一种高炉炉顶布料器冷却装置论文和设计-田辉

全文摘要

本实用新型涉及冶金工业技术领域，特别是涉及一种高炉炉顶布料器冷却装置。包括布料器、用于为布料器供气的供气系统以及用于对布料器流出的气体进行冷却的冷却系统，所述冷却系统外置于布料器，并与布料器通过气体循环管路连接，布料器中的热气体经过冷却系统冷却后返回至布料器。本实用新型的有益效果是：冷却系统设置布料器的外部，使得冷却液无法进入布料器内部，避免了因冷却液溢流进入炉内的情况，并配合气体循环管路实现冷却气体循环利用，保证布料器冷却效果的同时保证了高炉的稳定运行。

主设计要求

1.一种高炉炉顶布料器冷却装置，其特征在于：包括布料器、用于为布料器供气的供气系统以及用于对布料器流出的气体进行冷却的冷却系统，所述冷却系统外置于布料器，并与布料器通过气体循环管路连接，布料器中的热气体经冷却系统冷却后返回至布料器。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种高炉炉顶布料器冷却装置，其特征在于：所述气体循环管路的进口端与布料器的出气口连接，所述气体循环管路的出口端与布料器的进气口连接，所述气体循环管路上设有循环风机和放散管路，所述放散管路上设有放散阀。

3.根据权利要求2所述的一种高炉炉顶布料器冷却装置，其特征在于：所述循环风机为变频风机，所述循环风机上设有轴承温度检测系统和轴密封系统，所述轴密封系统包括用于通入气体的密封管路，所述密封管路上设有第一阀门、过滤器、压力计和减压阀。

4.根据权利要求2所述的一种高炉炉顶布料器冷却装置，其特征在于：所述气体循环管路的进口端设有至少一根用于与布料器连接的进口支管，所述气体循环管路的出口端设有至少一根用于与布料器连接的出口支管。

5.根据权利要求1所述的一种高炉炉顶布料器冷却装置，其特征在于：所述冷却系统包括安装在气体循环管路进口端的换热器以及用于换热器降温的冷却水装置，所述冷却水装置包括密闭水箱，所述密闭水箱上连接有补水主管路，所述密闭水箱通过冷却水进入管路和换热器连接，所述换热器通过冷却水排出管路排出冷却水。

6.根据权利要求5所述的一种高炉炉顶布料器冷却装置，其特征在于：还包括排放总管、溢流管路和排污管路，所述密闭水箱上设有水位计，所述溢流管路、排污管路、冷却水排出管路的出口端均与排放总管路连接，并通过排放总管路将排放物引入炉体排水槽。

7.根据权利要求5所述的一种高炉炉顶布料器冷却装置，其特征在于：所述补水主管路上设有旁通管路，所述旁通管路的两端均与补水主管路连接，所述旁通管路上设有第一手动阀门，所述补水主管路上设有与第一手动阀门并联的第二手动阀门和第三手动阀门，第二手动阀门和第三手动阀门之间设有气动阀门。

8.根据权利要求5所述一种高炉炉顶布料器冷却装置，其特征在于：所述冷却水排出管路上设有换热器出口阀门和煤气泄漏检测器。

9.根据权利要求1所述的一种高炉炉顶布料器冷却装置，其特征在于：所述供气系统包括供气管路，所述供气管路上设有氮气罐、减压阀、流量计、压力计、第二阀门和压缩空气机构。

10.根据权利要求9所述的一种高炉炉顶布料器冷却装置，其特征在于：所述压缩空气机构包括用于通入空气的空气管路，所述空气管路上设有两个第三阀门，两个第三阀门之间的空气管路上设有快换接头。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及冶金工业技术领域，特别是涉及一种高炉炉顶布料器冷却装置。

