一种制氧机组余量利用装置及系统

摘要

一种制氧机组余量利用装置及系统，包括具有进气口、出气口的第一空压机组和第二空压机组、输气管路、供气管路，其中，所述第一空压机组的进气口连接有输气管路，所述第一空压机组的出气口连接有供气管路；所述第一空压机组的供气管路和输气管路之间设有防止压缩风机发生喘振的富氧余量回收管路，所述富氧余量回收管路连接所述第二空压机组进气口的输气管路。可以在压缩风机工况发生变化时，避免压缩风机工况受到连锁影响而发生喘振事故，而且，将余量空气引向第二空压机组输气管路中可以实现对这些富氧余量空气的回收利用，避免浪费，降低成本；为多机组，特别是大小机组的负荷调节提供了更大的调整空间。

说明书

技术领域

本申请涉及冶炼技术领域，尤其涉及一种制氧机组余量利用装置及系统。

背景技术

高炉富氧是现代高炉生产中提升冶炼强度的主要方式之一。富氧鼓风是往高炉中加入工业氧，使鼓风含氧量超过大气含氧量，富氧鼓风可提高燃烧温度，有利于提高炉缸温度。其做法是向高炉鼓风中加入氧气，使鼓风的含氧超过大气的含氧量。

在高炉富氧炼铁过程中，压缩风机是核心动力设备，是高炉设备的心脏。但是，由于生产中高炉工况变化的不确定性，会使得高炉的风机运行工况发生改变，从而使高炉风机进入小流量工况下的不正常运行状态，继而发生风机喘振。喘振是风机特有的不稳定运行工况，其表现为系统内出现气流周期性震荡的现象。喘振严重限制了风机的稳定工作范围和运行效率，喘振一旦发生，若未及时采取有效措施，会在极短的时间内使高炉空气压缩风机遭受严重损坏，从而造成巨大的经济损失。

风机喘振影响较为严重，因此，防喘振控制是风机控制系统中不可或缺的功能。防喘振控制不仅事关风机安全，也会影响风机的运行效率。在风机防喘振控制方法中，放空排放是最常用的方法。由于温度的变化，防喘振曲线往往存在一定的偏差，同时，防喘振放空开度设计可能不精确，这样一来，一方面会影响压缩风机运行的安全性，另一方面也容易出现由于防喘振阀开度过大而造成的浪费。现有技术中，为了避免高炉风机发生喘振，有些钢铁厂在风机操作规程上规定，在风机运行时，必须将防喘振阀开启某一设定的开度，以避免风机运行时进入喘振工况。在目前普遍采用的机前供氧工艺中，这种操作会造成不必要的富氧余量空气的浪费，而且，在排空过程中也会产生巨大的噪音，影响环境。

实用新型内容

本申请提供了一种制氧机组余量利用装置及系统，以解决现有技术中需要将防喘振阀开启进行放空操作进而浪费富氧余量空气的技术问题。

本申请解决上述技术问题，一方面提供一种制氧机组富氧余量利用装置，包括具有进气口、出气口的第一空压机组和第二空压机组、输气管路、供气管路，所述第一空压机组的进气口连接有输气管路，所述第一空压机组的出气口连接有供气管路；所述第一空压机组的供气管路和输气管路之间设有防止压缩风机发生喘振的富氧余量回收管路，所述富氧余量回收管路的另一端连接所述第二空压机组进气口的输气管路。

可选的，还包括至少一个防喘振阀，所述防喘振阀的进气口与所述出气管路连通；至少一个放空消音器，所述放空消音器对应连接在所述防喘振阀的出气口。为防止防喘振氧气回收气路发生故障时发生喘振事故，在高压供气管路上连接有用于与外接大气连通的防喘振放空气路，防喘振放空气路上设有现有技术中的防喘振阀，防喘振放空气路上设有放空消音器。

可选的，所述的富氧余量回收管路上设有用于控制所述回收管路通断开度的控制阀。所述控制阀，用以调整对应管路的通断开度，这样可以在压缩风机处于正常工况下时，关闭富氧余量回收管路，使压缩风机输出的高压富氧余量空气全部进入高炉中，保证高炉的正常工作需要，在压缩风机处于小流量的非正常工况下时，可以打开控制阀，通过防喘振回收气路将部分富氧余量空气回收送入低压输气管路中，以实现防治压缩风机发生喘振的目的，同时，实现对富氧余量空气的回收利用。在其他实施例中，如果富氧余量回收管路的管径为设定的用于满足防喘振需要的尺寸时，可以不设置控制阀，此时，富氧余量回收管路可保持导通状态。

可选的，所述的输气管路包括混合器和连接在混合器与压缩风机的进气口之间的低压通气管，所述的富氧余量回收管路与所述混合器或所述低压通气管连接以将所述富氧气体引向所述第二空压机组进气口的输气管路。

可选的，所述的混合器上连接有用于向混合器供给氧气的氧气气路和用于向混合器供给空气的空气气路。

可选的，所述的空气气路上连接有空气过滤器。空气中含有固体杂质，如铁锈、沙粒、管道密封剂等，这些会损坏堵塞元器件，缩短元器件的使用寿命或使之失效；安装空气过滤器可以防止空气中的固体杂质使装置受损。

