TYFZ型高爐煤氣調(diào)壓閥組

TYFZ型高爐煤氣調(diào)壓閥組 TYFZ型高爐調(diào)壓閥組 TYFZ型高爐煤氣減壓閥組 高爐減壓閥

之前介紹減壓閥前后的壓力變化，現(xiàn)在介紹TYFZ型高爐煤氣調(diào)壓閥組調(diào)壓閥組

調(diào)壓閥組又稱減壓閥組，是高壓高爐煤氣清洗系統(tǒng)中的減壓裝置，既控制高爐爐頂壓力，又確保凈煤氣總管壓力為設定值。高爐冶煉過程中，從爐頂排出大量煤氣，其中含有CO、H：、CH。等可燃氣體，可以作 為熱風爐、焦爐、加熱爐等的燃料。但是由高爐爐頂排出的煤氣溫度為150～300℃，標態(tài) 含有粉塵約40～100g／m。。如果直接使用，會堵塞管道，并且會引起熱風爐和燃燒器等耐火磚襯的侵蝕破壞。因此，高爐煤氣必須除塵后才能作為燃料使用。論述了減壓閥組的結(jié)構(gòu)形式及控制方式,介紹了分析減壓閥組調(diào)節(jié)性能的方法。
TYFZ型煤氣調(diào)壓閥組適用于煉鐵廠高爐系統(tǒng)，通過對氣體介質(zhì)流量調(diào)節(jié)來保證爐頂壓力穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)。安裝于除塵裝置（濕式除塵或干式除塵）之后的凈煤氣管道上。也適用于其它對需要通過流量、壓力調(diào)節(jié)保持穩(wěn)定生產(chǎn)的氣體介質(zhì)管路系統(tǒng)。

序號	設備名稱	規(guī)格型號	主要參數(shù)
1	高爐煤氣調(diào)壓閥	寫明交貨期	進口高爐煤氣壓力8000-12000Pa； 出口高爐煤氣壓力5000-7000Pa； 流量7000Nm3/h 煤氣管道的管徑為500mm。煤氣為煤氣發(fā)生爐產(chǎn)生，干式除塵，溫度50℃

TYFZ型高爐煤氣調(diào)壓閥組結(jié)構(gòu)特點及用途：
TYFZ型煤氣調(diào)壓閥組由ZAJW-1型自動調(diào)節(jié)蝶閥及常通管組成。在使用中一般用一臺ZAJW-1型自動調(diào)節(jié)蝶通過DDZ型電動單元組合儀表進行自動控制，其余二臺（或三臺）ZAJW-1型自動調(diào)節(jié)閥門配制的電動執(zhí)行器通過儀表盤上的手動操控制進行粗調(diào)，以達到對系統(tǒng)流量和壓力之調(diào)節(jié)。TYFZ型煤氣調(diào)壓閥組適用于高爐系統(tǒng)及其它需要通過流量、壓力調(diào)節(jié)保持穩(wěn)定生產(chǎn)的系統(tǒng)。本閥組安裝在水平管道上時無方向要求。安裝在垂直管道上時應考慮電動執(zhí)行器的工作位置。調(diào)壓閥組的作用是將汽化器出口以后的氣體經(jīng)自力式調(diào)壓閥組使氣體壓力成為所需數(shù)值并使壓力穩(wěn)定后，輸送用氣現(xiàn)場。TYFZ型調(diào)壓閥組有三臺ZAJW—1型 自動式調(diào)節(jié)蝶閥及常通管組成。在使用中一般用一臺 ZAJW — 1 型自動式調(diào)節(jié)蝶閥通過 DDZ 型電動單元組合儀表進行自動控制，其余二臺 ZAJW — 1 型 自動調(diào)節(jié)蝶閥由閥門配

????關(guān)鍵詞??減壓閥組;結(jié)構(gòu)形式;控制方式;調(diào)節(jié)性能

Abstract:Thispaperintroducesthestructurecharacteristicandcontrollingmethodofthedecompressvalve,aswellastheanalysismethodoftheregulatableperformance.
Keywords:decompreevalve;structurecharacteristic;controllingmethod;regulatableperformance

計算用符號及單位qh??  

流量,m3/h(標準條件下)
Y 通過孔板、管嘴或管子的可壓縮流動的凈膨
脹系數(shù)d  

管子內(nèi)徑,mmD  

管子外徑,mmf  

摩擦系數(shù)??P  

壓力降,MPaP1??  

閥前壓力,MPa(絕)P2??  

