休风煤气全回收系统的制作方法

1.本实用新型属于煤气回收技术领域，涉及一种休风煤气全回收系统。


背景技术：

2.高炉采用炉顶串罐无料钟上料设备，高炉炉顶休风放散煤气直接对空放散既浪费了能源，也污染了厂区及周围居民生活的环境，有必要进行回收利用。
3.为加强高炉节能环保、减少co及粉尘排放、降低炼铁成本，拟对高炉进行休风放散净化和煤气治理回收。


技术实现要素：

4.本实用新型的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
5.本实用新型还有一个目的是提供一种休风煤气全回收系统。
6.为此，本实用新型提供的技术方案为：
7.一种休风煤气全回收系统，包括：
8.第一休风引射器，其流体进口通过管道与高炉粗煤气管道上重力除尘器的煤气出口连通；
9.至少两个除尘箱体，两个除尘箱体的进气口各自分别与所述第一休风引射器的出口连通，两个除尘箱体的出气口通过管道与净煤气管网连通或高炉煤气管道；
10.第二休风引射器，其流体进口通过管道与高炉干法除尘出口总管的出口连通，而出口与所述净煤气官网或炉煤气管道连通。
11.优选的是，所述的休风煤气全回收系统中，当高炉炉顶顶压降至20-30kpa，启动所述第一休风引射器。
12.优选的是，所述的休风煤气全回收系统中，当高炉干法除尘出口总管顶压降至20-30kpa，启动所述第二休风引射器。
13.优选的是，所述的休风煤气全回收系统中，所述除尘箱体采用利旧除尘箱体。
14.优选的是，所述的休风煤气全回收系统中，所述第一休风引射器和第二休风引射器均采用氮气作为高压气源。
15.优选的是，所述的休风煤气全回收系统中，所述两个除尘箱体在与所述净煤气官网连通前合并到一个气体管道，且该气体管道与所述净煤气管网之间设置有气体分析仪；
16.所述高炉干法除尘出口总管与第二休风引射器之间设置有气体分析仪。
17.优选的是，所述的休风煤气全回收系统中，所述第一休风引射器与粗煤气管道上的重力除尘器的重力除尘遮断阀接口连通，
18.所述重力除尘遮断阀与所述第一休风引射器之间还设置有休风煤气回收阀和休风煤气检修阀。
19.本实用新型至少包括以下有益效果：
20.(1)休风放散煤气回收系统要具有全回收能力。
21.(2)系统投运后保证安全稳定运行，且不会对原煤气净化系统及高炉工艺系统的正常生产造成影响。
22.(3)炉顶不冒黑烟，若回收休风煤气氧含量超标，将净化后放散。
23.(4)煤气管道的设计和施工符合相关安全规范。
24.(5)休风放散煤气回收系统设备运行噪音：＜95db(a)。
25.本实用新型系统改造完毕后，有效的减少对空排放粉尘量，也能够取得较好的经济和环保效益。
26.本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
27.图1为本实用新型其中一种技术方案中的休风煤气全回收系统的前端全回收流程图。
28.图2为本实用新型其中一种技术方案中的休风煤气全回收系统的后端全回收流程图。
具体实施方式
29.下面对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
30.应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
31.需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，并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实用新型的限制。
32.如图1和图2所示，本实用新型提供一种休风煤气全回收系统，其包括：
33.第一休风引射器1，其流体进口通过管道与高炉粗煤气管道上重力除尘器的煤气出口连通；
34.至少两个除尘箱体2，两个除尘箱体2的进气口各自分别与所述第一休风引射器1的出口连通，两个除尘箱体2的出气口通过管道与净煤气管网连通或高炉煤气管道；
35.第二休风引射器3，其流体进口通过管道与高炉干法除尘出口总管的出口连通，而出口与所述净煤气官网或炉煤气管道连通。
