高焦混合煤气管路及轧钢加热炉
技术领域
本实用新型涉及一种高焦混合煤气管路及采用该高焦混合煤气管路的轧钢加热炉。
背景技术
在钢铁厂轧钢加热炉通常用高焦混合煤气作为燃料，高炉煤气(干法布袋除尘)的成分为N2(55～60％)、CO(28～33％)、CO2(6～12％)、H2(1～4％)、烃类(0.2～0.5％)，还含有少量SO2、HCl和灰尘等杂质，高炉煤气(干法布袋除尘)含尘量在10mg/m3以下，其主要成分是Fe2O3(70％)，其次是Na2O(7.5％)、SiO2(7％)、A12O3(4.5％)和CaO(4％)。焦炉煤气其主要成分为H2(55～60％)和CH4(23～27％)，另外还含有少量的CO(5～8％)、C2以上不饱和烃(2～4％)、CO2(1.5～3％)、O2(0.3～0.8％)、N2(3～7％)、H2S(15mg/m3以下)，焦炉煤气的所含粉尘以碳粉为主。
高炉煤气和焦炉煤气中含有饱和水，在高焦煤气混合后，在有冷凝水的情况下，SO2、HCl、H2S等溶于水易发生电化学腐蚀。此外，高炉煤气和焦炉煤气混合后，二者中含有的杂质在有水的环境里极易发生化学反应，例如：
Fe2O3+3H2S→Fe2S3+3H2O
2Fe2S3+3O2→2Fe2O3+6S
Na2O+H2S→Na2S+H2O
CaO+SO2→CaSO3
化学反应的生成物一部分溶于水增加了电化学腐蚀的速率(如Na2S)，一部分生成了沉淀物成为堵塞物(如单质S)，化学腐蚀产物极易在节流阀后堵塞阀门。
实用新型内容
本实用新型实施例涉及一种高焦混合煤气管路及采用该高焦混合煤气管路的轧钢加热炉，至少可解决现有技术的部分缺陷。
本实用新型实施例涉及一种高焦混合煤气管路，包括混合煤气主管及与所述混合煤气主管连接的高炉煤气支管和焦炉煤气支管，所述混合煤气主管上设有节流装置和用于加热混合煤气的换热器，所述换热器布置于所述节流装置的入口侧。
作为实施例之一，所述混合煤气主管上还设有过滤装置，所述过滤装置布置于所述节流装置的入口侧。
作为实施例之一，所述过滤装置与所述换热器沿混合煤气流通方向依次布置。
作为实施例之一，所述过滤装置为滤网式过滤器。
作为实施例之一，所述过滤装置可拆卸地安装于所述混合煤气主管上。
作为实施例之一，所述过滤装置包括过滤管壳和环形滤网板，所述过滤管壳内腔通过隔板分隔为过滤室和导出室，所述环形滤网板布置于所述过滤室内且所述环形滤网板的内环腔与所述导出室导通。
作为实施例之一，所述环形滤网板包括环形的多孔金属板和环形滤网，所述多孔金属板套设于所述环形滤网之外。
作为实施例之一，所述换热器为间接换热器，其加热介质管连接有加热介质源，所述加热介质源为热水源、水蒸汽源或高温烟气源。
作为实施例之一，所述节流装置包括节流阀或流量孔板。
本实用新型实施例涉及一种轧钢加热炉，包括炉体，所述炉体上设有燃烧单元，还包括如上所述的高焦混合煤气管路，所述混合煤气主管与所述燃烧单元连接。
本实用新型实施例至少具有如下有益效果：
本实用新型提供的高焦混合煤气管路，通过在混合煤气主管上设置换热器且该换热器布置于节流装置之前，可对混合煤气进行加热，抑制煤气节流过程的焦耳-汤姆逊效应产生的温降，从而减少混合煤气中水分及化学产物的析出，杜绝煤气因节流而产生管路堵塞，而且减少了煤气管路的电化学腐蚀。本实用新型提供的高焦混合煤气管路，结构简单，工作可靠，具有较好地应用前景及推广价值。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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它的附图。
图1为本实用新型实施例提供的高焦混合煤气管路的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的过滤装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例一
如图1，本实用新型实施例提供一种高焦混合煤气管路，包括混合煤气主管1及与所述混合煤气主管1连接的高炉煤气支管和焦炉煤气支管，所述混合煤气主管1上设有节流装置4和用于加热混合煤气的换热器3，所述换热器3布置于所述节流装置4的入口侧。
本实施例提供的高焦混合煤气管路，通过在混合煤气主管1上设置换热器3且该换热器3布置于节流装置4之前(即沿混合煤气流通方向换热器3与节流装置4依次设置)，可对混合煤气进行加热，抑制煤气节流过程的焦耳-汤姆逊效应产生的温降，从而减少混合煤气中水分及化学产物的析出，杜绝煤气因节流而产生管路堵塞，而且减少了煤气管路的电化学腐蚀。本实施例提供的高焦混合煤气管路，结构简单，工作可靠，具有较好地应用前景及推广价值。