閥后壓力,MPa(絕)k  

恒壓比熱與恒容比熱之比
K   管線總阻力系數(shù),包括出、入口損失和閥門
及管件的損失T1  

介質(zhì)溫度,KSg  

氣體比重同空氣之比


減壓閥組是控制高爐爐頂壓力,保證高壓操作的關(guān)鍵設備,它在自動操作裝置的控制下,使高爐在穩(wěn)定的爐頂壓力下正常生產(chǎn)。減壓閥組應具有良好的調(diào)節(jié)性能,在設計減壓閥組時,要根據(jù)高爐煤氣壓力和發(fā)生量,合理配置各種通徑的蝶閥,進行調(diào)節(jié)性能分析,使煤氣通過蝶閥時,既盡量減少煤
氣壓力損失,又能靈活地自動調(diào)節(jié)爐頂煤氣壓力。

2??工作原理
上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(組合式減壓閥,可調(diào)式減壓閥,自力式減壓閥減壓閥組一般由幾個蝶閥組成,在380~1500m3高爐上的減壓閥組其結(jié)構(gòu)形式如圖1所示。高爐爐頂壓力控制是一個負反饋系統(tǒng),根據(jù)不同情況,控制方式有不同的方案。常見的控制方案(圖2)由控制器和限位開關(guān)組成。1號閥進行連續(xù)控制。當1號閥開啟到某一程度時,限位開關(guān)接點閉合而2號閥開啟。如果此時2號閥已開啟,則使3號閥開啟。反之,如1號閥關(guān)閉到某一程度,另一側(cè)的接點閉合,將使2號、3號閥類似于上述方式關(guān)閉,這樣保證了爐頂壓力在任何定值下都可自動調(diào)整。
減壓閥組的蝶閥是由一條總管分為一組并行管道后又匯合為一條總管來連接,通過改變各分支管道的阻力系數(shù),達到前面總管的壓力或流量發(fā)生變化時,后面總管的壓力保持恒定。
3??設計計算
以單個分支管作為分析對象,建立數(shù)學模型(圖3)。3??1??流量
因總管直徑遠大于各分支管直徑,為分析方便,將調(diào)壓閥組作理想化假設。!閥內(nèi)氣體為絕熱流動。∀分支管前和分支管后為容量無限大的容器。根據(jù)達西公式,流量qh??q??h=40700Yd2



圖1??減壓閥組結(jié)構(gòu)
圖2??爐頂壓力控制方案
圖3??單個分支管的管路模型
3??2??凈膨脹系數(shù)
根據(jù)絕熱流動的完整理論,凈膨脹系數(shù)Y可以補償由于流體膨脹而引起流體性質(zhì)的一些變化。圖4為k=1??4時向大面積管道流動的可壓縮流動的凈膨脹系數(shù)。
當??P/P1??之比值在K曲線的范圍之外時,則
在排放點或在管道內(nèi)的某些節(jié)流點已產(chǎn)生聲速流動的現(xiàn)象,這時在式(1)中應采用表1中的Y和??P的極限值。
表1??聲速的限定系數(shù)(K=1??4)
??阻力系數(shù)
單個分支管的阻力系數(shù)Kz由入口阻力系數(shù)Kr、管道阻力系數(shù)Kg、閥門阻力系數(shù)Kf和出口
阻力系數(shù)Kc等4部分組成。其中Kr=0??5,Kg=fL/D,Kf=(29??9d2

圖4??大面積管道流動的可壓縮流動的凈膨脹系數(shù)



煤氣除塵設備分為濕法除塵和干法除塵兩種。

    濕法除塵常采用洗滌塔一文氏管一脫水器系統(tǒng)，或一級文氏管一脫水器一二級文氏管 一脫水器系統(tǒng)。高壓高爐還須經(jīng)過調(diào)壓閥組一消音器一快速水封閥或插板閥，常壓高爐當 爐頂壓力過低時，需增設電除塵器，經(jīng)過濕法凈化系統(tǒng)后，煤氣含塵量可降到小于10mg／m。，溫度從150～300℃降到35～55‘C左右，含水量可達7～20s／m。，濕法凈化系統(tǒng)流程如圖8—1所示。

干法除塵有兩種，一種是用耐熱尼龍布袋除塵器(BD(：)，另一種是用干式電除塵器 (EP)。為確保BDC人口高溫度小于240℃，EP人口高溫度小于350rC，在重力除塵器加溫控裝置或在重力除塵器后設蓄熱緩沖器。當高爐開爐時、高爐休風、復風前后以及干式凈化設備出現(xiàn)故障時，需要用并聯(lián)的濕法系統(tǒng)凈化，此時由圖8—2中兩蝶閥切換系統(tǒng)完成。經(jīng)過干法凈化系統(tǒng)煤氣含塵量可降到小于5mg／m。，在干式除塵器后采用水噴霧冷卻裝置使煤氣溫度降到余壓發(fā)電機組(TRT)入口的允許溫度125～175℃，TRT出口煤氣需要經(jīng)洗凈塔脫除煤氣中的氯離子，以免對管道腐蝕，同時溫度降至40℃飽和溫度。



