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1080高炉开炉方案（总）12.213汉钢1080m高炉开炉方案编制：炼铁厂生产技术科会审：审核：批准：炼铁厂二0一一年十二月十五日1080m3高炉开炉方案1.开炉要求为保证高炉开炉的顺利进行和成功达产，开炉前要特别注意对各设备和控制系统的功能检查、验收和试车（单机试车、联动试车），做到一丝不苟，及时发现并解决问题，把故障和隐患消灭在送风之前，为安全、顺利开炉创造条件。
1.1安全第一，消灭任何重大人身、设备事故。
1.2保护好高炉设备，为高炉一代寿命打下基础。
1.3控制好开炉工艺参数，确保顺利开炉。
1.4顺利出铁排渣，为高炉成功达产打下基础。
2.开炉条件2.1开炉外部条件：2.1.1高炉开炉方案及装料方案已获批准。
2.1.2原燃料准备到位，质量符合要求，数量充足。
2.1.3铁水运输计划、配罐方案已定，必须保证10个罐在线运行，有二部机车随时在炉前配罐用；火车兑罐试验已完成，铁运线通畅。
2.1.4高炉二台鼓风机都调试、消缺完毕，无故障运行达72小时，具备正常送风条件。
2.1.5水渣、干渣、除尘灰等汽车外运计划已定。
2.1.6各种介质包括水、电、氮气、蒸汽、压缩空气、氧气等可稳定、足量供应。
2.2开炉内部必备条件：2.2.1各岗位人员已配齐，并经过岗位规程学习，能满足高炉生产的要求，并能应对一些复杂情况，避免和消除生产事故、操作事故和安全事故。
2.2.2所有的设备单机和联动试车合格，计算机控制系统、自动化仪表、电器运行正常，控制功能满足生产要求。
2.2.3打压试漏期间暴露出来的问题已彻底解决，达到满足正常生产的要求。
2.2.4开炉所需备品备件、消耗材料以及生产工具等已备齐。
2.2.5高炉各系统通讯通畅。
2.2.6安全、消防措施到位。
2.2.7热风炉处于生产状态，具备随时送风条件，冷风放风阀、倒流休风阀、混风切断阀、混风调节阀开关灵活可靠。
2.2.8炉前渣铁沟已经浇注且烘烤完毕，已做通水落点试验，铁水可准1确进罐。
3高炉〔 1800m〕烘炉方案编制人：会审：审批：高炉烘炉方案1.组织机构：高炉烘炉指挥机构：总指挥：副总指挥：成员单位：生产部、安全环保部、设施管理部、灵便厂、公安处、炼铁厂高炉烘炉执行机构 :组长：赵林副组长：卫军民、闫敏峰、杨增林成员：炉长、专业组长、高炉值班工长高炉烘炉执行机构工作职责：组长：负责烘炉的全面管理工作。
副组长：负责烘炉的操作指导和烘炉组织、管理。
负责烘炉期间公司内外协调工作。
负责高炉烘炉全面工作。
负责高炉烘炉期间热风炉系统烧炉工作。
负责高炉烘炉技术操作指导。
负责高炉烘炉期间炼铁厂内外面协调。
成员：负责烘炉的详尽操作。
高炉烘炉值班人员名单班次高炉值班工长检修值班人员姓名联系方式姓名联系方式姓名联系方式甲乙丙工长副工长〔白班〕〔中班〕〔夜班〕丁3.高炉烘炉的目的：本次高炉烘炉采用热风烘炉的方法。
目的使高炉耐火资料砌体内及其砖逢填料的水份在缓慢加热过程中烘干，防范生产后砖衬在激烈的加热过程中开裂变形而损坏设施和耐火砌体，以保证砌体的整体性和炉型的完满性，延长高炉寿命。
4.高炉烘炉应具备的条件：热风炉烘炉达成，到达向高炉送热风的要求〔送风温度不小于950℃〕。
高炉各部位安装试车达成，并按相关标准查收合格。
安全环保设施等联动试车运行正常，并经相关责任人签字认可。
高炉本体、送风系统、煤气除尘系统经过试压到达规定要求，漏点全部办理完，试漏查收合格。
高炉放风阀、炉顶放散阀、均压阀、重力除尘器切断阀、重力除尘器放散阀、卸灰阀等试车合格、到达要求标准。
