專(zhuān)利名稱(chēng)：用于燃燒來(lái)自排氣閥的高爐廢氣的設(shè)備以及相應(yīng)的排氣閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及高爐排氣閥(bleeder valve，放散閥)，且更具體地，涉及一種能夠使通過(guò)排氣閥排放的高爐廢氣的有害成分燃燒的設(shè)備。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代高爐被設(shè)計(jì)為在高于大氣壓1-3巴范圍內(nèi)的額定爐壓下運(yùn)行。為了保護(hù)爐子及其輔助設(shè)備不經(jīng)受任何突然的氣壓激增，典型地在高爐的頂部處設(shè)置排氣閥。例如由于在裝料中的滑動(dòng)或掛料，或者由于鼓風(fēng)機(jī)操作或壓力調(diào)節(jié)中的問(wèn)題而導(dǎo)致這種壓力激增。 因此，排氣閥用作在特定閥值時(shí)開(kāi)啟以釋放過(guò)度壓力的安全減壓閥。在典型的高爐裝置中，在爐子頂部設(shè)置兩個(gè)排氣閥，每個(gè)排氣閥位于相應(yīng)排氣管的上端，排氣管從一對(duì)上風(fēng)煙道(uptake)的最高點(diǎn)向上升起并與該最高點(diǎn)連接。上風(fēng)煙道是這樣的管道，高爐氣體從這些管道處回收以便進(jìn)一步從高爐爐頭(top cone)利用。上風(fēng)煙道通常在爐子裝料裝置的上方連接，每個(gè)上風(fēng)煙道均連接至所謂的降氣管，高爐氣體穿過(guò)該降氣管下降至處理裝置?？梢詫⒁粋€(gè)附加的排氣閥連接至次級(jí)高爐氣體清潔裝置，例如，連接至洗滌器。取決于設(shè)計(jì)，可自動(dòng)地操作以及手動(dòng)地操作排氣閥。一些排氣閥通過(guò)壓力管線而液壓或氣動(dòng)地操作，該壓力管線在過(guò)壓情況下導(dǎo)致閥開(kāi)啟。通常地，后一類(lèi)型也允許手動(dòng)開(kāi)啟閥，例如，在爐子停機(jī)的情況下。另一類(lèi)型排氣閥通常用配重平衡或被彈簧偏壓，以便當(dāng)壓力明顯超過(guò)正常工作壓力時(shí)，排氣閥將不需要外力便可開(kāi)啟。由PAUL WURTH研制的改進(jìn)的排氣閥設(shè)計(jì)(通常被稱(chēng)為“咖啡壺”排氣閥)結(jié)合了上述兩種功能，即利用外力的受控完全開(kāi)啟、以及由抵抗彈性偏壓力的爐子壓力的動(dòng)作獨(dú)立緊急開(kāi)啟。在美國(guó)專(zhuān)利 No. 3，382，436,3, 601，357和4，158，367中披露了這種類(lèi)型的排氣閥的實(shí)例。在國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)No. WO 2007/090747中披露了具有改進(jìn)設(shè)計(jì)的閉塞器(obturator)的“咖啡壺”排氣閥。 不管其設(shè)計(jì)如何，這些排氣閥通常被構(gòu)造為將高爐廢氣排放至大氣中。在傳統(tǒng)的過(guò)程中，高爐氣體典型地包含大約45-55%的N2、大約15_25%的CO、大約15-25%的(X)2以及大約1-10%的H2。在特定環(huán)境下以及取決于過(guò)程，一氧化碳的體積分?jǐn)?shù)可能變得大于25 %，而氫氣的體積分?jǐn)?shù)可能變得大于10 %，例如，在注入天然氣的高爐中，H2的體積分?jǐn)?shù)會(huì)達(dá)到15%。由于CO毒性非常大，并且由于⑶和氏都非常易燃，所以將高爐廢氣排放至大氣中是危險(xiǎn)的。事實(shí)上，通過(guò)排氣閥排放的廢氣有時(shí)會(huì)點(diǎn)燃，例如，由于通過(guò)排氣閥排出的爐料的熾熱碎片而點(diǎn)燃，從而導(dǎo)致數(shù)米長(zhǎng)的迅速蔓延的火焰。在少數(shù)的情況下，在爐子上方會(huì)產(chǎn)生爆炸云，并導(dǎo)致爆燃爆炸。