評價煤氣除塵設備的主要指標：

(1)生產(chǎn)能力。生產(chǎn)能力是指單位時間處理的煤氣量，一般用每小時所通過的標準狀態(tài)的煤氣體積流量來表示。

 (2)除塵效率。除塵效率是指標準狀態(tài)下單位體積的煤氣通過除塵設備后所捕集下來的灰塵重量占除塵前所含灰塵重量的百分數(shù)?？捎孟率接嬎悖?/p>

   式中——除塵效率，％；

m1、m2——入口口和出口煤氣標態(tài)含塵量，g／m3或mg／m3 .

用這個公式來表示除塵效率是很不嚴格的，因為它沒有說明灰塵粒徑的大小及灰塵的物理性質(zhì)。因此，對于不同粒徑和不同物理性質(zhì)的灰塵是不能用這個公式來加以比較的。各種除塵設備對不同粒徑灰塵的除塵效率見表8—1。

(3)壓力降。壓力降是指煤氣壓力能在除塵設備內(nèi)的損失，以人口和出口的壓力差表示。

(4)水的消耗和電能消耗。水、電消耗一般以每處理1000m。標態(tài)煤氣所消耗的水量和電量表示。

評價除塵設備性能的優(yōu)劣，應綜合考慮以上指標。對高爐煤氣除塵的要求是生產(chǎn)能力大、除塵效率高、壓力損失小、耗水量和耗電量低、密封性好等。調(diào)壓閥組設置在煤氣除塵系統(tǒng)二級文氏管之后，用來調(diào)節(jié)和控制高爐爐頂壓力，其構(gòu)造見圖8—17，閥組配置情況與煤氣管道直徑有關(guān)，詳見表8—4。以聲2150mm的煤氣主管為例來說明調(diào)壓閥組的組成，它由四個調(diào)節(jié)閥和一個常通管道。在斷開的凈煤氣管道上用5根支管連通，其中3根內(nèi)徑為聲750mm的支管中設有電動蝶式調(diào)節(jié)閥，一根內(nèi)徑為56400mm的支管中設有自動控制的電動蝶式調(diào)節(jié)閥，另一根內(nèi)徑為聲250mm的支管常通。當3個≯750mm的電動蝶式調(diào)節(jié)閥逐次關(guān)閉后，高爐進入高壓操作，這時聲400mm的自動控制電動蝶式調(diào)節(jié)閥則不斷變動其開啟程度，來維持穩(wěn)定的爐頂壓力。f5400mm自動控制蝶式調(diào)節(jié)閥用于細調(diào)，j5750mm電動蝶式調(diào)節(jié)閥用于粗調(diào)或分擋調(diào)節(jié)，以實現(xiàn)不同的爐頂壓力和高壓、常壓之間的轉(zhuǎn)換，j6250mm的常通管起安全保護作用。調(diào)壓閥組后的煤氣壓力一般為20～35kPa，管道中煤氣流速為15～20m／s。



3??4??調(diào)節(jié)性能分析
減壓閥組總的流量即為各分支管流量之和。根據(jù)爐頂壓力控制方案,利用一維搜索方法,可分別計算出在給定流量、閥前壓力、閥后壓力下各閥門的開度。
反復驗算在不同給定流量和閥前壓力下各閥門的開度,保證各閥門蝶板工作在20#~70#之間。如果有閥門蝶板工作在此范圍之外,可適當加大或減小閥門口徑。利用這種方法得出各閥門的組成,就可保證減壓閥組的調(diào)節(jié)性能。
4??結(jié)語
以計算可壓縮氣體流量的達西公式為基礎,提出了分析減壓閥組調(diào)節(jié)性能的方法。該方法經(jīng)實際應用,滿足了高爐壓力控制的需要,效果良好。可減小流體阻力,閥體多個流道、多個球體能消除破壞性水錘發(fā)生。新型多流道球形止回閥逆流時低壓差下密封性能好,正流時流體阻力損失小,節(jié)能性好,小流量時球體也能*開啟,逆流時水擊壓力小,基本消除了破壞性水錘的發(fā)生,工作時噪聲及振動小,維修性能好。與本產(chǎn)品相關(guān)論文：200X先導隔膜式水用減壓閥安裝要求