高炉煤气放散塔的煤气放散方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 102286650 A (43)申请公布日 2011.12.21 CN 102286650 A *CN102286650A* (21)申请号 201110256455.6 (22)申请日 2011.09.01 C21B 7/00(2006.01) C21B 5/00(2006.01) (71)申请人 南京钢铁股份有限公司 地址 210035 江苏省南京市六合区卸甲甸 (72)发明人 包来友 (74)专利代理机构 南京苏科专利代理有限责任 公司 32102 代理人 任立 姚姣阳 (54) 发明名称 高炉煤气放散塔的煤气放散方法 (57) 摘要 本发明涉及冶金领域的一种煤。

2、气放散方法， 是一种高炉煤气放散塔的煤气放散方法， 当压力 采集点的压力超过 8500Pa 且小于 9000Pa 时， 打开第一组放散火炬快切阀放散， 放散流量为 70000m3/h ； 当压力采集点的压力超过 9000Pa 且 小于 9500Pa 时， 继续打开第二组放散火炬快切阀 放散， 放散流量为120000m3/h ； 当压力采集点的压 力超过 9500Pa 且小于 10500Pa 时， 继续打开第三 组放散火炬快切阀放散， 放散流量为 180000m3/h ； 当压力采集点的压力超过 10500Pa， 继续打开第 四组放散火炬快切阀放散， 放散流量为 250000m3/ h。本发明可。

3、以解决煤气放散塔等设备弯头较多， 直管段距离不够， 导致流量计计量不准， 误差较大 的高炉煤气放散塔煤气放散的问题， 在直管段长 度小于 15 倍管径的情况下可以对煤气放散管进 行准确的计量放散。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 6 页 附图 1 页 CN 102286662 A1/1 页 2 1. 高炉煤气放散塔的煤气放散方法， 所述高炉煤气放散塔包括煤气主管 （1） ， 所述煤 气主管 （1） 通过放散接口 （2） 连接第一管道 （3） ， 所述第一管道 （3） 通过变径接口 （16） 连接 第二管道 （4） 。

4、， 所述第二管道 （4） 连接三根支管 （5） ， 所述各支管 （5） 分别连接三根放散火炬 连接管 （6） ， 每根放散火炬连接管 （6） 连接一个放散火炬 （7-15） ， 共设 9 个放散火炬 ； 其特征在于 ： 在所述煤气主管上设有压力采集点 （P） ； 将放散火炬分为四组， 第一组为 放散火炬 （7） 和放散火炬 （8） ， 第二组为放散火炬 （9） 和放散火炬 （10） ， 第三组为放散火炬 （11） 和放散火炬 （12） ， 第四组为放散火炬 （13） 、 放散火炬 （14） 和放散火炬 （15） ； 当压力采集点 （P） 的压力超过 8500Pa 且小于 9000Pa 时， 打。

5、开第一组放散火炬快切阀 放散， 放散流量为 70000 m3/h ； 当压力采集点 （P） 的压力超过 9000Pa 且小于 9500Pa 时， 继续打开第二组放散火炬快 切阀放散， 放散流量为 120000 m3/h ； 当压力采集点 （P） 的压力超过 9500Pa 且小于 10500Pa 时， 继续打开第三组放散火炬快 切阀放散， 放散流量为 180000 m3/h ； 当压力采集点 （P） 的压力超过 10500Pa， 继续打开第四组放散火炬快切阀放散， 放散流 量为 250000 m3/h。 2. 如权利要求 1 所述的高炉煤气放散塔的煤气放散方法， 其特征在于 ： 所述第一管道 直。

6、径为 1400mm， 所述第二管道直径为 1600mm， 所述三根支管直径都为 1200mm， 所述九根放 散火炬连接管直径都为 700mm。 3. 如权利要求 1 或 2 所述的高炉煤气放散塔的煤气放散方法， 其特征在于 ： 所述第二 管道 （4） 上设有调节阀组 （17） 。 4. 如权利要求 1 或 2 所述的高炉煤气放散塔的煤气放散方法， 其特征在于 ： 所述第二 管道 （4） 通过 90弯头 （16） 连接所述支管 （5） 。 权 利 要 求 书 CN 102286650 A CN 102286662 A1/6 页 3 高炉煤气放散塔的煤气放散方法 技术领域 0001 本发明涉及冶金。

