CN201268705Y - 高炉喷煤“y”形分配器 - Google Patents

Abstract

高炉喷煤“Y”形分配器顶部设组合式顶盖，顶盖采用双层密封圈密封；分配器下部有喇叭形渐扩管连接适当长度的垂直管；分配器芯分配通道采用内衬陶瓷；分配器另设有配套环保型氮气反吹系统。该分配器一方面消除了疏通分配器时对环境的污染，另一方面可以消除由于清理分配器而造成高炉长时间停煤的工艺缺陷，特别是由于分配器分配锥与渐扩管的精确配合使煤粉分配更加均匀，有利于实现连续均匀喷煤。

Description

高炉喷煤“Y”形分配器

所属技术领域

本实用新型适用于炼铁高炉煤粉喷吹。

背景技术

高炉喷吹煤粉技术是利用价格低廉的非炼焦煤部分代替价格昂贵的冶金焦碳，有着显著的经济效益，且有利于高炉的强化冶炼和炉况顺行，可大幅度提高高炉的技术经济指标，还可缓和对焦碳的需求，减少兴建焦炉的基建投资，降低炼焦生产对环境造成的污染等，所以社会效益也很显著。

目前，高炉喷吹煤粉装置包括喷吹罐、混合器(或流化装置)、分配器、喷枪。在高炉煤粉喷吹中，最希望的是能稳定均匀地将煤粉送给每根喷枪。现在为实现向高炉稳定均匀喷煤，多采用直接喷吹方式，即利用一条主管路将煤粉输送到高炉附近的分配器，并通过与分配器各出口相连的输煤支管将煤粉输送到高炉各风口。

作为高炉喷吹主要设备的分配器，经过多年的发展现多采用锥形、盘式、瓶式等形式。锥形分配器呈倒锥形，中心有分配锥，煤粉流由下部垂直管向上经分配锥切割成多个相等的扇形流股，经分配器各个支管分配到各风口。煤粉在该分配器前后速度变化不大，产生的压降小，因此分配器出口流量易受由分配器至风口的输煤支管压损不同的影响各支管分配偏差可达20％。锥形分配器中分配锥倒立，分配锥垂直高度较大并且锥角小，当煤粉由垂直管进入分配器时，由于煤粉高速流动冲击锥尖从而使锥尖受到磨损。当锥尖磨损到一定程度，就会严重影响分配器的分配精度。盘式分配器采用盘式结构及垂直安装方法。在盘式分配器中，因为气——煤粉两相流在垂直管内向上流动时，管内煤粉因气流速度具有一定的分布而存在径向浓度分布。垂直管底部颗粒浓度高、分布不均匀；而上部颗粒浓度低，分布均匀。为保证煤粉在垂直管内均匀分布，需要通过保持足够长的垂直管来达到均匀弥散的要求。小型高炉风口较少，所需分配器出口较少，盘式分配器基本可以满足高炉要求。当高炉趋向大型化时，伴随着风口数目的增加和煤比的提高，就需要增大分配器体积来满足高煤比、多喷枪的要求。对于锥式分配器，当体积增大分配器出口数目增加后，更加剧了煤粉分配的不均匀。而盘式分配器需要足够长的垂直管段满足煤粉均匀弥散的需要，另外由于盘式分配器本体空腔高度至少应大于出口管径，空腔高度太小则使煤粉流动死角增大，易沉积而堵塞，造成固气比波动大并且撞击腔壁产生的返混量太小，从而影响煤粉分配的均匀性.当分配器出口数目增加时，由于分配器本体支管数目需要增加而需要更长的垂直管和更庞大的分配器本体空腔，这就导致了分配器芯空腔内煤粉扰动而影响煤粉分配的均匀性。由于分配器本体圆柱空腔截面积成倍增大，导致需返混煤量过大，促使分配器芯的磨损加重，进而导致煤粉分配不均匀，同时使分配器芯的使用寿命降低。大型高炉为了避免单个分配器无法完成多风口喷吹的弊端，一般都使用两套分配器对称布置在高炉两侧，但这样既增加了成本，也不能有效的保证各风口喷煤量的均匀性。

发明内容

为了克服锥形分配器和盘式分配器的缺陷，设计了综合锥形和盘式分配器优点的“Y”形喷煤专用分配器。采用“Y”形分配器后，能实现煤粉在各风口相对稳定均匀的分配。

本分配器主体为“Y”形。分配器顶部设组合式顶盖，外盖单独固定，内盖连接分配锥；空腔内设有分配器芯，采用定位销定位；分配器下部有喇叭形渐扩管连接适当长度的垂直管；分配器另设有配套环保型氮气反吹系统。

主要设计依据为：当煤粉经过与水平输煤主管连接的弯头进入垂直主管向上流动时，管内煤粉因气流速度具有一定的分布而存在径向浓度分布，通过垂直主管充分发展段实现煤粉径向均匀扩散。在垂直输煤主管内沿管内截面均匀分布的煤粉由下向上进入分配器本体内渐扩截面时，速度突然降低，经分配锥使煤粉流沿锥面上升，使空腔内气固两相流处于快速流态的状态，并具有一定的滞留时间，从而达到煤粉均匀弥散分布，然后通过空腔内分配器芯上均布的水平出口均匀流出。因煤粉细颗粒跟随性好，在高速输送时，部分高速流动的煤粉颗粒因惯性撞击空腔顶部而产生返混，增加了空腔内煤粉的混合程度，并获得一定的延滞时间，使煤粉分布更加均匀。