36.当高炉炉顶顶压降至20-30kpa，启动所述第一休风引射器1。
37.当高炉干法除尘出口总管顶压降至20-30kpa，启动所述第二休风引射器3。
38.所述除尘箱体2采用利旧除尘箱体2。
39.所述第一休风引射器1和第二休风引射器3均采用氮气作为高压气源。
40.所述两个除尘箱体2在与所述净煤气官网连通前合并到一个气体管道，且该气体
管道与所述净煤气管网之间设置有前端的气体分析仪；
41.所述高炉干法除尘出口总管与第二休风引射器3之间设置有后端的气体分析仪。
42.所述第一休风引射器1与粗煤气管道上的重力除尘器的重力除尘遮断阀接口连通，
43.所述重力除尘遮断阀与所述第一休风引射器1之间还设置有休风煤气回收阀4和休风煤气检修阀5。
44.具体为：当高炉休风时，高炉干法系统停运，这时利旧现有干法除尘箱体2或全回收系统的除尘箱体2并用(需利用两座箱体)，用于对高炉休风煤气进行回收，并配套增设相应的回收管路和切换阀门，以及阀门的动力和控制系统等。
45.1前端工艺方案：
46.1.1前端休风工艺
47.休风工艺：粗煤气管道——休风回收阀——煤气回收管道——第一休风引射器1——两个除尘箱体2(利旧干法箱体-1、利旧干法箱体-2)——气体在线分析仪——公司净煤气管网。
48.休风放散煤气回收工艺是采用利旧干法箱体对高炉休风放散煤气进行回收。在原有粗煤气管道增设休风煤气回收管路及配套阀门。
49.从重力除尘器接出，再接至利旧休风煤气回收除尘器气体入口。在回收管道起点处设有切断阀和检修阀，在回收管道进入利旧布袋除尘箱体2前后设有切断阀和检修阀；利旧干法箱体净化休风煤气后架设管路接至减压阀组后的低压高炉净煤气管网上，并网点设有蝶阀、盲板阀作为切断备用。
50.本方案采用缓冲布袋箱体形式对高炉休风放散煤气进行回收，利旧现有自然回收系统缓冲除尘筒体，为考虑崩料塌料情况，煤气温度压力骤增的情况发生，需利旧两套现有干法除尘筒体。
51.在原有粗煤气管道增设休风煤气回收管路及配套阀门。从重力除尘器接出，通过第一休风引射器1(引射气源为氮气或煤气0.6mpa-1.0mpa)，再接至两套利旧干法除尘布袋筒体气体入口。利旧自然回收系统缓冲除尘筒体进出口阀门组，利旧干法除尘箱体2需重新开孔并新增进出口管道及阀门组，后接至减压阀组后的低压高炉净煤气管上，并网点设有蝶阀、盲板阀作为切断备用。
52.荒煤气管道采用12mm厚度，净煤气管道采用10mm厚度。
53.在箱体出口至并网点之间设置相应的仪表检测装置，当检测出净化后的煤气氧含量超标后，会中断回收过程，通过箱体净化后将其进行放散。除尘后合格的净煤气接至燃气调压阀组消音器后的净煤气管网或热风炉高炉煤气管道。
54.休风回收流程为：
55.(1)休风引射回收煤气条件：顶压降至20-30kpa。
56.(2)开启休风回收阀门后，煤气分别经过两台利旧备用干法箱体，进行同时回收，通过除尘后的净煤气，并入公司管网。具体操作如下：
57.一、休风开始阀门打开顺序
58.(1)打开重力除尘遮断阀。
59.(2)打开休风煤气回收阀4。
60.(3)回收过程中通过气体在线分析仪辨别回收煤气成分是否达到并网要求。
61.(4)顶压降至20-30kpa，打开引射阀门6，进行休风回收动作。
62.(5)当炉顶压力降至0～2kpa后，依次关闭引射阀门6、并网点阀门，休风煤气回收结束。
63.(6)回收结束后，先打开箱体顶部放散，延时打开炉顶大放散。
64.(7)炉顶压力稳定后，关闭休风煤气回收阀4、关闭重力除尘遮断阀。
65.(8)休风煤气回收结束。
66.(9)关闭利旧备用干法箱体进口、出口阀门组。
67.(10)打开利旧备用干法箱体原进口、原出口阀门组。
68.(11)休风系统完全切除，利旧箱体投入高炉生产系统。
69.注意：1、当出现回收煤气不符合气体分析仪监测并网回收要求时，阀门连锁提前关闭两台利旧备用干法箱体出口气动蝶阀、电动盲板阀；同时关闭引射阀。
70.2、剩余混合的低压气体，通过箱体净化后，由箱体顶部放散对空排放。
71.1.2电气部分
72.1.2.1电控设施