7、领域的一种煤气放散方法， 具体的说是一种高炉煤气放散塔的煤 气放散方法。 背景技术 0002 冶金企业的副产品煤气一般是供需平衡， 当用户停产较多时， 过剩煤气一般通过 放散塔进行放散， 放散流量的计量， 一般采用在放散的煤气管道上安装孔板流量计。 为做到 准确的计量， 减少误差， 流量计安装有严格的条件， 孔板流量计安装位置的上下游都要有一 段直径不变的直管， 以保证流体通过孔板之前的速度分布稳定。若孔板上游不远处装有弯 头、 阀门等， 流量计的读数的精确性会受到相当大的影响。 通常直管道的长度至少要满足15 倍管径。 由于冶金企业场地局限， 放散塔一般紧靠近煤气主管道， 流量孔板安装位置要。

8、求的 直管段达 15 倍管径 （流量孔板安装位置的前 10 倍后 5 倍直管径） ， 工艺管道布置上很难满 足其安装要求， 在此管道上安装流量计， 计量误差一般达 50%以上。例如有的高炉煤气放散 塔实际放散在 20 万 m3/h， 流量计显示数值在 7 万 m3/h， 由于直管段只有 10 米， 不能做到准 确计量， 只能做定性分析。 发明内容 0003 本发明所要解决的技术问题是， 克服现有技术的缺点， 提出一种高炉煤气放散塔 的煤气放散方法， 在直管段长度小于 15 倍管径下能对煤气放散管进行准确计量放散。 0004 本发明解决以上技术问题的技术方案是 ： 高炉煤气放散塔的煤气放散方法，。

9、 高炉煤气放散塔包括煤气主管， 煤气主管通过放散 接口连接第一管道， 第一管道通过变径接口连接第二管道， 第二管道连接三根支管， 各支管 分别连接三根放散火炬连接管， 每根放散火炬连接管连接一个放散火炬， 共设 9 个放散火 炬 ； 在煤气主管上设有压力采集点 ； 将放散火炬分为四组， 第一组为放散火炬和放散火炬， 第二组为放散火炬和放散火炬， 第三组为放散火炬和放散火炬， 第四组为放散火炬、 放散火 炬和放散火炬 ； 当压力采集点的压力超过8500Pa且小于9000Pa时， 打开第一组放散火炬快切阀放散， 放散流量为 70000 m3/h ； 当压力采集点的压力超过 9000Pa 且小于 9。

10、500Pa 时， 继续打开第二组放散火炬快切阀 放散， 放散流量为 120000 m3/h ； 当压力采集点的压力超过9500Pa且小于10500Pa时， 继续打开第三组放散火炬快切阀 放散， 放散流量为 180000 m3/h ； 当压力采集点的压力超过 10500Pa， 继续打开第四组放散火炬快切阀放散， 放散流量为 250000 m3/h。 0005 本发明进一步限定的技术方案是 ： 前述的高炉煤气放散塔的煤气放散方法， 第一管道直径为 1400mm， 第二管道直径为 说 明 书 CN 102286650 A CN 102286662 A2/6 页 4 1600mm， 三根支管直径都为 。

11、1200mm， 九根放散火炬连接管直径都为 700mm。 0006 前述的高炉煤气放散塔的煤气放散方法， 第二管道上设有调节阀组。 0007 前述的高炉煤气放散塔的煤气放散方法， 第二管道通过 90弯头连接支管。 0008 本发明的有益效果是 ： 本发明可以解决煤气放散塔等设备弯头较多， 直管段距离 不够， 导致流量计计量不准， 误差较大的高炉煤气放散塔煤气放散的问题， 在直管段长度小 于 15 倍管径的情况下可以对煤气放散管进行准确的计量放散。本发明在煤气管道弯头多， 阀门多， 直管段小于 15 倍管径的情况下， 通过流体力学理论计算， 能对煤气放散管流量进 行准确的计量， 计量误差在 8%。

12、 以内， 同安装孔板流量计相比准确度提高 50%， 应用该发 明， 预计每座放散塔可节省仪表计量投资约 15 万元。 附图说明 0009 图 1 为本发明的连接示意图。 具体实施方式 实施例 0010 本实施例为一座高炉煤气放散塔， 用于放散多余的高炉煤气， 各管路连接如图 1 所示， 高炉煤气放散塔包括煤气主管 1， 煤气主管 1 通过放散接口 2 连接第一管道 3， 第一管 道 3 通过变径接口 16 连接第二管道 4， 第二管道 4 连接三根支管 5， 各支管 5 分别连接三根 放散火炬连接管 6， 每根放散火炬连接管 6 连接一个放散火炬 7-15， 共设 9 个放散火炬 ； 在 煤气。

