具有目标体积分数的第一气体和第二气体；支路阀门，连接于所述倒流支管与所述保护性气体源之间，通过控制所述倒流支管内保护性气体的流量；控制器，与所述支路阀门耦接，用于根据所述倒流烟囱内烟气的温度，控制所述支路阀门的流量。本发明所提供的高炉倒流休风装置，通过向所述高炉内喷吹入保护性气体，增大喷吹流量不会导致焦炭过量燃烧，可通过提高喷吹流量的方法极致降低所述高炉的风口区域、喷煤枪前端和热风围管等管道的温度，有效提高喷煤枪的寿命和热风围管中耐材的使用寿命，阻止焦炭的燃烧，降低焦炭消耗；减少高炉内热量的损失。

38、本发明所提供的高炉倒流休风方法，采用上述高炉倒流休风装置，包括以下步骤：向所述保护性气体源内提供保护性气体，所述保护性气体为混合气体，所述混合气体包括第一气体和第二气体；获取所述倒流烟囱内烟气的温度，并根据所述倒流烟囱内烟气的温度，控制所述支路阀门的流量；通过所述倒流支管向所述高炉内吹入所述保护性气体，以使所述高炉内的烟气由所述风口套经过所述热风围管后，进入所述倒流烟囱，以将所述高炉内的烟气排出。本发明所提供的高炉倒流休风方法，借助所述倒流支管向所述高炉内吹入所述保护性气体，喷吹入所述高炉内的保护性气体能使所述高炉的风口前端附近处形成保护性气氛，能够隔绝检修期间由于密闭不严从外界进入风口附近的空气，从而有效阻止焦炭的燃烧，降低焦炭消耗。