高炉、热风炉操作控制系统在烘炉前调试达成，到达数据采集显示正确、运行可靠。
鼓风机试车达成，烘炉前 8 小时启动好风机，送风前 1 小时送至放风阀。
冷却系统 (包括工业水和软水 )试压、试漏合格后投入正常使用 ,水压、水量显示正确。
高炉全部计器仪表调试达成，微机画面显示清楚，各项检测参数正确可靠。
风、水、电、气〔蒸气、压缩空气、氧气、氮气〕等动力送至炉台 , 压力到达规定要求 ,供给正常 ,满足生产要求。
阿钢1080m3高炉工艺流程设计特点0 引言西林钢铁集团阿城钢铁有限公司（简称阿钢）根据发展需要，决定新建2座1080m3高炉，一期投产一座。
为实现高风温、高煤比、高顶压、高煤气利用、高利用系数、低能耗及长寿、环保的生产目标，1080m3高炉主要设计指标：利用系数2.7t/m3.d，入炉矿综合品位58%，焦比360kg/t，煤比200kg/t，风温1200℃，炉顶压力0.20mpa，富氧率2.3%，吨铁渣量不大于360kg，年产生铁100万t，高炉一代炉龄不低于12年。
1 高炉本体炉体框架设计采用自立式框架结构（17m×17m）。
炉顶采用框架式结构，考虑阿城当地的气候条件，炉顶从31.9米大平台至炉顶受料斗区域设计为封闭式结构。
高炉车间工艺流程见图1。
1.1 高炉内型高炉内型对高炉冶炼起着重要作用。
在总结国内外同类型容积高炉内型尺寸的基础上，结合阿钢原燃料条件，设计采用适宜强化冶炼的矮胖炉型，合理的内型能促使冶炼指标的改善。
高炉炉型主要参数见表1。
其特点如下：1）采用矮胖型炉型，减小炉腹角、炉身角。
较大的炉身角有利于受热膨胀后的炉料下降，较小的炉腹角有利于煤气流的均匀分布，减小对炉腹生成渣皮的冲刷，保护炉腹冷却壁，延长其寿命。
2）加深死铁层厚度。
加深死铁层会增加炉缸侵蚀面积，但环流的减弱，将延缓炉墙厚度方向的侵蚀速度，无疑对高炉是有利的。
同时较深的死铁层可多贮存铁水，保证炉缸有充足的热量储备，稳定铁水温度和成分。
3）加大了炉缸高度。
可保证风口前有足够的风口回旋区，有利于煤粉的充分燃烧及改善高炉下部中心焦的透气（液）性，有利于改善气体动力学条件。
4）高炉设有20个风口，2个铁口（夹角170℃）。
1.2 炉体冷却系统及冷却结构1）为最大限度地节约用水并考虑到方便检测，高炉炉体冷却分三个系统：软水密闭循环冷却系统、高压工业水冷却系统、常压工业水冷却系统。
a：软水密闭循环冷却系统：总供水量3200m3/h，压力0.6mpa，包括冷却壁本体串联冷却环路，风口大、中套、水冷炉底冷却环路。
目录第一章工程概况及工程特点 (3)第1节工程概况 (3)第2节工程主要特点 (3)第3节施工部署 (3)第4节施工总进度计划 (4)第5节施工平面布置 (4)第二章主要施工方案 (5)第1节高炉本体施工方法及技术措施 (5)第2节热风炉安装方案 (12)第3节重力除尘系统施工方法及技术措施 (13)第4节干法除尘系统施工方法及技术措施 (13)第5节炉壳安装的测量控制 (13)第6节高炉及热风炉炉壳的焊接施工工艺 (14)第7节筑炉工程 (16)第8节管道工程施工方法及技术措施 (22)第9节机械设备安装方案 (24)第10节液压、润滑设备安装 (26)第11节除锈油漆 (26)第三章资源配置 (31)第1节项目管理机构设置 (31)第2节劳动力需用计划 (32)第3节主要施工机械（具）配置计划 (32)第四章工程质量保证体系及措施 (34)第1节质量方针和创优目标 (34)第2节质量管理保证体系及措施 (35)第3节质量职责 (38)第4节施工用规范及标准 (41)第5节工程回访 (42)第五章安全保证体系及措施 (42)第1节安全保证体系 (42)第2节安全施工保证措施 (43)第六章文明施工管理措施（创施工优秀工地承诺） (45)第1节现场管理 (45)第2节治安保卫消防措施 (46)第3节厂区环境保护措施 (46)第七章雨季施工措施 (47)2工程概况及工程特点第一节工程概况本工程施工范围：高炉本体、热风炉系统、粗煤气系统、焦矿槽系统、炉顶上料系统、水冲渣系统、燃气系统、液压润滑系统、通风除尘系统、给排水系统、出铁场系统的设备及工艺钢结构安装。