13、主管上设有压力采集点P ； 将放散火炬分为四组， 第一组为放散火炬7和放散火炬8， 第 二组为放散火炬 9 和放散火炬 10， 第三组为放散火炬 11 和放散火炬 12， 第四组为放散火炬 13、 放散火炬 14 和放散火炬 15 ； 第一管道直径为 1400mm， 第二管道直径为 1600mm， 三根支 管直径都为1200mm， 九根放散火炬连接管直径都为700mm。 第二管道4上设有调节阀组17。 第二管道 4 通过 90弯头 16 连接支管 5。 0011 已知放散塔进口管径为DN1600， 放散压力设定点P附近总管流速9.8 m/s， 放散调 节蝶阀开度 70%， 第一组放散设定压力为。

14、 8500Pa， 第二组放散设定压力为 9000 Pa， 第三组 放散设定压力为9500 Pa， 第四组放散设定压力为10500 Pa， 高炉煤气重度为1.38kg/m3。 具 体煤气放散方法为 ： 当压力采集点 P 的压力超过 8500Pa 且小于 9000Pa 时， 打开第一组放散火炬快切阀放 散， 放散流量为 70000 m3/h ； 当压力采集点 P 的压力超过 9000Pa 且小于 9500Pa 时， 继续打开第二组放散火炬快切 阀放散， 放散流量为 120000 m3/h ； 当压力采集点 P 的压力超过 9500Pa 且小于 10500Pa 时， 继续打开第三组放散火炬快切 阀放。

15、散， 放散流量为 180000 m3/h ； 当压力采集点 P 的压力超过 10500Pa， 继续打开第四组放散火炬快切阀放散， 放散流量 为 250000 m3/h。 0012 本实施例运用流体力学方程， 直管段阻力损失公式为 P=0.1827V2g/d， 弯管和阀 门等局部阻力损失公式为P=xV2* g*KV/2g， 分段对放散塔的煤气管道进行水力计算， 从压力 说 明 书 CN 102286650 A CN 102286662 A3/6 页 5 和流量的转换关系， 达到对各种煤气放散塔的相对准确计量。其中 P 表示压力损失， V 表示 速度， g 表示高炉煤气比重， d 表示管道直径， 。

16、0.1827 表示高炉煤气摩擦系数， x 表示阻力系 数， KV ：表示体积修正系数。 0013 具体计算过程为 ： 一、 当第一组开始放散时， 设定主管压力为 8500Pa。 0014 1、 放散塔前的 DN2400 管道流速为 U1， U1 9.8 m/s 取压点 P 到 1 点阻损为 P1=0.1827V12*g/d=0.1827*9.82*1.38/2.4=10.1mm （P1： 压力损失， V1： 速度， g ： 高炉煤气比重， d ： 管道直径） 2、 垂直管压降为 gz,gz=g(z7-z1)=9.8(50-12.43)=368Pa=36.8mm （g: 重力加速度， z ： 放。

17、散塔的高度） 3、 DN1400 变径为 DN1600 阻损为 P2-3， V3 =V4 局部阻力损失公式为 P=xV2* g*KV/2g， 其中 x 表示阻力系数， V 表示速度， g 表示比重， KV表示体积修正系数。 0015 P2-3 0.45V42* 1.38*1.1/(2*9.8)=0.035 V42 4、 放散调节阀组等的阻损为 P3-4， 其中两个密封蝶阀 x 为 0.30， 一个盲板阀为 0.15， 两 个 30弯 x 为 0.34， 调节阀 x 为 1.2， 合计阻力系数为 1.99。 0016 P3-4 1.99V42* 1.38*1.1/(2*9.8)=0.154V42。

18、 5、 弯头 4 的阻损 P4 0.3V42*1.38*1.1/(2*9.8)=0.02V42 6、 DN1600 变径为 DN1200 三通阻损为 P4-5， 阻力系数为 9.7。 0017 V4A4=V5A5 V5=V4d42/d52= V41.62/1.22=1.78V4 P4-5 9.7V52* 1.38*1.1/(2*9.8)=2.37V42 7、 DN1200 变径为 DN700 三通阻损为 P5-6， 阻力系数为 9.7。 0018 V5A5=2V6A6 V6=V5d52/2d62= V5*1.22/2*0.72=1.47V5 P5-6 9.7V62*1.38*1.1/(2*9.。