本分配器芯为环形，内置在分配器内，分配通道均匀分布于分配芯内部，出口与分配器本体出口一一对应。

本专利的创造性，体现在：

1、分配器设置组合式顶盖，当需要更换受损锥体或清理分配器时只需利用高炉短暂停煤时间打开内盖就可完成，不用对分配器外盖进行拆卸，这样就大大缩短了对分配器的维修时间，实现了高炉连续喷煤。

2、本新型分配器结合了锥式分配器渐扩管、分配锥和盘式分配器分配芯的优点。与锥式分配器比较，分配锥垂直高度缩小，同时锥角增大，煤粉流经渐扩管减速后通过分配锥，减缓了对锥尖的冲击和磨损。在大中型高炉，高煤比情况下，需要增加喷煤支管数目时，本新型分配器只需增大分配器本体及分配器芯直径，就可实现分配器芯煤粉通道数与支管对应的目的。与盘式分配器比较，本新型分配器下部渐扩管及空腔内分配锥作用，使得煤粉流由垂直输煤主管进入渐扩截面后，流速突然降低，经分配锥劈分使煤气流沿锥面上升，在锥面与分配器芯形成的空腔内，流速继续减小直至煤粉输出口前增加。由于渐扩截面空腔内煤粉流速低于支管内流速，很好的降低了因支管压阻损失对煤粉均匀分配的影响，避免了煤粉高速输送时在盘式分配器空腔内带来的扰动。同时由于渐扩管的存在使分配器芯内径增大，缩短了内外径间距，从而降低分配器芯煤粉通道阻力。同时本新型分配器在分配器芯输出孔内采用内衬陶瓷技术，使分配器芯使用寿命由3个月提高到10个月以上，不但节约了材料费用，而且减小了因更换分配器芯对高炉连续喷煤的影响。因此本新型分配器完全可以实现利用单个分配器对大型高炉的双枪喷煤，适应了利用双枪喷煤来提高煤粉燃烧率的趋势。

3、为了方便分配器清理杂物的作业，在设计中采用了气体反吹清理杂物的方法。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步说明：

附图1为高炉喷煤“Y”形分配器顶部大盖俯视图，在大盖上、下两面分别设有密封槽，做为大盖和分配器本体、大盖和小盖之间密封用。

附图2为高炉喷煤“Y”形分配器顶部大盖A向剖视图

附图3为高炉喷煤“Y”形分配器顶部小盖正视图，图纸边缘为螺孔处剖视图，分配器倒锥体和顶部小盖连为一体，倒锥体部分为耐磨材质。

附图4为高炉喷煤“Y”形分配器分配器芯剖视图，分配器芯各喷煤通道内衬陶瓷，内衬陶瓷厚度为3——4mm，分配器芯用耐磨材质制作。

附图5为高炉喷煤“Y”形分配器本体正向剖视图，在渐扩管顶部边缘为R20cm圆弧，主要作用是减少分配器芯磨损。

附图6为高炉喷煤“Y”形分配器俯视图：

1为进分配器喷煤管道；2为分配器顶部小盖；3为分配器顶部大盖；4为分配器出口三通球阀；5为分配器出口喷煤支管；6为三通球阀旁通口。

附图7为高炉喷煤“Y”形分配器氮气反吹系统俯视图：

7为氮气环管进气管道；8为氮气气源球阀；9为氮气环管；10为氮气环管出气支管，每根出气支管通过金属软管与喷煤支管上的三通球阀连接；11为氮气环管支撑件，通过支撑件将氮气环管和分配器进气管道1连为一体。

具体实施方式

高炉喷煤“Y”形分配器包括：渐扩管、分配器主体、顶部大盖、小盖、分配器芯、分配器出口喷煤支管、氮气反吹系统

煤粉由垂直喷煤管道进入渐扩管，再进入分配器主体，经过分配器芯各喷煤通道均匀分配进入分配器出口喷煤支管，最后到达高炉各风口喷枪处。

当分配器各通道出现堵塞时需要进行清理，清理分为带煤氮气反吹和停煤开分配器小盖清理，具体步骤如下：

1、氮气反吹环保清理分配器实施办法：

在分配器下部设置氮气环管，由金属软管将喷煤支管上的三通阀门与氮气环管连接，当分配器、喷煤支管堵塞不严重或堵塞杂物体积较小时，不需要拆卸分配器，只要打开反吹气源球阀，随后调节三通阀门，利用高压气体吹扫分配器内部或喷煤支管，达到清理效果。分配器内的杂物被高压气流送至高炉内，达到环保清理分配器的目的。

2、使用组合盖清理分配器和更换分配器芯实施办法：

外盖由10-14条螺栓密封固定在分配器本体上，采用普通钢质。内盖由4条螺栓固定在外盖上，内盖连接分配锥，锥体为耐磨材质。当氮气反吹无法疏通分配器时需打开分配器小盖清理分配器，整项工作约需5分钟；利用高炉检修机会定期检查分配器芯，当需要更换分配器芯时打开外盖更换，约需15分钟。

Claims (4)

1.一种高炉喷煤“Y”形分配器，包括渐扩管、分配器主体，其特征是：分配器的主体为“Y”形，渐扩管与分配器主体连接。

2.根据权利要求1所述的喷煤“Y”形分配器，其特征是：组合式里外两个顶盖。

3.根据权利要求1所述的喷煤“Y”形分配器，其特征是：分配器芯输出孔内衬陶瓷。

4.根据权利要求1所述的喷煤“Y”形分配器，其特征是：气体反吹清理杂物。

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