73.电气系统和电气设备的设计基于如下全面的考虑，新增设备进煤气回收控制系统；操作员站装于工长室，参数设定工作制选择由工长操作；
74.(1)概述
75.电气专业主要设计内容如下：
76.低压供配电设计、以及电气室设计、电缆敷设设计和防雷接地设计等。
77.(2)供配电方案
78.根据放散煤气回收改造的实际情况，尽量利用现有电控室，如不能装下时甲方新加中控室电气室。
79.380/220v低压负荷中心的380v电源由甲方提供至煤气回收配电柜进线端。甲方提供一个100a的开关作为进线开关。
80.(3)控制系统
81.1)基础自动化级主要由工程师、操作员站，以太网及交换机(switch)等设备组成。选用自控设备为西门子公司s7-315-2pn/dp控制器，配置软件step7 v5.5以上版本，组态软件采用wicc7.4及以上版本，采用并配置工业以太网通讯,实现与上位机之间通讯.控制系统采用plc 上位计算机的结构plc控制系统拟采用一套完整、独立的控制系统。与高炉主控制器通过软件通讯或硬线连接形式进行数据对接。一旦新增的控制系统出现故障，该控制系统将马上切出生产，不影响高炉生产。
82.双方的联络信号需要敷设两根7*1.5的控制电缆，同时炉顶plc将料罐压力传送至煤气回收plc。
83.2)每个输出通道增加继电器(≥2a/24vdc)，继电器带指示灯。
84.系统的i/o模块预留有实际设计i/o点数量的15％备用。i/o电源：240vac/24vdc，包括数字式i/o接口和模拟量输出所需24vdc电源。每个机架电源模块配一个开关；每个plc柜内的每个模块的供电配一个开关。
85.3)机柜：防护等级ip30，柜面采用塑料喷涂，颜色ral7032，接线端子，230vac插座，
照明灯等附件。柜门开启度不小于150
°
。主要电气元器件采用施耐德。每个端子排都应标以编号。机柜放置于高炉主控室。
86.1.2.2仪表设施
87.检测内容：
88.气体分析仪一套，检测休风煤气回收气体氧含量是否达标。
89.1.2.3控制柜、机旁操作箱、检修电源箱及照明开关箱技术要求：
90.1)控制柜柜型：柜面采用塑料喷涂。低压开关柜的基本框架为组合装配式结构，框架的全部结构件均用螺钉禁锢连接而成，框架、门、侧板和安装板等采用优质冷轧钢板，横梁采用电镀锌，柜体的金属结构需经过防腐处理，塑料零件无卤素阻燃，开关柜有足够的机械强度。
91.2)接线端子预留20％备用，端子排额定电压不低于500v，额定电流不小于5a，加装端子隔板。每个端子排都应标以编号。
92.3)机旁操作箱及照明开关箱底部进出线缆。电缆出口处都要求配套使用挠性连接管。
93.4)盘柜箱顶铭牌标记方法：每台柜及各回路编号均在柜体前设标示牌。
94.5)全部线管号、元器件传动号标签采用机打，牢固清晰。
95.6)标准控制回路要求有20％备用。
96.7)盘、柜、箱门开启角度不小于150度。
97.8)照明灯具采用防爆led灯具，配套使用防爆分线盒，数量满足现场要求。
98.1.2.4电缆
99.控制、保护和测量电缆
100.控制、保护和测量电缆型号为zr-kvvp-0.45/0.75kv。
101.控制电缆、信号电缆等按有关标准和规范分层敷设。
102.控制电缆采用zr-kvvp 4*1.5 7*1.5 10*1.5 14*1.5视情况搭配使用。
103.在设施内恰当地规划电缆通道，优先选用槽型桥架敷设电缆。
104.1.3高炉炉顶休风放散煤气煤气回收系统安全技术要求。
105.(1)煤气管道各阀门法兰安装跨接线。在煤气管道的高点处设置放散管和氮气置换阀。配套安装管道、阀门和接头。
106.(2)高炉休风放散煤气回收系统的整体设计、制作、安装、调试、验收等均要符合《工业企业煤气安全规程gb6222-2005》中的各项安全要求
107.1.4涂装和包装要求
108.(1)涂装按gb/t5000.13要求。
109.(2)涂装前表面整体除锈处理(不锈钢及配套件除外)。
110.(3)涂漆：二道底漆，二道面漆。
111.(4)加必要的防雨水侵蚀、防锈措施.