19、8)=5.13V42 8、 快切阀等完全放空的阻力损失为P6-7， 其中快切阀x为0.15， 逐渐扩大管x为0.3， 完 全放空 x 为 1。 0019 P6-7=1.45V62*g/2g=0.696V42 9、 总的阻力损失为 P 8500Pa=850mmH2O P= P1+gz+P2-3+P3-4+P4+P4-5+P5-6+P6-7 850=10.1+36.8+0.035V42+0.154V42+0.02V42+2.37V42+5.13V42+0.696V42 V4=9.7m/s Q= V4*S4=9.7*( /4)*1.62*3600=70000 m3/h。 0020 二、 当第二组开始。

20、放散时， 设定主管压力为 9000Pa。 0021 1、 放散塔前的 DN2400 管道流速为 U1， U1 9.8m/s 取压点到 P1点阻损为 说 明 书 CN 102286650 A CN 102286662 A4/6 页 6 P1 0.1827V12*g/d=0.1827*9.82*1.38/2.4=10.1mm 2、 垂直管压降为 gz, gz=g(z7-z1)=9.8(50-12.43)=368Pa=36.8mm 3、 DN1400 变径为 DN1600 阻损为 P2-3， 阻力系数为 0.45， V2=V3=V4 局部阻力损失公式为 P=xV2*g*KV/2g P2-3 0.45。

21、V42*1.38*1.1/(2*9.8)=0.035V42 4、 蝶阀组等的阻损为 P3-4， 阻力系数为 1.99， 其中两个密封蝶阀 x 为 0.30， 一个盲板阀 为 0.15， 两个 30弯 x 为 0.34， 调节阀 x 为 1.2， P3-4 1.99V42*1.38*1.1/(2*9.8)=0.154V42 5、 弯头 4 的阻损 P4 0.3V42*1.38*1.1/(2*9.8)=0.02V42 6、 DN1600 变径为 DN1200 三通阻损为 P4-5， 阻力系数为 9.7， 0.75V4A4=V5A5 V5=0.75V4d42/d52= 0.75V41.62/1.22。

22、=1.33 V4 P4-5 9.7V52* 1.38*1.1/(2*9.8)=1.33 V42 7、 DN1200 变径为 DN700 三通阻损为 P5-6， 阻力系数为 9.7， V5A5=3V6A6 V6=V5d52/3d62=V5*1.22/3*0.72=0.98V5 P5-6 9.7V62*1.38*1.1/(2*9.8)=1.28V42 8、 快切阀等完全放空的阻力损失为 P6-7， 阻力系数为 1.45， 其中快切阀 x 为 0.15， 逐渐 扩大管 x 为 0.3， 完全放空 x 为 1， P6-7=1.45V62*g/2g=0.174V42 9、 总的阻力损失为 P 9000P。

23、a=900mmH2O P= P1+gz+P2-3+P3-4+P4+P4-5+P5-6+P6-7 900=10.1+36.8+0.035V42+0.154V42+0.02V42+1.33V42+1.28V42+0.174V42 V4=16.8m/s Q=V4*S4=16.8*(P/4)*1.62*3600=12 万 m3/h。 0022 三、 当第三组开始放散时， 设定主管压力为 9500Pa。 0023 1、 放散塔前的 DN2400 管道流速为 U1， U1 9.8m/s 取压点 P 到 1 点阻损为 P1 0.1827V12*g/d=0.1827*9.82*1.38/2.4=10.1mm 。

24、2、 垂直管压降为 gz,gz=g(z7-z1)=9.8(50-12.43)=368Pa=36.8mm 3、 DN1400 变径为 DN1600 阻损为 P2-3， V2=V3=V4 局部阻力损失公式为 P=xV2* g*KV/2g P2-3 0.45V42*1.38*1.1/(2*9.8)=0.035V42 4、 蝶阀组等的阻损为 P3-4， 阻力系数为 1.99， 其中两个密封蝶阀 x 为 0.30， 一个盲板阀 为 0.15， 两个 30弯 x 为 0.34， 调节阀 x 为 1.2， P3-4 1.99V42*1.38*1.1/(2*9.8)=0.154 V42 说 明 书 CN 10。