上述的节流装置4可以是节流阀或流量孔板等，根据实际情况进行选择，其具体结构是本领域公知的，此处不作赘述。
上述的换热器3用于加热混合煤气，需要的加热量可根据煤气成分以及煤气通过节流装置4的压降大小进行确定；一般地，只需将煤气温度提高2～3℃即可。
优选地，上述换热器3为间接换热器3，避免对混合煤气产生污染，而且可以合理选择加热介质以及加热介质流速等，以满足所需加热量，因而易于操作控制。进一步地，所采用的加热介质可以是热水、水蒸汽或高温烟气等，即上述换热器3的加热介质管连接有加热介质源，所述加热介质源为热水源、水蒸汽源或高温烟气源。
如图1，进一步优化上述高焦混合煤气管路的结构，所述混合煤气主管1上还设有过滤装置2，所述过滤装置2布置于所述节流装置4的入口侧。
上述过滤装置2的作用主要用于去除混合煤气中携带的固体和/或液体杂质，从而避免这些杂质溶于水中而发生电化学腐蚀，以及避免这些杂质在有水的环境下发生化学反应而增加电化学腐蚀速率或生成堵塞物，降低节流装置4堵塞的风险。
进一步优选地，如图1，所述过滤装置2与所述换热器3沿混合煤气流通方向依次布置，即高焦混合煤气先经过过滤装置2过滤之后，再进入换热器3进行加热处理，随后通过节流装置4。基于上述设计，一方面，避免换热器3与节流装置4之间的距离较大而导致对煤气的加热处理失效(即煤气温度升高之后在管道内运行及通过过滤装置2时又再降温)，以便较好地抑制煤气节流过程的焦耳-汤姆逊效应产生的温降；另一方面，预先将混合煤气中的固体和/或液体杂质去除，可以减少这些杂质对混合煤气主管1及换热器3的电化学腐蚀，虽然这些电化学腐蚀在可承受范围内，但能进一步地延长换热器3等的使用寿命。
进一步地，上述过滤装置2优选为采用物理过滤的方式，例如，上述过滤装置2为滤网式过滤器，对混合煤气中携带的固体和/或液体杂质的去除效果较佳。可以理解地，可以直接将滤网横隔在管道内；本实施例中，优选为采用如下结构：
如图2，所述过滤装置2包括过滤管壳21和环形滤网板22，所述过滤管壳21内腔通过隔板23分隔为过滤室和导出室，所述环形滤网板22布置于所述过滤室内且所述环形滤网板22的内环腔与所述导出室导通。该环形滤网板22与过滤室之间围设形成一环形的外部煤气流通空间，高焦混合煤气进入过滤管壳21内时，弥散在该外部煤气流通空间内，再通过环形滤网板22过滤。基于该结构，一方面，可有效地增大过滤装置2的过滤面积，提高过滤效果，另一方面，可以降低滤网堵塞的几率。
进一步优选地，如图2，上述隔板23倾斜设置，且自过滤管壳21的出口侧向入口侧方向向下倾斜，上述环形滤网板22安装于该隔板23上，从而便于过滤下来的固体和/或液体杂质在自重作用下顺着隔板23汇集。在该结构基础上，优选为设置上述环形滤网板22底部开口且在隔板23上对应设置过流通孔，使环形滤网板22的内环腔与隔板23下方的导出室导通。
进一步优选地，如图2，所述环形滤网板22包括环形的多孔金属板221和环形滤网222，所述多孔金属板221套设于所述环形滤网222之外，该环形滤网板22可以形成两道过滤层，即外侧的多孔金属板221形成粗过滤层，内侧的环形滤网222形成精过滤层，从而获得较好的过滤效果。
在其中一个实施例中，上述环形滤网222可以采用多层高目数金属丝网也可采用高分子滤布。
进一步优化上述过滤装置2的结构，其优选为可拆卸地安装于所述混合煤气主管上，可定期更换，保证过滤效果。对于上述包括过滤管壳21和环形滤网板22的过滤装置2，该过滤管壳21可通过法兰连接的方式与相邻的煤气管道连接，而环形滤网板22也优选为是可拆卸安装在该过滤管壳21内。作为可选实施方式，如图2，上述多孔金属板221固定安装在隔板23上，内侧的环形滤网222顶部设有法兰盖，该法兰盖位于过滤管壳21上方且通过螺栓与过滤管壳21顶部连接，从而可通过该法兰盖抽出环形滤网222，实现滤网的更换或清洗。在另外的实施例中，上述多孔金属板221与环形滤网222均固定于法兰盖上而进行整体更换/清洗。
在其中一个实施例中，上述过滤装置2可采用其中单独的一台过滤设备；在另外的实施例中，上述过滤装置2可采用粗过滤设备+精过滤设备串联的结构，根据实际的混合煤气中的杂质种类及杂质含量等因素进行具体选择设计。
实施例二
本实用新型实施例涉及一种轧钢加热炉，包括炉体，所述炉体上设有燃烧单元，该燃烧单元一般包括多个燃烧器/燃烧喷嘴。一般向各燃烧器/燃烧烧嘴供应煤气等可燃气体，通过可燃气体燃烧在炉体中提供热量。本实施例中，可燃气体通过上述实施例一所提供的高焦混合煤气管路提供，即该轧钢加热炉进一步还还包括上述实施例一所提供的高焦混合煤气管路，所述混合煤气主管1与所述燃烧单元连接。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