第二节工程主要特点1.2.1 本工程场地有限，高空作业多，多工种交叉作业难以避免，施工时必须制定科学合理的施工方案和安全技术措施，尤其是前期与土建的交叉，要及时与甲方沟通，做好协调工作。
1.2.2 本工程工程量大，工期短，必须组织好施工队伍，采取交叉配合的流水施工，倒班作业，以确保工期。
高炉本体施工方法及技术措施2.1.1 高炉结构及设备安装主要包括高炉炉壳安装、炉体框架结构安装、炉渣处理设备、炉顶设备、炉体设备、风口平台及出铁场设备的安装。
其中炉顶设备包括装料设备、探料装置、炉顶煤气放散阀、均压阀及排压阀、除尘罩等；炉体设备包括炉体冷却设备、风口装置、渣口装置、铁口装置、煤气取样机炉喉砖、固定测温装置、热风围管吊架等。
风口平台及出铁场设备包括液压泥炮、开口机、液压堵渣机、渣铁沟槽、炉前液压站等。
其施工特点为：高炉主体结构及设备安装大多在露天和高空作业，易受风、雨、雾等自然条件影响；高炉主体结构及设备安装为多工种的立体交叉、多层平行作业、相互干扰因素多，安全防护问题突出；高炉主体结构及设备安装点多，作业面狭窄，配合关系复杂，既有主体工艺线上的关键结构及设备又有辅助生产的配套设备；既有土建、钢结构、设备、管道、耐火材料砌筑、电气仪表的互相穿插施工，又有工序上的互相配合，施工场地平面狭小，地面上有正式建筑物和构筑物，还有大量钢结构件和设备的堆放；受起重能力的限制，难以实现大部件整体吊装，只能在起重设备能力许可的前提下尽可能采用大部件整体吊装，以缩短工期。
新技术、新工艺、新设备对安装质量提出更为严格的要求，加大了施工难度。
2.1.2 下列结构必须在制造厂进行预装配：(1)高炉炉壳；热风炉炉壳；(2)高炉炉顶封板外壳及与其相连的导出管；(3)热风围管；(4)炉顶钢架的主构架；2.1.3 高炉工艺结构及设备安装2.1.3 1 安装方法要点1）安装原则：以炉壳及炉体框架结构为中心，设备为重点，附属及辅助设备相配合组织施工，并与系统设备联动试运转密切结合；2）吊装机具设置：以炉壳及炉壳框架结构吊装为主，设置一台150t履带吊及一台50t 履带吊，进行吊装作业，同时兼顾设备及管道的吊装。
3）大临设施：除水、电、道路（见施工平面图—供水、供电平面图）应满足安装要求外，高炉区还须留有一块或几块足以用来堆放、清洗、组装、试压的场地，以进行炉壳圈段、框架结构、炉顶小框架的组装及阀类的研磨与试压。
一、编制依据本方案编制依据施工图纸、有关施工验收规范和以往的安装施工经验编制而成。
二、工程概况德龙1080m3高炉系统工艺设备安装包括以下几个部分：1、串罐无料钟炉顶设备：炉顶设备总重83.358吨，主要设备有：炉顶法兰（1.952吨）、溜槽传动齿轮箱（气密箱）（17.343吨）、下密封阀（1.13吨）、下阀箱（10吨）、料罐（19.526吨）、上密封阀（1.11吨）、受料斗（18.679吨）、柱塞阀（4.712吨）；另外还有探尺（1.49吨）、炉顶无料钟支架（7.416吨）、炉顶电动葫芦、炉顶均压放散等设备。
2、热风炉系统：热风炉系统主要有热风炉阀门等设备（63.086吨），热风炉管道制作安装（285.778吨），冷却水管道（185米），液压管道（3420米），热风管拉紧装置（29.362吨）。