背景技术

随着高炉冶炼工艺要求的提高，世界各国炼铁界在新建或者改扩建高炉时，基本均采用了无料钟炉顶装料设备。在我国炼铁界也早己形成共识，近十年投产的高炉几乎都采用无料钟炉顶装料设备，而布料器作为无料钟炉顶的关键设备之一，其冷却性能十分重要。目前，国内外使用的布料器冷却方式主要分为两类，一类是设置炉顶水冷站的闭路循环冷却系统，另一类是水流自然冷却开环冷却系统。上述布料器的冷却方式均采用冷却水作介质，为减少炉尘进入布料器内部，一般均采用氮气进行密封。采用以冷却水为冷却方式的布料器，由于冷却水在布料器内部与煤气接触，在冷却水系统出现故障或布料器内部水槽积灰严重时，会发生冷却水溢出布料器水槽，通过环缝进入炉内，进而发生炉况失常，甚至炉凉，导致休风等事故。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种高炉炉顶布料器冷却装置，用于解决现有技术中冷却水容易溢出布料器水槽、布料器冷却系统稳定性差、故障率高等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种高炉炉顶布料器冷却装置，包括布料器、用于为布料器供气的供气系统以及用于对布料器流出的气体进行冷却的冷却系统，所述冷却系统外置于布料器，并与布料器通过气体循环管路连接，布料器中的热气体经过冷却系统冷却后返回至布料器。

本实用新型的有益效果是：冷却系统设置布料器的外部，使得冷却液无法进入布料器内部，避免了因冷却液溢流进入炉内的情况，并配合气体循环管路实现冷却气体循环利用，保证布料器冷却效果的同时保证了高炉的稳定运行。

进一步，所述气体循环管路的进口端与布料器的出气口连接，所述气体循环管路的出口端与布料器的进气口连接，所述气体循环管路上设有循环风机和放散管路，所述放散管路上设有放散阀。

进一步，所述循环风机为变频风机，所述循环风机上设有轴承温度检测系统和轴密封系统，所述轴密封系统包括用于通入气体的密封管路，所述密封管路上设有第一阀门、过滤器、压力计和减压阀。

进一步，所述气体循环管路的进口端设有至少一根用于与布料器连接的进口支管，所述气体循环管路的出口端设有至少一根用于与布料器连接的出口支管。

采用上述进一步方案的有益效果是：采用变频风机，便于根据需求调节循环风量和转速；设置轴承温度检测系统便于实时监测循环风机的温度，若出现温度异常以便及时停止运行或检修；设置轴承密封系统，有效避免了气体循环管路中的气体外泄，一方面避免气体浪费，另一方面，即使气体循环管路中夹带了少量煤气也能使得气体不外泄，提高了安全性能；气体循环管路设置多根进口支管和出口支管便于适应不同布料器的安装要求。

进一步，所述冷却系统包括安装在气体循环管路进口端的换热器以及用于换热器降温的冷却水装置，所述冷却水装置包括密闭水箱，所述密闭水箱上连接有补水主管路，所述密闭水箱通过冷却水进入管路和换热器连接，所述换热器通过冷却水排出管路排出冷却水。

进一步，还包括排放总管、溢流管路和排污管路，所述密闭水箱上设有水位计，所述溢流管路、排污管路、冷却水排出管路的出口端均与排放总管路连接，并通过排放总管路将排放物引入炉体排水槽。

进一步，所述补水主管路上设有旁通管路，所述旁通管路的两端均与补水主管路连接，所述旁通管路上设有第一手动阀门，所述补水主管路上设有与第一手动阀门并联的第二手动阀门和第三手动阀门，第二手动阀门和第三手动阀门之间设有气动阀门。

进一步，所述冷却水排出管路上设有换热器出口阀门和煤气泄漏检测器。

采用上述进一步方案的有益效果是：各管路连接布局简单紧凑，保证了冷却系统的稳定运行以及安全性能。

进一步，所述供气系统包括供气管路，所述供气管路上设有氮气罐、减压阀、流量计、压力计、第二阀门和压缩空气机构。

进一步，所述压缩空气机构包括用于通入空气的空气管路，所述空气管路上设有两个第三阀门，两个第三阀门之间的空气管路上设有快换接头。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过供气系统为布料器提供冷却介质，采用氮气冷却，有效避免出现冷却液溢流进入炉内产生炉况异常的情况，同时氮气冷却可以循环使用，节约能耗，并且通过氮气冷却还能避免高炉炉内的炉尘和煤气进入布料器中，起到密封作用；设置压缩空气机构，便于为检修人员提供一个安全的检修环境，提高安全性能。

