本發(fā)明涉及高爐煤粉預(yù)熱領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

1、高爐煤粉預(yù)熱主要流程和原理在于：將煤粉(可以擴(kuò)展到粉狀燃料)先送入預(yù)熱燃燒器，通過煤粉自身少部分燃燒放熱將煤粉預(yù)熱到著火溫度點(diǎn)以上，實(shí)現(xiàn)煤粉改性，形成含有煤氣和高活性半焦的高溫氣固混合燃料后，再進(jìn)入主燃燒室(如高爐爐膛)燃燒。預(yù)熱后的燃料燃燒特性顯著提升，且溫度高于著火點(diǎn)，一進(jìn)入主燃燒室即快速燃燒，從而突破了常規(guī)的加熱、著火和燃燒的三段式燃燒過程。同時(shí)，由于預(yù)熱裝置內(nèi)為強(qiáng)還原性氣氛，預(yù)熱析出的氮元素大部分被還原為氮?dú)猓瑥亩蠓冉档土酥魅紵业牡趸锷闪俊?/p>

2、公開號為cn113786921a，名稱為一種基于原煤加工工藝的高爐煤粉預(yù)熱系統(tǒng)的專利利用高爐的煙氣管道直接對高爐煤粉輸送管道進(jìn)行預(yù)熱，這種預(yù)熱方式會造成高爐余熱浪費(fèi)，且會對高爐煤粉的噴吹造成影響。公開號為cn118391701a，名稱為基于熱風(fēng)爐富氧煙氣的煤粉預(yù)熱方法和系統(tǒng)的專利利用熱風(fēng)爐產(chǎn)生的煙氣對磨煤機(jī)中的煤粉進(jìn)行預(yù)熱，對熱量的利用率低且后續(xù)的噴吹過程還會有熱損失。

3、隨著工業(yè)化控制系統(tǒng)的普及與發(fā)展，自動(dòng)控制系統(tǒng)已應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，尤其是對系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性高的鋼鐵行業(yè)，不僅可以減少了人為操作，還能適應(yīng)各種復(fù)雜環(huán)境的需求。高爐生產(chǎn)對噴煤穩(wěn)定性要求較高，如何提供一種自動(dòng)控制系統(tǒng)完成對煤粉預(yù)熱，并且在發(fā)生意外時(shí)，不影響高爐用煤。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：如何提供一種高爐煤粉預(yù)熱系統(tǒng)。

2、本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種高爐煤粉預(yù)熱系統(tǒng)，包括噴煤車間1、氮?dú)饧訜崞?、常用煤粉加熱器4、壓縮氮?dú)夤?、高爐6、儲油罐及膨脹罐7、余熱換熱器8、導(dǎo)熱油泵9、plc控制系統(tǒng)、聲光報(bào)警裝置，壓縮氮?dú)夤?中出來的氮?dú)獗坏獨(dú)饧訜崞?加熱后分為4條支路，從噴煤車間1出來的煤粉與氮?dú)饧訜崞?的第一支路出來的氮?dú)饣旌虾筮M(jìn)入安裝有常開進(jìn)煤閥13的常用高爐進(jìn)料煤粉管道，常用高爐進(jìn)料煤粉管道通過安裝有常開加熱閥15的管道連接常用煤粉加熱器4，常用煤粉加熱器4的出煤管道出來的煤粉通過安裝有常開出煤閥16的管道連接高爐6的進(jìn)煤口，氮?dú)饧訜崞?的第二支路進(jìn)入常用煤粉加熱器4中與常用煤粉加熱器4中的煤粉混合，氮?dú)饧訜崞?的第三支路連接常用煤粉加熱器4的出煤管道為從常用煤粉加熱器4出來的煤粉提供助推，氮?dú)饧訜崞?的第四支路連接常開出煤閥16進(jìn)口端的管道為該處管道中的煤粉提供煤粉助推；儲油罐及膨脹罐7中的油通過自身重力進(jìn)入余熱換熱器8中被高爐余熱加熱，余熱換熱器8中被加熱的油通過導(dǎo)熱油泵9進(jìn)入常用煤粉加熱器4中對其中的煤粉進(jìn)行加熱，從常用煤粉加熱器4中出來的油循環(huán)進(jìn)入余熱換熱器8中再次被加熱；常用高爐進(jìn)料煤粉管道上安裝有第一壓力變送器21，常用煤粉加熱器4的進(jìn)油管道上安裝有第一溫度傳感器22，常用煤粉加熱器4的出油管道上安裝有第二溫度傳感器23，導(dǎo)熱油泵9的進(jìn)口管道上安裝第二壓力變送器24，導(dǎo)熱油泵的出口管道上安裝第三壓力變送器25，氮?dú)饧訜崞?的每條支路上安裝有氣體流量計(jì)，儲油罐及膨脹罐7中安裝有液位傳感器；通過第一壓力變送器21獲得常用煤粉加熱器4中的進(jìn)煤煤粉壓力，當(dāng)進(jìn)煤煤粉壓力大于設(shè)定煤粉壓力時(shí)減小常開進(jìn)煤閥13的開度，當(dāng)進(jìn)煤煤粉壓力小于設(shè)定煤粉壓力時(shí)增加常開進(jìn)煤閥13的開度，當(dāng)進(jìn)煤煤粉壓力大于等于最大煤粉壓力或者小于等于最小煤粉壓力時(shí)報(bào)警，提醒工作人員進(jìn)行維護(hù)；第一溫度傳感器22測量常用煤粉加熱器4的進(jìn)油管道中的進(jìn)油溫度，當(dāng)進(jìn)油溫度小于設(shè)定進(jìn)油溫度時(shí)，增加導(dǎo)熱油泵9的泵油量，當(dāng)進(jìn)油溫度大于設(shè)定進(jìn)油溫度時(shí)，減少導(dǎo)熱油泵9的泵油量，當(dāng)進(jìn)油溫度小于最小進(jìn)油溫度或大于最大進(jìn)油溫度時(shí)報(bào)警，提醒工作人員進(jìn)行維護(hù)；液位傳感器測量儲油罐及膨脹罐7中油的液位，當(dāng)液位等于或低于最小設(shè)定值時(shí)，向儲油罐及膨脹罐7中補(bǔ)油，當(dāng)液位等于或高于最大設(shè)定值時(shí)，停止向儲油罐及膨脹罐7中補(bǔ)油。