3、高炉出铁场设备：高炉出铁场设备主要有全液压开铁口机2台（单重5.612吨），DT100泥炮2台（单重9.6吨），水冷过桥2套（4.894吨），16/5吨吊钩双梁起重机2台（单重30.413吨），渣铁沟及渣铁沟盖板（51.9吨），出铁场除尘系统（卷管制作安装135吨）。
4、水冲渣系统水冲渣系统有设备250吨，制作安装37吨，管道安装2716米。
5、矿槽及其除尘系统（暂无图）6、高炉鼓风机系统（暂无图）7、喷煤系统（暂无图）8、空压机站系统（暂无图）9、高炉煤气布袋除尘系统高炉煤气布袋除尘系统包括除尘工艺、工业管道部分及液压系统，主要实物量为设备安装353吨，卷管制作安装114.86吨，液压管道12000米。
执行的规范及标准：⑴《冶金机械设备安装工程施工及验收规范－炼铁设备》YBJ208－85⑵《冶金机械设备安装工程施工及验收规范－液压、润滑和气动系统》YBJ207－85⑶《机械设备安装工程施工及验收通用规范》 GB50231－98⑷《冶金机械设备安装工程质量检验评定标准》炼铁设备 YB9243－92⑸《冶金机械设备安装工程质量检验评定标准》液压、润滑和气动系统YB9246－92⑹《压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范》GB50275－98⑺《起重设备安装工程施工及验收规范》GB50278－98⑻《工业安装工程质量检验评定统一标准》GB50252－94⑼《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235－97⑽《工业金属管道工程质量检验评定标准》GB50184－93⑾《钢结构工程施工及验收规范》GB50205－95⑿《钢结构工程质量检验评定标准》GB50221－95三、施工组织1．工程特点：（1）工期短、设备、管道安装工作量大。
高炉休风、送风及煤气处理安全技术规程1、短期休风、送风程序短期休风与送风高炉主任主持，高炉工长执行。
1.1休风前的准备工作1.1.1由高炉主任提出，厂长批准，并取得公司生产部同意。
1.1.2休风前联系厂调度室、鼓风机、TRT、热风炉、卷称、原料主控室、喷煤主控室。
1.1.3出净渣铁。
1.1.4检查风口、渣口、冷却壁等冷却设备，如果发现损坏要适当的闭水，并准备更换。
1.2休风程序1.2.1炉顶各部位通氮气正常。
1.2.2炉顶停止打水。
1.2.3停止富氧。
1.2.4停止喷吹。
1.2.5高压转常压、减风到____%。
1.2.6重力除尘器停止打灰。
1.2.7关风温调节阀，停止上料。
1.2.8全开炉顶放散阀，停止上料。
1.2.9热风炉停止燃烧。
1.2.10关煤气切断阀。
1.2.11继续减风、直到最低水平。
1.2.12打开风口视孔盖。
1.2.13高炉发出“休风指令”。
1.2.14关送风热风炉的热风阀、冷风阀，开废气阀放净废气。
1.2.15开倒流阀进行倒流休风。
1.2.16热风炉发出“休风操作完毕信号”。
1.3短期休风的送风1.3.1休风检修项目和任务的完成，插好煤枪。
1.3.2关上风口视孔盖。
1.3.3高炉发出送风指令。
1.3.4关倒流阀停止倒流。
1.3.5开送风热风炉的冷风阀、热风阀，同时关上废气阀。
1.3.6热风炉发出“送风操作完毕”信号。
1.3.7逐渐关放风阀回风。
1.3.8开冷风大闸及风温调节阀。
1.3.9通知公司总调送煤气。
1.3.10开煤气切断阀。
1.3.11关炉顶放散阀。
1.3.12高炉视炉况转入正常操作。
1.3.13联系公司总调热风炉点炉。
