一種煤氣柜柜前煤氣噴霧降溫系統的制作方法

本發明屬于煤氣柜和管道工程技術領域，具體涉及一種應用于鋼鐵行業高爐煤氣柜柜前高爐煤氣噴霧降溫系統。

背景技術：

管道煤氣噴霧降溫系統一般主要由噴槍、溫度計等檢測控制儀表、集體泵站和獨立的PLC變頻控制柜以及各管路等組成，PLC根據來流煤氣溫度計的進口溫度和出流煤氣溫度計出口溫度的差值大小，確定噴槍的開啟數量，然后根據煤氣降溫后的實際出口溫度與設定目標溫度的差異，變頻器調整電機轉速，調整水泵供水流量和對應的噴槍開啟數量，對出口溫度進行動態調整，使出口溫度穩定在設定的目標值內，參見專利號CN201320681267.2《高爐煤氣噴淋控制系統》。這種管道煤氣噴霧降溫系統在鋼鐵行業高爐煤氣管道上已得到大量應用，一般煤氣噴霧降溫系統由設備廠家成套供貨。

煤氣柜是在鋼鐵、化工和城鎮燃氣等領域使用的一種大型現場設備，制作安裝精度和焊接變形控制要求高，一般由專業的煤氣柜建造單位承建。煤氣柜的儲存介質一般為常溫常壓的煤氣，鋼鐵行業通常采用容積幾萬到數十萬立方米的大型煤氣柜儲存凈高爐煤氣，為保持全廠的高爐煤氣平衡，運行中的高爐煤氣柜一般活塞是在煤氣柜中部運行，當全廠高爐煤氣有富余時，富余煤氣進入煤氣柜，當全廠高爐煤氣不足時，煤氣柜向外輸出煤氣，起到節能環保的作用，滿足清潔生產的要求。在鋼鐵行業大力推廣高爐煤氣干法布袋除塵工藝的形勢下，高爐區凈高爐煤氣出口溫度稍高，且存在高爐區生產異常時較高溫度的煤氣進入與低壓高爐煤氣管網相連的高爐煤氣柜的可能性，故不少鋼鐵企業在高爐煤氣柜前采用了煤氣噴霧降溫系統，全廠高爐煤氣富余時的熱高爐煤氣通過煤氣噴霧降溫系統處理合格后(一般55℃左右)才進入煤氣柜，其控制原理同一般的管道煤氣噴霧降溫系統。

大型煤氣柜薄板加勁的鋼結構筒體和活塞是一個大散熱體。以大型鋼鐵聯合企業通常采用的30萬m³圓筒形煤氣柜為例，為保持全廠的高爐煤氣平衡，運行中的高爐煤氣柜一般活塞是在煤氣柜中部運行。此時，煤氣柜內本身散熱性能良好的筒體表面面積達到約9000m²，散熱性能一般的活塞外表面積約3300m²，還有散熱性能較差的底板約3300m²。假設該煤氣柜高爐煤氣進出口管道直徑為3m，按表面積折算，單是散熱性能良好的煤氣柜筒體表面積就相當于直徑為3m的管道約1000m；由于只有來流煤氣才有可能出現較高溫度，故正常生產情況下煤氣柜內約15萬m³存量常溫煤氣對少量較高溫度的來流煤氣還有良好的混勻降溫效果，可見，煤氣柜柜體的散熱能力確實不小。

現有技術存在顯而易見的缺點，來流煤氣雖然流量不大但一旦超過設定溫度則噴霧降溫系統啟動，而噴霧降溫系統的噴槍又是根據出口溫度分組啟動的，沒有充分發揮煤氣柜的混勻功能和散熱能力，這樣不僅造成水資源的浪費，水處理費用增加或電力損耗，噴霧降溫系統啟停頻繁等等，還會引起煤氣柜密封油添加劑隨煤氣冷凝水流失損耗快，煤氣柜密封油變質加快等等。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種煤氣柜柜前煤氣噴霧降溫系統，以解決前文所述的缺點。

為達到上述目的，本發明是通過以下技術方案來實現的：

本發明提供的一種煤氣柜柜前煤氣噴霧降溫系統，包括煤氣柜、柜外煤氣管道和煤氣噴霧降溫裝置，所述煤氣柜包括有筒體和與柜外煤氣管道連通的柜內煤氣管道，所述煤氣噴霧降溫裝置包括有安裝在柜外煤氣管道上的多組噴槍和與多組噴槍電連接的PLC變頻控制柜，所述煤氣噴霧降溫裝置還包括設置在煤氣柜筒體下部的柜內煤氣溫度計，所述柜內煤氣溫度計與所述PLC變頻控制柜電連接，用于監測煤氣柜柜內煤氣溫度并參與煤氣噴霧降溫裝置的啟停控制。

進一步，所述PLC變頻控制柜預設有一級設定值，用于與柜內煤氣溫度計監測的煤氣柜柜內煤氣溫度對比來啟停煤氣噴霧降溫裝置。

與現有技術相比，本發明的有益技術效果是：本發明充分發揮了煤氣柜潛在的混勻降溫和散熱能力，對鋼鐵企業節能降耗和延長煤氣柜密封油使用壽命具有重要意義。

本發明的其他優點、目標和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領域技術人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發明的實踐中得到教導。本發明的目標和其他優點可以通過下面的說明書來實現和獲得。