3、從噴煤車間1出來的煤粉與氮?dú)饧訜崞?的第一支路出來的氮?dú)饣旌虾蠓譃閮蓷l噴煤支路，一條噴煤支路通過安裝有常閉進(jìn)煤閥11和常閉出煤閥12的備用高爐進(jìn)料煤粉管道連接高爐6的進(jìn)煤口，另外一條噴煤支路進(jìn)入安裝有常開進(jìn)煤閥13的常用高爐進(jìn)料煤粉管道。

4、該高爐煤粉預(yù)熱系統(tǒng)還包括備用煤粉加熱器3，壓縮氮?dú)夤?中出來的氮?dú)獗坏獨(dú)饧訜崞?加熱后分為5條支路，常用高爐進(jìn)料煤粉管道連接兩條加熱支路，一條加熱支路通過安裝有常閉加熱閥14的管道連接備用煤粉加熱器3，另外一條加熱支路通過安裝有常開加熱閥15的管道連接常用煤粉加熱器4，備用煤粉加熱器3和常用煤粉加熱器4出來的煤粉通過管道匯合后通過安裝有常開出煤閥16的管道連接高爐6的進(jìn)煤口，氮?dú)饧訜崞?的第五支路的出來的氮?dú)馔ㄟ^安裝有常閉助推閥17的管道后為從備用煤粉加熱器3出來的煤粉助推。

5、煤粉助推是利用文丘里加速原理進(jìn)行助推。

6、本發(fā)明中所有的閥門、所有的傳感器、導(dǎo)熱油泵、聲光報(bào)警裝置等器件都電信號連接plc控制系統(tǒng)，高爐煤粉預(yù)熱系統(tǒng)通過plc控制系統(tǒng)拉絲實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。