1.4短期休风、送风的注意事项1.4.1为了防止煤气爆炸，必须往炉顶各部通入氮气，在休风期间要保持其炉顶压力为正压。
1.4.2如果休风前高炉悬料，必须将料面坐下来后方可休风。
1.4.3在休风或者炉内低压状态下，禁止除尘器打灰。
1.4.4如果采用富氧冶炼，必须待转入正常生产后方可联系送氧。
高炉大修主要施工方法1、高炉内衬拆除1）、高炉余铁放尽后，用水强制冷却。
2）、拆炉队伍必须在高炉放余铁期间，准备好人员，并且机具到位。
3）、在确定高炉温度下降，没有煤气的情况下，拆除施工人员进入炉内。
4）、炉缸扒渣从风口大套往外清碴，炉身若有余砖，用吊篮站人拆除。
炉底、炉缸炭砖用风镐、大锤、钢钎拆除。
拆除炉渣尽量从风口铁口出来。
2.工艺钢结构制造2.1材料要求1）钢材、焊材和油漆必须有质量证明书，并符合设计文件和有关国家标准的要求，钢材应按业主的要求及有关规定进行复检，严禁使用不合格的材料。
2）钢材应严格按设计文件要求的材质选用材料；所有材料代用必须经设计部门同意后方可使用。
3）钢材表面锈蚀、划痕等缺陷不得超过钢材允许负偏差的1/2，否则严禁使用。
4）焊接材料手工电弧焊各种炉壳的焊接采用E4316焊条，其余均采用E4303焊条。
焊材应满足设计要求及有关规定，并按下表进行烘干。
2.2号料工序1）放样号料前，应认真熟悉施工图纸及有关制造工艺的各项要求，对有疑义的问题及时与有关技术人员联系解决。
2）制作时应使用计量合格的量具，严禁使用未经计量检验合格的测量工具。
为保证号料精度，应采用0.3—0.5M M薄钢板制作样板进行火成的料，号料用划针划线，板材应同时号出质量控制检查线（距切割线50M M）。
3）样板精度偏差：长度、宽度：±0.5M M对角线：±1.0M M孔距：±0.5M M加工样板角度：±20′4）放样号料时应按下列表要求预留切割刨边余量2.3.3焊接施工高炉炉壳等钢结构的焊接采用手工电弧焊。
对高炉炉壳的焊缝应按设计要求进行探伤检查，确保焊接质量。
3.机械设备安装3.1质量标准、检测标准、测试手段、调试验收标准质量标准、检测标准及调试验收标准执行冶金机械设备安装工程施工及验收规范中“通用规定”、“炼铁设备”、“液压、气动和润滑系统”及其它适应于本工程建设内容的验收规范、质量标准、检测标准及调试验收标准。
德国申克高炉炉顶料罐称重系统技术方案一、简介高炉炉顶料罐压力补正的称重技术是申克的一项代表性的技术，在该领域里申克的技术在全球一直处于领导者地位。
高炉炉顶料罐压力补正称重技术广泛应用于无钟炉顶的串罐或并罐的高炉加料系统，通过仪表特殊软件实时将高炉炉顶压力对称重的影响降到最低，实现料罐高压力下的精确重量测量，以实现高炉稳定可靠的重量法布料，可以有效提高高炉的生产效率和冶炼质量。
高炉炉顶料罐压力补正称重系统主要由RTN型高精度称重传感器和带特殊软件的仪表DISOMAT组成。
首先压力变送器将用户的炉顶压力信号送给仪表，由仪表在检测料罐重量信号的同时，根据不同的压力进行实时补偿，将复杂工艺过程中的重量信号稳定地送给炉顶料罐布料控制系统，补偿后的重量信号用于高炉的重量法布料二、工艺参数炉顶正常工作压力MPa;炉顶最大工作压力MPa ;料罐自重：45T料最大重量：72T三、设备清单一套高炉炉顶料罐（并罐）称重系统，包括：3只称重传感器，型号RTN 100t技术参数依据样本BV-D 2019CN传感器工作温度80度，附带12米电缆，传感器精度0.05%，灵敏度2.85mV/V+-2.85uV/V3套特殊设计传感器安装件，型号VPN100T-S技术参数依据样本BVD-2025CN-VPN,含接地螺栓和电缆料罐安装传感器支撑部位与基板的空间高度约为310mm1台DISOMAT TERSUS 智能称重仪表, 型号VEG 20450+VPB+VEA防护等级IP54技术参数依据样本BV-D 2273 CN DISOMAT Tersus预装特殊压力补正软件，我公司仪表采用特殊的炉顶压力补正方法（在整个压力范围内采用趋势性完全补偿），将炉顶压力对料罐的作用力进行实时积算，并对称量结果进行补偿，以满足准确的称量结果，达到现场的布料要求。