附图说明

图1显示为本实用新型实施例的高炉炉顶布料器冷却装置的结构示意图。

零件标号说明

1 布料器；

21 气体循环管路；

22 循环风机；

23 放散管路；

231 放散阀；

24、25、26、27 第四阀门；

28 压力计；

31 密封管路；

32 第一阀门；

33 过滤器；

34、35 压力计；

36 减压阀；

41 换热器；

42 密闭水箱；

421 水位计；

43 补水主管路；

431 第二手动阀门；

432 第三手动阀门；

433 气动阀门；

44 冷却水进入管路；

441 第五阀门；

442 流量计；

45 冷却水排出管路；

451 换热器出口阀门；

452 煤气泄漏检测器；

46 排放总管；

47 溢流管路；

48 排污管路；

481 排污阀门；

49 旁通管路；

491 第一手动阀门；

51 供气管路；

52 氮气罐；

53 减压阀；

54 流量计；

55、56 压力计；

57、58 第二阀门；

61 空气管路；

62、63 第三阀门；

64 快换接头；

7 炉体排水槽。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

需要说明的是，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

在对本实用新型实施例进行详细叙述之前，先对本实用新型的应用环境进行描述。本实用新型的技术主要是应用于冶金工业高炉领域，特别是应用于高炉布料器。本实用新型是解决传统布料器通过冷却液进入布料器内部进行冷却，冷却液容易发生溢出布料器水槽的问题，造成炉况失常、炉凉或休风等问题，故于本实用新型的高炉炉顶布料器冷却装置，通过将冷却液设置在布料器的外部，从源头上杜绝冷却液进入布料器，同时通过与供气系统配合实现气体冷却的循环利用。

如图1所示，本实用新型实施例的高炉炉顶布料器冷却装置，包括布料器1、用于为布料器1供气的供气系统以及用于对布料器流出的气体进行冷却的冷却系统，冷却系统外置于布料器1，并与布料器1通过气体循环管路21连接，布料器1中的热气体经过冷却系统冷却后返回至布料器1中，使得气体可以循环使用。采用气体冷却，不仅能够实现气体的循环利用，节约能源，避免液体进入布料器内部，同时还能够对布料器起到密封作用，避免高炉内的煤气进入布料器。

如图1所示，气体循环管路21的进口端与布料器1的出气口连接，气体循环管路21的出口端与布料器1的进气口连接，气体循环管路21上设有循环风机22、压力计28、放散管路23和四个第四阀门。其中，放散管路23上设有放散阀231，当气体循环管路21的压力值超出预设时，通过放散管路23和放散阀231实现气体的及时排放，提高安全性能。气体循环管路21的进口端设有至少一根用于与布料器1连接的进口支管，气体循环管路21的出口端设有至少一根用于与布料器1连接的出口支管，进口支管和出口支管可以采用金属软管，便于连接，出口支管和进口支管的数量可以根据布料器的型号或安装需求选择灵活设置，适用范围广。其中一个第四阀门24设置在气体循环管路21的进口端，另一个第四阀门27设置在气体循环管路21的出口端，循环风机22设置在第四阀门25和第四阀门26之间，循环风机22至少设置一台，也可以根据需求选择设置数量以便备用，第四阀门可以采用蝶阀。循环风机22为变频风机，循环风机22上设有轴承温度检测系统和轴密封系统，轴密封系统包括用于通入气体的密封管路31，密封管路上设有第一阀门32、过滤器33、压力计和减压阀36，其中第一阀门32可以采用手动阀门，压力计设有两个，减压阀36在压力计34和压力计35之间。