112.2后端工艺方案
113.休风回收利旧所有干法箱体，用于休风放散煤气回收。
114.在干法出口总管新增休风回收管道，分别接入第二休风引射器3入口，当顶压降低到20-30kpa开启第二休风引射器3的引射阀，采用引射形式回收休风煤气，利用氮气作为引
射动力，第二休风引射器3出口接煤气回收并网点管道(低压净煤气管网)。休风煤气回收完毕后关闭干法除尘器出口阀门，满足环保要求。
115.除尘后的净煤气接至燃气调压阀组消音器后的净煤气管网或热风炉高炉煤气管道。
116.配套建设电气、仪表、控制系统及相应的安全实施。plc控制系统利旧原有煤气回收控制柜。控制程序与休风放散程序相结合，实现休风煤气自动回收。
117.休风回收具体流程为：
118.1、休风回收煤气条件：顶压降至20-30kpa。
119.2、开启休风回收阀门后，煤气经过干法箱体组进行回收过滤，通过除尘后的净煤气，并入公司管网。具体操作如下：
120.一、休风开始阀门打开顺序
121.1.打开干法箱体组出口快切蝶阀
122.2.打开高压气源引射阀门组
123.3.回收过程中通过气体在线分析仪辨别回收煤气成分是否达到并网要求
124.4.不符合并网要求的混合气体，阀门连锁提前关闭并网阀门组。
125.5.剩余混合的低压气体，通过干法箱体组净化后，由引射器出口放散对空排放。
126.6.炉顶压降至0～2后，关闭引射阀门、干法箱体组出口阀门，休风煤气回收结束。
127.2.1供配电系统
128.(1)单座高炉系统构成
129.系统由三部分构成：
130.1)休风系统控制系统开关。
131.2)引射系统区域控制开关。
132.(2)供电电源要求
133.低压供配电系统电源由甲方提供电缆并敷设至配电柜，为低压供配电系统提供电源。
134.新增阀门为ac380v电动阀门及dc24v电磁阀气动阀，容量很小，现有高炉炉顶系统及干法系统电源完全满足新增负荷要求。
135.(3)供配电电压等级
136.低压动力电压：ac380v
137.控制电压：ac220v、dc24v。
138.2.2低压电气控制及传动
139.电磁阀驱动方式采用断路器 中间继电器直接启动，电动阀驱动方式采用断路器 接触器启动。
140.控制方式分为现场控制箱手动、主控室操作站手动和plc自动控制三种方式及“o”停机位。现场控制箱手动时不通过plc系统。手动主要用于非正常工作状态，自动用于正常生产。正常生产时：通过主控室的操作站进行全厂集中联锁控制和监视。非正常生产时：在现场控制箱集可进行单机控制，一般用于检修试车。
141.2.3plc自动化控制
142.考虑到生产工艺对系统的可靠性、开放性、运算能力、操作及监控水平等方面的要
求，采用plc控制系统对生产过程进行控制。
143.(1)控制系统说明
144.高炉休风煤气回收控制系统采用西门子公司plc控制系统，由s7-1500系列plc组成独立控制站，设操作员站一座，通过硬线连接或者通讯与高炉上料plc进行数据对接。
145.(2)控制操作方式
146.电气控制系统共设有2地3种操作方式，即在主控室hmi上的hmi自动、hmi手动和在现场控制箱的现场手动操作。
147.1)hmi自动操作方式：此种操作方式是当操作控制条件和工艺及设备连锁条件成立时，系统自动地完成一个工艺过程的控制(或动作)的控制操作方式。
148.2)hmi手动操作方式：此种操作方式是当操作控制条件和设备连锁条件成立时，人工依照工艺顺序分别对设备进行各种操作的单机控制操作方式。