含VEA扩展接口卡, 型号VEA 20451，提供模拟量输出4-20mA接口，模拟量输入4-20mA接口含Profibus VPB模块，总线通讯方式为Profibus DP1个智能接线盒，型号VME 21040，DISOBOX PLUS多通道数模转换器，所有传感器的输出信号可分别数字化，每个传感器的测量电压可以随时分别获得。
高炉炉顶均压放散工艺方案优化分析 王小伟，唐恩，范小刚，周强，李菊艳 (中冶南方工程技术有限公司，武汉，430223) 摘要：针对当前高炉炼铁均压放散时，煤气直接对空排放的现状，为了减少煤气排放，降低环境污染，提出了气囊法、引射法和气体替代法等新型炉顶煤气均压放散工艺。以上三种新工艺操作简单，自动化程度高，均能实现煤气的回收利用。但气囊法占地面积大，运行维护成本高，当煤气与通入气囊气体单价比值大于4时，才能获得经济效益；引射法可实现煤气与粉尘的完全回收，具有很好的经济和环保效益，由于需要增加除尘设施和引射器，比较适用于新建高炉；气体替换法可回收绝大部分煤气，却无法避免粉尘的排放，但与传统均压放散工艺相比，仍能获得巨大的经济和环保效益，且固定投资少，操作灵活，不仅适用于新建高炉，也适用于现有高炉。 关键词：均压放散；气囊法；引射法；气体替换法 引言 目前，世界范围内的料罐均压放散工艺基本均采用传统的均压放散技术，即采用半净煤气或净煤气一次均压，氮气二次均压，放散时含粉尘的荒煤气直接对空排放。平均吨铁的荒煤气放散量约为7—9Nm3／tFe，粉尘量为280～400g／tFe。按照我国目前年产铁水6亿吨计算，年煤气排放量高达42～54亿m3，粉尘排放量达16．8～24万吨，除了对环境产生巨大的污染外，还造成大量的资源浪费，是一笔巨大的经济损失，不符合我国钢铁行业节能减排，发展低碳经济的要求。 因此，若能开发出一种新的均压放散技术，杜绝均压放散煤气直接对空放散，既能减轻环境污染，有利于建立环境友好型钢厂，又能回收大量的煤气资源，获得良好的经济效益，具有广阔的市场前景。 2 国内外研究现状 在上世纪七八十年代，前苏联、日本等国即有对均压放散工艺优化的尝试，并投入工业生产[1]。其中，由日本石川岛播磨重工业公司研制成功，在鹿岛厂1号高炉投入使用的均压回收设备，更是获得了日本1980年节能设备优秀项目奖。在国内，上世纪九十年代，当时的重庆钢铁设计院公开了一种利用引射器、文氏管除尘器和脱水器构成的湿法煤气回收系统的专利[2]，鞍山亨通高炉设备工程技术有限公司2010年也公开了一种利用布袋除尘器净化炉顶煤气并回收进入净煤气管网的专利方法[3]。以上国内外各方法虽有不同，但核心思想均为通过一定的方式，将炉顶料罐内的煤气引入净煤气管网，实现煤气的回收。然而，由于各方法均存在一定的缺陷，有的直接将炉顶煤气排入净煤气管网对净煤气造成污染，有的仅局限于湿法除尘，有的无法实现煤气短时间内有效回收，最终均没有推广使用。 本文针对已知各技术存在的特点，提出了气囊法、引射法和气体替换法，对高炉炉顶称量料罐放散的煤气进行有效回收，实现节能减排的目标。 3 方案分析 3．1 气囊法 3．1．1 方案介绍 气囊法是通过将称量料罐内的煤气排入一个钢制密封罐内，达到煤气回收与循环利用之目的，其工艺示意图如图1所示。