如图1所示，冷却系统包括排放总管46、安装在气体循环管路21进口端的换热器41以及用于换热器41降温的冷却水装置，换热器41安装在气体循环管路21上，使得气体循环管路21内的气体经过换热器41进行降温。换热器41可以根据具体环境和安装选择，在本实施例中，优选采用卧罐式的气体换热器。冷却水装置包括密闭水箱42，密闭水箱42顶部的进水口连接有补水主管路43，密闭水箱42下部的出水口通过冷却水进入管路44和换热器41连接，冷却水进入管路44上设有第五阀门441和流量计442，第五阀门441可以采用手动阀门。密闭水箱42上设有水位计421，密闭水箱42的上部设有溢流管路42，当密闭水箱42内的冷却液过多时，通过溢流管路42排出，密闭水箱42的底部排污口设有还排污管路48，通过排污管路48实现密闭水箱42的定期清污，排污管路48上设有排污阀门481，排污阀门481可以采用手动阀门。换热器41通过冷却水排出管路45排出冷却水，冷却水排出管路45上设有换热器出口阀门451和煤气泄漏检测器452，通过煤气泄漏检测器452监测是否有煤气泄漏，提高安全性能，换热器出口阀门451可以采用手动阀门。溢流管路42、排污管路48和冷却水排出管路45的出口端均与排放总管路46连接，并通过排放总管路46将排放物引入炉体排水槽7，时间排放物的集中排放。另外，补水主管路43上设有旁通管路49，旁通管路49的两端均与补水主管路43连接，旁通管路49上设有第一手动阀门491，补水主管路43上设有与第一手动阀门491并联的第二手动阀门431和第三手动阀门432，第二手动阀门431和第三手动阀门432之间设有气动阀门433，通过设置旁通管路，便于气动阀门出现故障时也能保证冷却液的供应，提高冷却性能的稳定性。当密闭水箱42的水位降低到一定值时，外部控制系统发出指令打开气动阀门433，向密闭水箱42内补水。

如图1所示，供气系统包括供气管路51，供气管路51上设有氮气罐52、减压阀53、流量计54、压力计、第二阀门和压缩空气机构。其中，第二阀门设有两个，第二阀门可以为手动阀门，第二阀门57和第二阀门58设置在供气管路51的两端，压力计也设有两个，减压阀53设置在压力计56和压力计55之间。通过氮气对布料器1进行冷却，一方面提高高炉运行的稳定性，另一方面实现冷却气体的循环利用，节约能耗。压缩空气机构包括用于通入空气的空气管路61，空气管路61上设有两个第三阀门，第三年阀门可以采用手动阀门，第三阀门62和第三阀门63之间的空气管路上设有快换接头64，通过快换接头实现快速拆装，当需要检修时，通过压缩空气机构通入空气，保证了检修环境的安全性。

其工作过程为：首先打开补水主管路43上的气动阀门433，向密闭水箱42内装水，当密闭水箱42内水量达到一定值时，关闭气动阀门433，打开密闭水箱42出口冷却水进入管路44上的第五阀门441，冷却水流经换热器41后进入高炉炉体集水槽7，冷却系统设置有流量计442，冷却水流量在2～5m^{3<\/sup>\/h。其次，打开供气管路51上的第二阀门57、58向布料器1内部通入氮气，采用氮气对布料器1进行冷却，启动循环风机22使氮气进行循环，氮气经换热器41冷却后重新送入布料器1内并对布料器进行冷却，气体循环冷却布料器可以减少氮气的消耗量，并且通过氮气改善布料器内的压力，具有防止炉尘及煤气进入布料器1内的密封作用。换热器41出口的冷却水排出管路45上设置有煤气泄漏检测器452，当换热器41出现泄漏，煤气进入冷却水排出管路45时，煤气泄漏检测器452发出报警，关闭第五阀门441和换热器出口阀门451，同时第四阀门24、25，对换热器41进行检修维护，同时加大氮气的通入量对向布料器1进行冷却以及密封，以达到即使换热器维修，高炉也能继续稳定运行的目的；或者当布料器内压力低于设定值时、或者高炉炉顶压力升高时，均可以通过加大供气管路51供给的氮气量来实现冷却及密封的效果。当需要对布料器1进行检修维护时，为保证操作人员的安全，首先关闭气体循环管路，过一定时间后关闭供气系统，将压缩空气机构空气管路61上的快换接头64连接上，打开第三阀门62、63向布料器1内通入压缩空气，待吹扫完成后，方可打开布料器1检修门，对布料器1进行检修维护。}

本实用新型采用冷却水在布料器外部对布料器的冷却介质进行冷却，即布料器采用的是气体冷却和气体密封的形式，由于冷却水没有进入布料器内部，避免发生冷却水溢流进入炉内而发生炉况异常的事故，具有冷却效果好，操作稳定，可靠，安全等优点。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

设计图

一种高炉炉顶布料器冷却装置论文和设计

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主设计要求

设计方案

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