[实用新型]一种高炉炉顶设备用冷却及加热装置

说明书

本实用新型属于高炉冷却与加热设备技术领域，涉及一种高炉炉顶设备用冷却及加热装置，包括与下阀箱连接的下阀箱事故冷却系统、与布料器连接的布料器密封及冷却系统，还包括涡流管；所述涡流管设有涡流管进气口、涡流管冷气出口；所述涡流管冷气出口分别与布料器密封及冷却系统、下阀箱事故冷却系统连接。本实用新型解决了气源温度高，冷却系统换热效率低，运行成本高的问题。

技术领域

本实用新型属于高炉冷却与加热设备技术领域，涉及一种高炉炉顶设备用冷却及加热装置。

背景技术

高炉炉顶布料器是无料钟装料设备中最靠近高炉本体的核心设备，为保证设备的正常运行，布料器需要通入密封氮气，以防止高炉内含尘煤气窜入；同时，通入的氮气还需具备冷却的作用，以维持布料器内适宜的工作温度；下阀箱位于布料器上方，一旦炉顶温度异常升高，同样需要通入氮气对下阀箱进行冷却。

布料器密封及冷却、下阀箱事故冷却一般采用的是常温氮气气源，通入炉顶设备后直接进入高炉内，不能回收。布料器及下阀箱在正常炉况下氮气消耗量约为800～1200Nm³/h，事故状态下在2000Nm³/h以上，特别是夏季，管道暴晒，氮气温度较高，导致换热效率低，不得不通入更多的氮气对设备进行冷却，运行成本居高不下。

同时炉顶设备中上、下密封阀阀座结露后易粘结灰尘，影响密封效果，因此，一般检测到阀座温度低于90℃，就要通入蒸汽对阀座进行加热，由此需要消耗约0.5t/h的蒸汽，同时，蒸汽本身容易析出水，导致管道腐蚀，增加维护成本。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于解决气源温度高，冷却系统换热效率低，运行成本高的问题，提供一种高炉炉顶设备用冷却及加热装置。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种高炉炉顶设备用冷却及加热装置，包括与下阀箱连接的下阀箱事故冷却系统、与布料器连接的布料器密封及冷却系统，还包括涡流管；所述涡流管设有涡流管进气口、涡流管冷气出口；所述涡流管冷气出口分别与布料器密封及冷却系统、下阀箱事故冷却系统连接。

本基础方案的原理在于：涡流管是一种能量分离装置，工作时高压气体由进气管进入喷嘴，在涡流室内形成高速旋转的气流，最后产生能量分离，形成冷、热两股气流，其中的冷气流温度较低，接入布料器密封及冷却系统与下阀箱事故冷却系统中。

本基础方案的有益效果在于：利用涡流管的能量分离作用，将气源分为冷、热两股气流，其中的冷气流温度较低，接入布料器密封及冷却系统、下阀箱事故冷却系统，对布料器和下阀箱进行冷却；进入冷却系统的气流温度更低，冷却效果更好。

进一步，还包括换热器；所述换热器设有换热器进气口、换热器出气口；所述涡流管还设有涡流管热气出口；所述涡流管热气出口与换热器进气口连接；所述换热器出气口分别与布料器密封及冷却系统、下阀箱事故冷却系统连接，有益效果：增加换热器，将涡流管道分离出的热气流通过换热器降温，而后通入冷却系统，气源再利用，降低使用成本。

进一步，所述涡流管冷气出口与布料器密封及冷却系统、下阀箱事故冷却系统之间设有混合气管；所述涡流管冷气出口与混合气管之间通过涡流管冷端出气管连接；所述换热器出气口与混合气管之间通过换热器出气管连接；所述涡流管热气出口与换热器进气口之间通过涡流管热端出气管连接，有益效果：将涡流管产生的冷气与换热器产生的冷气在混合气管中混合，得到的气流温度比常温气源更低，并接入涡流管冷气出口与布料器密封及冷却系统、下阀箱事故冷却系统中，换热效率更高。

进一步，所述涡流管冷端出气管与换热器出气管上均设有流量阀，有益效果：根据设备温度情况，调节流量阀，控制气流流量，进而调整冷却效果。

进一步，所述涡流管热气出口与换热器之间设有换热器切断阀；所述换热器切断阀一端与涡流管热端出气管连接，另一端与换热器进气口连接，有益效果：通过换热器切断阀控制涡流管产生的热气流流向。