密封罐内有一个气囊装置，均压时，打开氮气切断阀和均压放散阀，通过氮气罐向密封气囊内输送高压氮气，使密封气囊膨胀，将密封罐内的均压煤气压入炉顶称量料罐，当料罐内压力与高炉内压力一致时，均压完毕。放散时，打开均压放散阀和氮气放散阀，气囊内的氮气通过氮气放散阀排入大气，气囊体积收缩，称量料罐内放散的煤气进入密封罐内，当料罐内的煤气放散至常压时，放散完毕。紧急状况下，可打开事故放散阀，放散煤气。充入密封气囊的气体也可使用不对密封罐造成安全隐患的其它气体。 本文中结合钢铁厂实际以及叙述方便，采用氮气作为充入密封气囊的气体。 气囊法的工艺原理是假定煤气在均压放散过程中无温度变化，根据波义耳定律，料罐中的煤气放散时，等温膨胀进入密封罐内；均压时，往气囊中充入氮气，占据之前放散煤气的体积，从而将煤气再等温压缩进入料罐中。如此，即可实现料罐的均压放散和料罐煤气的回收和循环利用，避免直接排入大气造成污染和资源浪费。 为了确定均压时氮气的用量，须计算出气囊和密封罐的大小。各参数的定义如下： Pg：料罐压力；P：大气压力；Vg：料罐体积；Vn：气囊体积；Vh：回收体积；Vd：消耗氮气体积； 则根据波义耳定律，有： Pg·Vg=P·(Vg+Vh) (1) Pg·Vh=P·Vd (2) 由方程(2)知， Vd=Pg／P·Vh (3) 一般情况下，称量料罐内表压为0．25MPa，即实际压力为0．35MPa，则代入方程(3)中，可知 Vd=3．5Vh 即每次回收过程中，消耗的氮气体积是煤气放散体积的3．5倍。实际上，由于密封罐上部和下部以及回收管路上有一定的体积空间，该部分的气体也需在均压时，被气囊压至与料罐内压力一致，实际所需的气囊体积Vn>Vh，故Vg>3．5Vh，实际设计中，每次消耗的氮气体积至少为回收的煤气体积的4倍。 3．1．2方案评估 由于消耗的氮气量较多，因此运行费用也较高，采用该技术的实际运行费用取决于钢铁厂内的介质结算价格，同样的工艺对有的企业是盈利的，对于有的企业也许就是亏损的。总之，当煤气与通入气囊的气体单价比大于4时，采用该工艺即可实现盈利。 由于称量料罐放散的煤气均进入了密封罐，因此密封罐的体积较大，对于一个有效容积30m3的料罐，回收煤气所需的密封罐尺寸为直径4．2m，高8m，导致体积过大，不适宜置于炉顶平台，除需增加额外的占地面积外，还增加了固定投资。此外，气囊作为易耗品，每次更换也比较麻烦，增加工人作业量。 3．2 引射法 3．2．1 方案介绍 引射法回收煤气的核心思想，也是将称量料罐煤气通过一定的方式引入净煤气管网中，实现煤气的回收利用。该法中，为了使净煤气管网中的净煤气不受料罐煤气的污染，料罐煤气在进入净煤气管网之前，采用布袋除尘器(或电除尘器)除尘；而为了在规定的的时间内将煤气回收完毕，经过除尘的煤气通过引射器的作用，使其快速回收入净煤气管网，达到放散至常压的目的。 该方法的具体回收流程见图2所示，均压放散连接的布袋除尘器与高炉炉顶煤气布袋除尘器系统是并联的。布袋除尘器后串联引射器，引射器入口段包含两个入口，分别为工作管和引射管。工作管通过管道和工作气体连接，引射管通过管道和引射器切断阀与布袋除尘器相连接以接入布袋除尘后的净煤气。