149.3)现场控制箱手动操作方式：此种操作方式是仅有单机设备自身最基本的安全连锁而无其它连锁，由人工在控制箱进行单机设备检修和调试时使用的控制操作方式。
150.(3)基础自动化控制系统选型原则
151.基础自动化系统是总体自动化系统的第一级，直接面向生产过程，完成生产过程的顺序控制和连锁控制，并直接监视各个生产设备的运行状态，是生产的基本环节，它将对生产产品的产量和质量产生直接的影响。基础自动化控制系统具有方便、快捷和良好的人机操作界面，同时要考虑系统的成熟性、兼容性、开放性，便于以后的扩展和开发。设计选型应具有如下特点：
152.1)开放式的控制系统结构，具有较大的灵活性、可扩展性。
153.2)便于维护，可在线维护。
154.3)先进的硬件控制设备，具有高抗干扰能力、高可靠性。
155.2.4、主要设备选型
156.1)配电柜选用ggd型；
157.2)plc柜选用ggd型。控制系统采用siemens公司的s7-1500系列plc控制系统；
158.3)集中手动控制箱为冷轧板材质外壳，防爆等级为exdiibt4，防护等级为ip67；
159.4)休风煤气回收设备上的温度检测元件采用带耐磨保护套管的铠装式热电阻，差压、压力变送器要求输出二线制4～20ma信号，带hart协议，
160.气体分析仪为激光原位式。
161.5)操作员站
162.·
类型：研华工控机
163.·
cpu：主频≥3.0ghz
164.·
ram：8gb
165.·
硬盘：500g
166.·
显示器：24inch宽屏液晶
167.·
pci插槽
168.·
标准键盘
169.·
光电鼠标
170.2.5、电缆选型和电缆敷设
171.(1)电缆选型
172.1)0.4kv动力电缆采用阻燃型交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆，型号为zr-yjv-0.6/1kv。电缆最小截面为2.5mm2。
173.2)控制电缆采用阻燃型聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆，并且最小导体截面为1.5mm2，型号为zr-kvvp-450/750v。
174.(2)电缆敷设
175.箱、柜至各用电设备的电缆，沿电缆桥架敷设，电缆敷设方式为电缆桥架、局部穿保护管等多种形式相结合，电缆端头穿水煤气管、金属软管敷设。电缆采用综合布线方式，各等级电缆分层布置，避免干扰。所有进出电磁站的电缆孔洞，均采用防火材料封堵；在电缆敷设路径上，每隔适当长度涂刷一段电缆防火涂料。
176.2.6、接地
177.(1)工作接地
178.采用tn-s接地系统，接地电阻要求小于4ω。
179.(2)保护接地
180.对电气设备或电气装置的不带电金属部分和金属外壳采用联合接地，要求接地电阻小于4ω。
181.(3)自动化控制系统及检测设备工作接地
182.对于所有无特殊要求的自动化控制系统及检测设备，设置独立接地网，其接地电阻要求不大于1ω。
183.这里说明的模块数量和处理规模是用来简化本实用新型的说明的。对本实用新型的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
184.尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。