附圖說明

為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步的詳細描述，其中：

圖1為本發明煤氣柜來流煤氣噴霧降溫系統示意圖；

附圖標記：1為煤氣柜，2為柜外煤氣管道，3為閥門，4為煤氣噴霧降溫裝置；其中：件11為底板、件12為活塞支架、件13為活塞、件14為筒體、件15為頂蓋、件16柜內煤氣進出口管；件41為來流煤氣溫度計、件42為噴槍、件43為出流煤氣溫度計、件44為PLC變頻控制柜、件45為柜內煤氣溫度計。

具體實施方式

以下將結合附圖，對本發明的優選實施例進行詳細的描述；應當理解，優選實施例僅為了說明本發明，而不是為了限制本發明的保護范圍。

如圖1所示，煤氣柜1主要由件11底板、件12活塞支架、件13活塞、件14筒體、件15頂蓋和件16柜內煤氣管道等組成；煤氣噴霧降溫裝置主要由件41來流煤氣溫度計、件42噴槍、件43出流煤氣溫度計和件44PLC變頻控制柜等組成；本發明系統主要由該煤氣柜1、柜外煤氣管道2和煤氣噴霧降溫裝置4組成，柜外煤氣管道2上設有閥門3，煤氣柜1由筒體14、活塞12和底板11形成的空腔與柜外煤氣管道2通過柜內煤氣管道16連通，該柜內煤氣管道16為煤氣進出口管道，可為一進一出、一進多出或同進同出形式，該煤氣噴霧降溫裝置4還包括設置在煤氣柜1筒體14下部的柜內煤氣溫度計45，該柜內煤氣溫度計45與PLC變頻控制柜44電連接，用于監測煤氣柜1柜內煤氣溫度并參與煤氣噴霧降溫裝置4的啟停控制，同時，所述PLC變頻控制柜44預設有一級設定值，用于與柜內煤氣溫度計45監測的煤氣柜1柜內煤氣溫度對比來分別啟停煤氣噴霧降溫裝置4，所述一級設定值小于等于煤氣柜柜內煤氣溫度允許的最大溫度值。

本發明在現有高爐煤氣噴霧降溫系統的基礎上，在高爐煤氣柜柜前煤氣噴霧降溫系統內增加一個煤氣柜柜內煤氣溫度計45的監測點，且在PLC變頻控制柜44中設定柜內煤氣溫度計45的監測值超過設定值時，煤氣噴霧降溫裝置4才會啟動。具體來說，只有煤氣柜1柜內煤氣溫度計45的監測值達到一級設定值時，煤氣噴霧降溫裝置4才會啟動；其監測值溫度低壓一級設定值時，煤氣噴霧降溫裝置4將會自動停止；其噴槍組數的開閉為：當來流煤氣溫度超過來流煤氣溫度計41的設定值時，第一組噴槍42啟動，然后根據檢測到的出流煤氣溫度計43的出口煤氣溫度后，PLC變頻控制柜44自動決定是否繼續開啟下一組噴槍；當檢測到的出流煤氣溫度計43的出口煤氣溫度降低到其規定的設定值時，依次一組一組的停止噴槍42。

通過采用上述方案，本發明將柜內煤氣溫度計45納入高爐煤氣柜前管道噴霧降溫系統并參與控制，有效的利用了煤氣柜自身的降溫效果，減少了噴水量并延長了煤氣柜密封油使用壽命。同時還有效的發揮了煤氣柜的混勻功能和散熱效果，大幅降低噴霧降溫系統啟動頻次，避免了該系統隨煤氣生產和消耗的不平衡頻繁啟動的問題，節約大量噴霧用水，減少進入煤氣柜的水就意味著煤氣柜的排水量大幅減小，煤氣柜密封油添加劑隨水流失損耗大幅降低，煤氣柜密封油壽命有望達到濕法高爐煤氣除塵情況下的壽命。以前述30萬m³圓筒形高爐煤氣柜為例，采用本發明，假設來流煤氣計算最大流量40萬m³/h，最高計算溫度為200℃(高爐系統故障)，噴霧降溫裝置出口溫度為55℃，經估算采用本發明后可節水約95％，估算約5萬t/a，其密封油壽命延長約1年，折合節約密封油費用約10萬元/年。

在另一實施例中，若在柜內煤氣管道16不伸到煤氣柜1筒體14中心的情況下，應合理布置柜內煤氣溫度計45在筒體14上的位置，以使其監測值溫度能夠代表柜內煤氣溫度。

在另一實施例中，本發明系統同樣可用于另設有單獨的煤氣出口管道的煤氣柜噴霧降溫系統中。

在另一實施例中，本發明布置的柜內煤氣溫度計45監測點還可以控制多組噴槍42的組數，也可達到節約資源的目的；即該PLC變頻控制柜44還預設有二級設定值，用于與柜內煤氣溫度計45監測的煤氣柜1柜內煤氣溫度對比來開啟全部噴槍42，該二級設定值高于一級設定值，且小于等于煤氣柜柜內煤氣溫度允許的最大溫度值。優選的，該柜內煤氣溫度計45的監測值在一級設定值與二級設定值之間呈上升狀態時，可控制多組噴槍42的組數由順著來流煤氣方向依次一組一組的開啟，若其呈下降狀態時，可控制多組噴槍42的組數由逆著來流煤氣方向依次一組一組的關閉。此外，所述一級設定值與二級設定值的設定數值可根據所述煤氣柜1的容量和柜內煤氣管道16(即煤氣進出口管道)數量來確定。

最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。