[发明专利]高炉降料线打水枪

说明书

技术领域

 本发明主要用于高炉停炉降料线过程中，降低炉顶煤气温度工艺操作。

背景技术

[0002] 高炉停炉降料线过程中，为了保证煤气系统的安全和保护炉顶设备不受高温而损坏，根据停炉的安全要求和设备工艺要求，无钟炉顶高炉炉顶煤气温度需小于350℃（停炉时在保证气密箱温度小于60℃的情况下炉顶煤气温度可控制到小于450℃），通常的做法是在停炉预休风时，在炉身上部圆周方向均布安装4支打水枪，喷水眼向上，水管长度按照该标高炉型尺寸确定，喷水眼离炉墙800mm至中心外侧200mm，以防止水喷到炉墙上，喷水枪前端封堵，后端接到炉外水源，在水管上钻有夹角30°的3排φ3mm～φ5mm的喷水孔，排与排之间错位设置，以改善喷水均匀性，小孔外侧用8mm钻头锪孔呈漏斗状，以改善喷水雾化效果，再根据计算水量消耗的多少，确定喷水孔的间距。

该方法降温原理是水向上以线状喷出形成水滴，在重力的作用下滴落，与上升的高温煤气流接触，蒸发变成蒸汽吸收煤气的热量，达到降低煤气温度的功能。该打水方法雾化效果差，耗水量大，水与煤气换热速率低，停炉时间长，水滴下落过程中容易形成没有蒸发完的水滴落到高温料面，形成水——煤气化学反应和水的裂解反应，产生的C0、H₂和O₂易发生炉顶着火和爆震现象；水容易在料面积聚，在崩料和塌料时，瞬时产生大量的蒸汽，在炉内发生蒸汽爆炸现象；停炉后料面有凝结的渣铁壳；炉腰、炉腹高热负荷部位易残留厚重的渣皮，该方法工艺落后，不适合高压回收煤气法停炉，环境污染严重，经济效益低，安全性差。

发明内容

为了克服传统炉顶打水方法的弊端，本发明提供引射雾化型高炉降料线打水枪，该装置通入引射气体N₂，提高了打水的雾化效果，稀释了煤气中的H₂，提高了煤气降温效果，解决了高炉停炉煤气回收的安全问题，大幅度减少煤气放散，回收可贵的煤气，同时改善环境，经济效益也相当可观。

本发明的技术方案：

一种高炉降料线打水枪，它包括枪座、枪杆，枪杆与枪座连接在一起，枪座为圆管，其特征是枪座的一端设有连接法兰，枪杆的一端设有连接法兰、进水管和氮气输入口，枪杆的另一端封堵；

所述的枪杆由内管、外套构成内腔、外腔，氮气输入口与内腔相通，进水管的进水口与外腔相通；

所述的枪杆由设喷孔段和无喷孔段构成，设喷孔段为在枪杆的内管、外套上均钻有3排喷孔，相邻两排之间的喷孔错位，第一排喷孔与第二排中心线之间的夹角为α，第二排喷孔与第三排喷孔中心线之间的夹角为α，内管、外套上的喷孔同轴，其中内管的喷孔孔径为3mm，外套上的喷孔为内壁口直径是5mm、外壁口直径是8mm的漏斗形孔，加工时先钻直径是5mm的孔，然后用直径8mm钻头进行锪孔处理，使孔呈漏斗形状，以利于水雾的扩散；

所述的设喷孔段依次由L1段、L2段、L3段和L4段组成，其中L1段为设喷孔段长度的10%，L1段的喷孔间距为35mm，α=35°；L2段为设喷孔段长度的15%，L2段的喷孔间距为35mm，α=55°；L3段为设喷孔段长度的35%，L3段的喷孔间距为60mm，α为50°；L4段为设喷孔段长度的40%，L4段的喷孔间距为90mm，α为45°。

确定高炉降料线打水枪安装位置：高炉降料线打水枪在炉顶水平安装，圆周方向均布，打水方向朝下。根据炉体结构，可以选择利用十字测温枪法兰安装打水枪底座，或采取避开冷却器水管在炉壳上钻孔，然后将打水枪保护套管直接焊接到炉壳上的方法。

底座的一侧为角度过度段，将打水枪安装角度过度到水平位置，通过法兰安装在十字测温枪法兰上或焊接在炉壳开孔上，另一侧设置法兰，与打水枪连接。

本发明可根据高炉炉喉直径确定打水枪的总长度，包括打水枪从炉外连接水源、气源接头、插入炉壳穿过炉衬的长度和加工喷水孔的长度，打水枪顶端离高炉中心线150mm。

本发明可根据炉容量和停炉需要的水量，确定打水枪的型号和尺寸，炉容配合规格如下表。

 

确定N₂气源，压力1.0MPa～1.3 MPa，采用高压氮气时需设置减压阀组，总管直径大于DN50，支管管径DN25，连接到打水枪N₂接口。

确定高压水水源接点，压力1.3MPa～1.6 MPa，根据打水枪型号，总管直径DN100～DN150，支管直径DN50～DN80，连接到打水枪水源接口。