另一方面，提供一种制氧机组余量利用系统，包括高炉和向高炉供给富氧余量空气的制氧机组余量利用装置。

本实用新型所提供的压缩风机供氧装置中，在高压供气管路和低压输气管路之间设有富氧余量回收管路，这样可以在压缩风机工况发生变化时，利用富氧余量回收管路将压缩风机通过高压供气管路输出的高压富氧余量空气引向低压输气管路中，避免压缩风机工况受到连锁影响而发生喘振事故，而且，将余量空气引向低压输气管路中可以实现对这些富氧余量空气中氧气的回收利用，避免浪费，降低成本；为多机组，特别是大小机组共存，负荷调节提供了更大的调整空间和运行模式。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型在一种实施例下的结构示意图；

附图标记说明：

1-第一空压机组、2-第二空压机组、3-防喘振阀、4-放空消音器、5-控制阀、6-混合器、7-空气过滤阀。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

喘振为压缩机不能输出足够压力克服下游阻力时发生的流量不稳定现象。简而言之，就是压缩机出口压力小于下游系统压力。这会导致气量从压缩机出口反向涌入压缩机，从而使机身出现剧烈震动的现象。喘振时由于气流强烈的脉动和周期性震荡，会使供气参数(压力、流量等)大幅度地波动，破坏了工艺系统的稳定性。会使叶片强烈振动，叶轮应力大大增加，噪音加剧，引起动静部件的摩擦与碰撞，使压缩机效率降低，甚至造成爆炸、火灾等事故。

如图1所示，本申请实施例提供一种制氧机组余量利用装置，包括具有进气口、出气口的第一空压机组1和第二空压机组2、输气管路、供气管路，其中，所述第一空压机组1的进气口连接有输气管路，所述第一空压机组1的出气口连接有供气管路；所述第一空压机组1的供气管路和输气管路之间设有防止压缩风机发生喘振的富氧余量回收管路，所述富氧余量回收管路的另一端连接所述第二空压机组2进气口的输气管路。将富氧余量空气引向低压输气管路中可以实现对这些富氧余量空气中氧气的回收利用，避免浪费，降低成本。

在本实施例中，还包括至少一个防喘振阀3，所述防喘振阀3的进气口与所述出气管路连通；至少一个放空消音器4，所述放空消音器4对应连接在所述防喘振阀3的出气口。并且，为防止富氧余量回收管路发生故障时发生喘振事故，在供气管路上连接有用于与外接大气连通的防喘振放空气路，防喘振放空气路上设有防喘振阀3，防喘振放空气路上设有放空消音器4。

具体的，所述放空消音器4属于多孔扩散消声器，即气量通过多孔扩散后，速度及驻点压力都会降低的原理设计制作，气体通过多孔扩散后，压力降低，流速被扩散减小，相应地减弱辐射噪声的强度。多孔直径越小，排气噪声效果越好。需要说明的是，在本申请中，对所述放空消音器4的种类不做限定。

在本实施例中，所述的富氧余量回收管路上设有用于控制所述回收管路通断开度的控制阀5，以调整对应管路的通断开度，这样可以在压缩风机处于正常工况下时，关闭富氧余量回收管路，使压缩风机输出的高压富氧余量空气全部进入高炉中，保证高炉的正常工作需要，在压缩风机处于小流量的非正常工况下时，可以打开控制阀5，通过富氧余量回收管路将部分富氧余量空气回收送入低压输气管路中，以实现防治压缩风机发生喘振的目的，同时，实现对富氧余量空气的回收利用。

在一些实施例中，如果富氧余量回收管路的管径为设定的用于满足防喘振需要的尺寸时，可以不设置控制阀5，此时，所述富氧余量回收管路可保持导通状态。

在一些实施例中，所述的输气管路包括混合器6，所述的富氧余量回收管路与所述混合器6连接以将所述富氧气体引向所述第二空压机组2进气口的输气管路。所述富氧余量回收管路可以在压缩风机工况发生变化时，将压缩风机通过高压供气管路输出的高压富氧余量空气引向低压输气管路中，避免压缩风机工况受到连锁影响而发生喘振事故。

在一些实施例中，所述的混合器上连接有用于向混合器6供给空气的空气气路。

在本实施例中，所述的空气气路上连接有空气过滤器7。空气中含有固体杂质，如铁锈、沙粒、管道密封剂等，这些会损坏堵塞元器件，缩短元器件的使用寿命或使之失效；安装空气过滤器可以防止空气中的杂质使装置受损。

在本实施例中，一种制氧机组余量利用系统，包括高炉和向高炉供给富氧余量空气的制氧机组余量利用装置。

在其他实施例中，可以在富氧余量回收管路上设有多个压力检测器和多个温度检测器，以用于检测相应管路中的空气流体参数，一方面实现对管路中流体的监控，另一方面，也可以更好的控制相应的水分离器和换热器的工作。相应，在其他管路上设置的压力检测器或其他类型的检测器也用于检测相应管路中的流体参数。

本实用新型所提供的压缩风机供氧装置中，在高压供气管路和低压输气管路之间设有富氧余量回收管路，这样可以在压缩风机工况发生变化时，利用富氧余量回收管路将压缩风机通过高压供气管路输出的高压富氧余量空气引向低压输气管路中，避免压缩风机工况受到连锁影响而发生喘振事故，而且，将富氧余量空气引向低压输气管路中可以实现对这些富氧余量空气中氧气的回收利用，避免浪费，降低成本；为多机组，特别是大小机组共存的负荷调节提供了更大的调整空间和运行模式。能够根据高炉进风量的变化实时进行调整调节阀的开度，调节更加灵活，并且不影响正常生产。同时，能够减少经防喘振阀流到环境中的氧气，减少资源的浪费，降低生产成本，使机前富氧高炉鼓风系统更加节能。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。