1―高炉本体；2―下料闸；3―称量料罐；4―均压放散管道；5―均压放散切断阀；6―旋风除尘器；7―旋风除尘放散阀；8―半净煤气充压阀；9―氮气充压阀；10―布袋切断阀；11―净煤气放散阀；12―清灰阀；13―布袋除尘器；14―引射器切断阀；15―工作流体切断阀；16―引射器；17―切断阀；18―净煤气管网称量料罐的均压过程与目前传统的均压过程一致，而煤气放散回收过程则分为自然回收和强制回收两步进行。放散时，料罐内的煤气经旋风除尘器粗除尘后，进入布袋除尘器精除尘，由于开始放散时，料罐内的压力相对净煤气管网较高，能自动进入净煤气管网而进行自然回收。当料罐内压力降至50～100kPa时，由于料罐和净煤气管网的压力差减小及阻损等原因，煤气进入净煤气管网的速度减慢，为了在规定的时间内将料罐内煤气降至常压，此时，采取强制回收措施，打开引射器的工作流体切断阀，启动引射器，在高压工作流体的引射作用下，剩余的煤气被快速引射入净煤气管网。当料罐内压力降至常压时，停止引射，结束放散过程。 3．2．2方案评估 该法操作简单，能实现炉顶均压放散煤气的完全回收，带来良好的环保效益。在运行费用方面，由于仅在回收后期采用强制回收，消耗的工作气体较少，运行成本较低，具有良好的经济效益。工作气体可以是高压氮气，高压水蒸汽，也可以是经过净化且未经减压的高炉净煤气。若采用高压氮气或水蒸汽作为引射器工作气源，每次放散过程回收的煤气经济价值要远高于工作气体消耗的支出价值，若采用高压的高炉净煤气作为工作气体，可进一步降低运行费用，获得更大的经济效益。但由于高压净煤气的压力小于高压氮气或水蒸汽，引射所需的时间比采用氮气或水蒸汽等气源要长，因而会延长整个放散过程回收时间。氮气与水蒸汽相比，水蒸汽价格较低，但由于煤气中含有氯离子，会对引射器等造成腐蚀。因此，高压净煤气、氮气、水蒸汽三者各有优劣，厂家结合实际可综合考虑后选择合适的引射器工作气源。 在固定投资上，由于增加了除尘器系统和引射器，该法与传统均压放散方法相比，会增加部分固定投资，但考虑到回收煤气带来的经济效益，增加的固定投资约半年左右即可收回。 由于引射法引入了除尘器系统和引射器，需要占用额外的总图布置，不大适用于现有高炉，但该法具有完全回收炉顶均压放散煤气的优势，杜绝了煤气和粉尘的直接排放，具有优越的经济效益和环保效益，在新建高炉上，具有广阔的应用前景。 3．3气体替换法 气体替换法的思路是直接向料罐内通入对大气无污染的清洁气体，放散时，以清洁气体的排放替代煤气的排放，实现节能减排的目的。此处清洁气体的标准为对大气无污染且不与高炉煤气发生反应，不带来安全隐患。本方法中，为了叙述方便，且考虑钢铁厂生产实际，以氮气作为清洁气体。 3．3．1氮气吹扫法 以气体替代法的思路为出发点，首先提出了氮气吹扫法，即在传统的均压及下料结束后，料罐内充满了与高炉内压力相等的煤气，此时，保持下料闸的开启状态，向料罐内通入高压氮气，使料罐内的煤气在氮气的吹扫下，重新被吹入高炉内。当料罐内的氮气浓度达到设定的浓度时(如80％以上)，关闭下料闸和下密阀，停止通入氮气，料罐内的气体经旋风除尘器除尘后排入大气中。 为了验证该方案效果，通过Ansys软件进行了模拟分析。设称量料罐的有效容积为100m3，压力为0．22MPa，通入氮气的管道直径为DN500，流速为70m／s，通氮气时间为20秒。为了简化计算过程，设定高炉煤气的成分(体积百分数)为N2：55％，CO：25％，CO2：20％，相应的质量百分数分别为：N2：49．4％，CO：22．4％，CO2：28．2％。模拟分析结果见图3所示。
表1为根据图3的结果，得到的不同时刻通入N2量及称量料罐内N2的体积浓度。从表1中可以看出，随着氮气的通入，料罐内的氮气含量进一步增多，煤气被逐渐吹入高炉内，在10秒时，称量料罐内绝大部分已经为氮气了。 实验中，还模拟了其它因素对吹扫效果的影响，结果发现除了通入氮气量对吹扫效果起决定性影响外，其它诸如氮气吹扫方式、氮气流速等对吹扫效果的影响几乎都可忽略。 从表1还可以发现，随着通入氮气的增多，氮气的吹扫效果也急剧下降，因此，考虑经济性原因，当料罐内煤气量降到一定程度后，不宜再进一步通过吹入更多氮气来降低料罐内