7、余熱換熱器8是一個(gè)氣液換熱器（現(xiàn)有技術(shù)中的氣液換熱器），高爐尾氣進(jìn)入氣體通道對液體通道中的油進(jìn)行加熱。儲油罐及膨脹罐7和余熱換熱器8的液體通道聯(lián)通，儲油罐及膨脹罐7中油的液位高于余熱換熱器8的液體通道中油的最高液位，保證余熱換熱器8的液體通道始終充滿油。余熱換熱器8的液體通道中的油與氣體通道中的高爐尾氣換熱，使油溫度升溫，升溫后的油被導(dǎo)熱油泵9泵入常用煤粉加熱器4中（常用煤粉加熱器4也是一個(gè)氣液加熱器，與余熱換熱器8最大的不同是：常用煤粉加熱器4是利用液體對氣體加熱，余熱換熱器8是利用氣體對液體進(jìn)行加熱），對煤粉加熱器4中的煤粉進(jìn)行加熱，從煤粉加熱器4中出來的油循環(huán)進(jìn)入余熱換熱器8中重復(fù)加熱利用，從而實(shí)現(xiàn)高爐余熱對煤粉加熱。在油循環(huán)過程中，需要注意余熱換熱器8進(jìn)油溫度控制，當(dāng)進(jìn)油溫度小于設(shè)定進(jìn)油溫度時(shí)，增加導(dǎo)熱油泵9的泵油量，當(dāng)進(jìn)油溫度大于設(shè)定進(jìn)油溫度時(shí)，減少導(dǎo)熱油泵9的泵油量，當(dāng)進(jìn)油溫度小于最小進(jìn)油溫度或大于最大進(jìn)油溫度時(shí)報(bào)警，提醒工作人員進(jìn)行維護(hù)，整個(gè)控制通過plc控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明通過第一溫度傳感器22測量的常用煤粉加熱器4的進(jìn)油管道中的進(jìn)油溫度和導(dǎo)熱油泵（變頻）進(jìn)行連鎖，穩(wěn)定的對煤粉加熱器4中的煤粉提供熱能。

8、常用煤粉加熱器4包括煤粉熱交換腔41和與煤粉熱交換腔41的壁進(jìn)行熱交換的油熱交換腔42，進(jìn)入常用煤粉加熱器4的煤粉在進(jìn)入煤粉熱交換腔41過程，隨著橫截面增大，壓強(qiáng)在減少，煤粉可能會集聚在煤粉熱交換腔41的壁上影響換熱，然而為了增加熱交換面積，煤粉熱交換腔41的橫截面必然需要增加才能更好的完成換熱，為了避免影響換熱，氮?dú)饧訜崞?的一條支路出來的氮?dú)馔ㄈ氲矫悍蹮峤粨Q腔41中，利用文丘里原理對煤粉進(jìn)行助推，從而提高煤粉出口的出煤粉速度，避免堵塞煤粉熱交換腔41出口和影響換熱。

9、本發(fā)明中多處采用了助推是利用文丘里原理對煤粉進(jìn)行加速的。

10、氮?dú)饧訜崞?將來自壓縮氮?dú)夤?的壓縮氮?dú)膺M(jìn)行加熱后供使用，避免直接使用溫度較低的氮?dú)饨档兔悍鄣臏囟?。本發(fā)明中氮?dú)饧訜崞?中加熱后的氮?dú)夥譃槎嗦饭┲剖褂茫苊饷悍奂墼诠艿乐卸氯?/p>

11、本發(fā)明中為了防止意外發(fā)生導(dǎo)致常用高爐進(jìn)料煤粉管道堵塞，額外準(zhǔn)備了一條備用高爐進(jìn)料煤粉管道，該通道上安裝有常閉進(jìn)煤閥11和常閉出煤閥12，在常用高爐進(jìn)料煤粉管道堵塞時(shí)，打開常閉進(jìn)煤閥11和常閉出煤閥12，避免高爐無法噴煤。

12、本發(fā)明中為了防止意外發(fā)生導(dǎo)致常用煤粉加熱器4出口堵塞無法完成高爐用煤，準(zhǔn)備了備用煤粉加熱器3，備用煤粉加熱器3可以直接采用電加熱或者其它加熱方式進(jìn)行加熱，在常用煤粉加熱器4出口堵塞時(shí)，切換到備用煤粉加熱器3對煤粉進(jìn)行加熱。

13、本發(fā)明提供一種高爐煤粉預(yù)熱系統(tǒng)，能夠自動(dòng)控制的完成對煤粉預(yù)熱，并且在發(fā)生意外時(shí)，不影響高爐用煤。本發(fā)明利用油作為熱傳遞介質(zhì)，利用高爐余熱（高爐尾氣余熱等）在常用煤粉加熱器4中加熱從噴煤車間1出來的煤粉，被加熱后的煤粉進(jìn)入高爐中進(jìn)行燃燒。預(yù)熱后的煤粉燃燒特性顯著提升，進(jìn)入高爐的主燃燒室即可快速燃燒，從而突破了常規(guī)的加熱、著火和燃燒的三段式燃燒過程。