[实用新型]高炉喷煤“Y”形分配器

说明书

所属技术领域

本实用新型适用于炼铁高炉煤粉喷吹。

背景技术

高炉喷吹煤粉技术是利用价格低廉的非炼焦煤部分代替价格昂贵的冶金焦碳，有着显著的经济效益，且有利于高炉的强化冶炼和炉况顺行，可大幅度提高高炉的技术经济指标，还可缓和对焦碳的需求，减少兴建焦炉的基建投资，降低炼焦生产对环境造成的污染等，所以社会效益也很显著。

目前，高炉喷吹煤粉装置包括喷吹罐、混合器(或流化装置)、分配器、喷枪。在高炉煤粉喷吹中，最希望的是能稳定均匀地将煤粉送给每根喷枪。现在为实现向高炉稳定均匀喷煤，多采用直接喷吹方式，即利用一条主管路将煤粉输送到高炉附近的分配器，并通过与分配器各出口相连的输煤支管将煤粉输送到高炉各风口。

作为高炉喷吹主要设备的分配器，经过多年的发展现多采用锥形、盘式、瓶式等形式。锥形分配器呈倒锥形，中心有分配锥，煤粉流由下部垂直管向上经分配锥切割成多个相等的扇形流股，经分配器各个支管分配到各风口。煤粉在该分配器前后速度变化不大，产生的压降小，因此分配器出口流量易受由分配器至风口的输煤支管压损不同的影响各支管分配偏差可达20％。锥形分配器中分配锥倒立，分配锥垂直高度较大并且锥角小，当煤粉由垂直管进入分配器时，由于煤粉高速流动冲击锥尖从而使锥尖受到磨损。当锥尖磨损到一定程度，就会严重影响分配器的分配精度。盘式分配器采用盘式结构及垂直安装方法。在盘式分配器中，因为气——煤粉两相流在垂直管内向上流动时，管内煤粉因气流速度具有一定的分布而存在径向浓度分布。垂直管底部颗粒浓度高、分布不均匀；而上部颗粒浓度低，分布均匀。为保证煤粉在垂直管内均匀分布，需要通过保持足够长的垂直管来达到均匀弥散的要求。小型高炉风口较少，所需分配器出口较少，盘式分配器基本可以满足高炉要求。当高炉趋向大型化时，伴随着风口数目的增加和煤比的提高，就需要增大分配器体积来满足高煤比、多喷枪的要求。对于锥式分配器，当体积增大分配器出口数目增加后，更加剧了煤粉分配的不均匀。而盘式分配器需要足够长的垂直管段满足煤粉均匀弥散的需要，另外由于盘式分配器本体空腔高度至少应大于出口管径，空腔高度太小则使煤粉流动死角增大，易沉积而堵塞，造成固气比波动大并且撞击腔壁产生的返混量太小，从而影响煤粉分配的均匀性.当分配器出口数目增加时，由于分配器本体支管数目需要增加而需要更长的垂直管和更庞大的分配器本体空腔，这就导致了分配器芯空腔内煤粉扰动而影响煤粉分配的均匀性。由于分配器本体圆柱空腔截面积成倍增大，导致需返混煤量过大，促使分配器芯的磨损加重，进而导致煤粉分配不均匀，同时使分配器芯的使用寿命降低。大型高炉为了避免单个分配器无法完成多风口喷吹的弊端，一般都使用两套分配器对称布置在高炉两侧，但这样既增加了成本，也不能有效的保证各风口喷煤量的均匀性。

发明内容

为了克服锥形分配器和盘式分配器的缺陷，设计了综合锥形和盘式分配器优点的“Y”形喷煤专用分配器。采用“Y”形分配器后，能实现煤粉在各风口相对稳定均匀的分配。

本分配器主体为“Y”形。分配器顶部设组合式顶盖，外盖单独固定，内盖连接分配锥；空腔内设有分配器芯，采用定位销定位；分配器下部有喇叭形渐扩管连接适当长度的垂直管；分配器另设有配套环保型氮气反吹系统。

主要设计依据为：当煤粉经过与水平输煤主管连接的弯头进入垂直主管向上流动时，管内煤粉因气流速度具有一定的分布而存在径向浓度分布，通过垂直主管充分发展段实现煤粉径向均匀扩散。在垂直输煤主管内沿管内截面均匀分布的煤粉由下向上进入分配器本体内渐扩截面时，速度突然降低，经分配锥使煤粉流沿锥面上升，使空腔内气固两相流处于快速流态的状态，并具有一定的滞留时间，从而达到煤粉均匀弥散分布，然后通过空腔内分配器芯上均布的水平出口均匀流出。因煤粉细颗粒跟随性好，在高速输送时，部分高速流动的煤粉颗粒因惯性撞击空腔顶部而产生返混，增加了空腔内煤粉的混合程度，并获得一定的延滞时间，使煤粉分布更加均匀。

本分配器芯为环形，内置在分配器内，分配通道均匀分布于分配芯内部，出口与分配器本体出口一一对应。

本专利的创造性，体现在：

1、分配器设置组合式顶盖，当需要更换受损锥体或清理分配器时只需利用高炉短暂停煤时间打开内盖就可完成，不用对分配器外盖进行拆卸，这样就大大缩短了对分配器的维修时间，实现了高炉连续喷煤。