25、2286650 A CN 102286662 A5/6 页 7 5、 弯头 4 的阻损 P4 0.3V42*1.38*1.1/(2*9.8)=0.02V42 6、 DN1600 变径为 DN1200 三通阻损为 P4-5， 阻力系数为 9.7， V4A4=2V5A5 V5=V4d42/2d52=V4*1.62/(2*1.22)=0.89V4 P4-5 9.7V52*1.38*1.1/(2*9.8)=0.60V42 7、 DN1200 变径为 DN700 三通阻损为 P5-6， V5A5=3V6A6 V6=V5d52/3d62=V5*1.22/3*0.72=0.98V5 P5-6 9.7V62*。

26、1.38*1.1/(2*9.8)=0.57V42 8、 快切阀等完全放空的阻力损失为 P6-7， 阻力系数为 1.45， 其中快切阀 x 为 0.15， 逐渐 扩大管 x 为 0.3， 完全放空 x 为 1， P6-7=1.45V62*g/2g=0.078 V42 9、 总的阻力损失为 P 9500Pa=950mmH2O P=P1+gz+P2-3+P3-4+P4+P4-5+P5-6+P6-7 950=10.1+36.8+0.035V42+0.154V42+0.02V42+0.60V42+0.57V42+0.078V42 V4=24.9m/s Q=V4*S4=24.9*( /4)*1.62*36。

27、00=18 万 m3/h 四、 当第四组开始放散时， 设定主管压力为 10500Pa。 0024 1、 放散塔前的 DN2400 管道流速为 U1， U1 9.8m/s 取压点 P 到 1 点阻损为 P1 0.1827V12*g/d=0.1827*9.82*1.38/2.4=10.1mm 2、 垂直管压降为 gz,gz=g(z7-z1)=9.8(50-12.43)=368Pa=36.8mm 3、 DN1400 变径为 DN1600 阻损为 P2-3， V2=V3=V4 局部阻力损失公式为 P=xV2* g*KV/2g P2-3 0.45V42*1.38*1.1/(2*9.8)=0.035V42。

28、 4、 蝶阀组等的阻损为 P3-4， 阻力系数为 1.99， 其中两个密封蝶阀 x 为 0.30， 一个盲板阀 为 0.15， 两个 30弯 x 为 0.34， 调节阀 x 为 1.2， P3-4 1.99V42*1.38*1.1/(2*9.8)=0.154V42 5、 弯头 4 的阻损 P4 0.3V42*1.38*1.1/(2*9.8)=0.02V42 6、 DN1600 变径为 DN1200 三通阻损为 P4-5， 阻力系数为 9.7， V4A4=3V5A5 V5=V4d42/3d52=V41.62/(3*1.22)=0.59V4 P4-5 9.7V52*1.38*1.1/(2*9.8)。

29、=0.26V42 7、 DN1200 变径为 DN700 三通阻损为 P5-6， V5A5=3V6A6 V6=V5d52/3d62=V5 *1.22/3*0.72=0.98V5 P5-6 9.7V62*1.38*1.1/(2*9.8)=0.25V42 8、 快切阀等完全放空的阻力损失为 P6-7， 阻力系数为 1.45， 其中快切阀 x 为 0.15， 逐渐 说 明 书 CN 102286650 A CN 102286662 A6/6 页 8 扩大管 x 为 0.3， 完全放空 x 为 1， P6-7=1.45V62*g/2g=0.035V42 9、 总的阻力损失为 P 10500Pa=105。

30、0mmH2O P=P1+gz+P2-3+P3-4+P4+P4-5+P5-6+P6-7 1050=10.1+36.8+0.035V42+0.154V42+0.02V42+0.26V42+0.25V42+0.035V42 V4=35m/s Q=V4*S4=35*( /4)*1.62*3600=25 万 m3/h 通过计算， 得到以下数据 ： 当压力超过 8500Pa， 打开第一组 7 8 火炬快切阀放散， 放散流量为 70000 m3/h ； 当压力超过 9000Pa， 继续打开第二组 9 10 火炬快切阀放散， 放散流量为 120000 m3/ h ； 当压力超过9500Pa， 继续打开第三组1112火炬快切阀放散， 放散流量为180000 m3/ h ； 当压力超过 10500Pa， 继续打开第四组 13 15 火炬快切阀放散， 放散流量为 250000 m3/h。 0025 除上述实施例外， 本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形 成的技术方案， 均落在本发明要求的保护范围。 说 明 书 CN 102286650 A CN 102286662 A1/1 页 9 图 1 说 明 书 附 图 CN 102286650 A 。