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(shè)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?xì)怏w，可以作 為熱風(fēng)爐、焦?fàn)t、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(biāo)態(tài) 含有粉塵約40～100g／m。。如果直接使用，會(huì)堵塞管道，并且會(huì)引起熱風(fēng)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(duì)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(duì)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(hào)	設(shè)備名稱	規(guī)格型號(hào)	主要參數(shù)
1	高爐煤氣調(diào)壓閥	寫明交貨期	進(jìn)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(diǎn)及用途：
TYFZ型煤氣調(diào)壓閥組由ZAJW-1型自動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥及常通管組成。在使用中一般用一臺(tái)ZAJW-1型自動(dòng)調(diào)節(jié)蝶通過DDZ型電動(dòng)單元組合儀表進(jìn)行自動(dòng)控制，其余二臺(tái)（或三臺(tái)）ZAJW-1型自動(dòng)調(diào)節(jié)閥門配制的電動(dòng)執(zhí)行器通過儀表盤上的手動(dòng)操控制進(jìn)行粗調(diào)，以達(dá)到對(duì)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(shí)無方向要求。安裝在垂直管道上時(shí)應(yīng)考慮電動(dòng)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(chǎng)。TYFZ型調(diào)壓閥組有三臺(tái)ZAJW—1型 自動(dòng)式調(diào)節(jié)蝶閥及常通管組成。在使用中一般用一臺(tái) ZAJW — 1 型自動(dòng)式調(diào)節(jié)蝶閥通過 DDZ 型電動(dòng)單元組合儀表進(jìn)行自動(dòng)控制，其余二臺(tái) ZAJW — 1 型 自動(dòng)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(jì)算用符號(hào)及單位qh??  

流量,m3/h(標(biāo)準(zhǔn)條件下)
Y 通過孔板、管嘴或管子的可壓縮流動(dòng)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(shè)備,它在自動(dòng)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(yīng)具有良好的調(diào)節(jié)性能,在設(shè)計(jì)減壓閥組時(shí),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(jìn)行調(diào)節(jié)性能分析,使煤氣通過蝶閥時(shí),既盡量減少煤
氣壓力損失,又能靈活地自動(dòng)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(gè)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(gè)負(fù)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(hào)閥進(jìn)行連續(xù)控制。當(dāng)1號(hào)閥開啟到某一程度時(shí),限位開關(guān)接點(diǎn)閉合而2號(hào)閥開啟。如果此時(shí)2號(hào)閥已開啟,則使3號(hào)閥開啟。反之,如1號(hào)閥關(guān)閉到某一程度,另一側(cè)的接點(diǎn)閉合,將使2號(hào)、3號(hào)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(dòng)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(dá)到前面總管的壓力或流量發(fā)生變化時(shí),后面總管的壓力保持恒定。
3??設(shè)計(jì)計(jì)算
以單個(gè)分支管作為分析對(duì)象,建立數(shù)學(xué)模型(圖3)。3??1??流量
因總管直徑遠(yuǎn)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(shè)。!閥內(nèi)氣體為絕熱流動(dòng)。∀分支管前和分支管后為容量無限大的容器。根據(jù)達(dá)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(gè)分支管的管路模型
3??2??凈膨脹系數(shù)
根據(jù)絕熱流動(dòng)的完整理論,凈膨脹系數(shù)Y可以補(bǔ)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(shí)向大面積管道流動(dòng)的可壓縮流動(dòng)的凈膨脹系數(shù)。
當(dāng)??P/P1??之比值在K曲線的范圍之外時(shí),則
在排放點(diǎn)或在管道內(nèi)的某些節(jié)流點(diǎn)已產(chǎn)生聲速流動(dòng)的現(xiàn)象,這時(shí)在式(1)中應(yīng)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(gè)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(dòng)的可壓縮流動(dòng)的凈膨脹系數(shù)



煤氣除塵設(shè)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(jí)文氏管一脫水器一二級(jí)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(dāng) 爐頂壓力過低時(shí)，需增設(shè)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(dá)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(shè)蓄熱緩沖器。當(dāng)高爐開爐時(shí)、高爐休風(fēng)、復(fù)風(fēng)前后以及干式凈化設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，需要用并聯(lián)的濕法系統(tǒng)凈化，此時(shí)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(jī)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(duì)管道腐蝕，同時(shí)溫度降至40℃飽和溫度。



評(píng)價(jià)煤氣除塵設(shè)備的主要指標(biāo)：

(1)生產(chǎn)能力。生產(chǎn)能力是指單位時(shí)間處理的煤氣量，一般用每小時(shí)所通過的標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下單位體積的煤氣通過除塵設(shè)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?jǐn)?shù)?？捎孟率接?jì)算：

   式中——除塵效率，％；

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

用這個(gè)公式來表示除塵效率是很不嚴(yán)格的，因?yàn)樗鼪]有說明灰塵粒徑的大小及灰塵的物理性質(zhì)。因此，對(duì)于不同粒徑和不同物理性質(zhì)的灰塵是不能用這個(gè)公式來加以比較的。各種除塵設(shè)備對(duì)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(shè)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(biāo)態(tài)煤氣所消耗的水量和電量表示。

評(píng)價(jià)除塵設(shè)備性能的優(yōu)劣，應(yīng)綜合考慮以上指標(biāo)。對(duì)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(shè)置在煤氣除塵系統(tǒng)二級(jí)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(gè)調(diào)節(jié)閥和一個(gè)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(shè)有電動(dòng)蝶式調(diào)節(jié)閥，一根內(nèi)徑為56400mm的支管中設(shè)有自動(dòng)控制的電動(dòng)蝶式調(diào)節(jié)閥，另一根內(nèi)徑為聲250mm的支管常通。當(dāng)3個(gè)≯750mm的電動(dòng)蝶式調(diào)節(jié)閥逐次關(guān)閉后，高爐進(jìn)入高壓操作，這時(shí)聲400mm的自動(dòng)控制電動(dòng)蝶式調(diào)節(jié)閥則不斷變動(dòng)其開啟程度，來維持穩(wěn)定的爐頂壓力。f5400mm自動(dòng)控制蝶式調(diào)節(jié)閥用于細(xì)調(diào)，j5750mm電動(dòng)蝶式調(diào)節(jié)閥用于粗調(diào)或分擋調(diào)節(jié)，以實(shí)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(hù)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(jì)算出在給定流量、閥前壓力、閥后壓力下各閥門的開度。
反復(fù)驗(yàn)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(dāng)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(jì)算可壓縮氣體流量的達(dá)西公式為基礎(chǔ),提出了分析減壓閥組調(diào)節(jié)性能的方法。該方法經(jīng)實(shí)際應(yīng)用,滿足了高爐壓力控制的需要,效果良好?？蓽p小流體阻力,閥體多個(gè)流道、多個(gè)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(shí)低壓差下密封性能好,正流時(shí)流體阻力損失小,節(jié)能性好,小流量時(shí)球體也能*開啟,逆流時(shí)水擊壓力小,基本消除了破壞性水錘的發(fā)生,工作時(shí)噪聲及振動(dòng)小,維修性能好。與本產(chǎn)品相關(guān)論文：200X先導(dǎo)隔膜式水用減壓閥安裝要求