除了造成涉及不可控的燃燒和中毒的危險(xiǎn)以外，通過(guò)排氣閥排放的廢氣明顯會(huì)造成污染。盡管在爐子的正常工作條件下排氣閥會(huì)關(guān)閉，但是每當(dāng)排氣閥開(kāi)啟時(shí)，相當(dāng)數(shù)量的有害高爐廢氣會(huì)排放至大氣中。此外，在異常的高爐操作的情況下，排氣閥每天可能開(kāi)啟若干次。即使是在過(guò)程穩(wěn)定的情況下，每年也可能排放若干次氣體。因此，需要消除或至少減少由排氣閥排出的高爐廢氣所導(dǎo)致的危險(xiǎn)。
圖1示出了根據(jù)日本專(zhuān)利申請(qǐng)No. 54107806的設(shè)備，其旨在通過(guò)燃燒廢氣而使從排氣管排出的高爐廢氣變得無(wú)害。如圖1所示，若干個(gè)排氣閥2的出口連接至共用的收集管 3，該收集管將廢氣導(dǎo)入燃燒室4。通過(guò)管線5將含碳?xì)怏w供應(yīng)至燃燒室4，以便在高爐廢氣排放至大氣中之前在燃燒室4中將其完全燃燒。此設(shè)備具有包含了滅火器的安全裝置，用于避免從燃燒室4進(jìn)入爐子內(nèi)的火焰回燃。為此目的，在收集管3中設(shè)置有壓力傳感器7。 當(dāng)收集管3中檢測(cè)到的壓力變?yōu)椤柏?fù)”時(shí)，控制器8關(guān)閉碳化氣供應(yīng)管線中的閥10，并開(kāi)啟閥11以將滅火蒸汽(fire-fighting steam)注入收集管3內(nèi)。當(dāng)檢測(cè)到“正”壓力時(shí)，即， 當(dāng)廢氣通過(guò)排氣閥2排放時(shí)，蒸汽閥11關(guān)閉，而碳化氣閥10開(kāi)啟，以便能夠由布置在燃燒室4中的點(diǎn)火裝置6來(lái)點(diǎn)燃燃燒室4中廢氣的燃燒。如將理解的，根據(jù)JP 54107806的設(shè)備相當(dāng)復(fù)雜，并具有相當(dāng)高的安裝成本，尤其是如果將其適用于現(xiàn)代的高壓高爐設(shè)施(Plant)時(shí)更是如此。事實(shí)上，被設(shè)計(jì)用來(lái)收集排氣閥廢氣的收集管(如JPM107806所提出的)必須具有非常堅(jiān)固的構(gòu)造和支撐結(jié)構(gòu)，以承受由排氣閥流出物(在現(xiàn)代高爐中，此流出物可能達(dá)到超音速)所產(chǎn)生的非常大的力、高溫以及由于含有灰塵所引起的磨損。因此，這種設(shè)備在現(xiàn)代高爐設(shè)施中是否切實(shí)可行尚是疑問(wèn)。在美國(guó)專(zhuān)利No. 3，907，261中披露了一種用于燃燒高爐中廢氣的另一裝置。與前述現(xiàn)有技術(shù)相反，該裝置不涉及排氣閥，而是涉及安裝在高爐的降氣管上的吹掉排放閥。這樣的閥(通常稱(chēng)作“關(guān)閉排放帽(shut-down discharge hat)”)是在爐子關(guān)閉期間使用， 以釋放在關(guān)閉期間產(chǎn)生的相對(duì)較低量的爐頂氣。US 3，907，沈的閥包括向內(nèi)打開(kāi)至閥殼體的閥瓣以及當(dāng)閥瓣打開(kāi)時(shí)軸向插入閥殼體內(nèi)的管狀件。該管狀件保護(hù)閥瓣和閥座免于直接暴露于高爐氣體。該管狀件能夠裝配有燃燒裝置，該燃燒裝置包括在管狀件上的管狀延伸部和同軸外套。該延伸部和外套限定了燃燒室，該燃燒室在其下端開(kāi)放以便允許充足的空氣進(jìn)入以支持燃燒。該燃燒裝置進(jìn)一步包括點(diǎn)火器和注射噴嘴，該點(diǎn)火器固定至外套并且延伸進(jìn)入燃燒室，該注射噴嘴同軸地布置在管狀延伸部的內(nèi)部以便注入液體或者氣體燃料。如將理解的，根據(jù)US 3，907，沈的具有燃燒裝置的關(guān)閉排放帽不適合于用作用于預(yù)防爆炸的排氣閥。除了別的以外，其向內(nèi)打開(kāi)的構(gòu)造阻止了在爐子運(yùn)行期間對(duì)忽然過(guò)高壓力的可靠減緩。技術(shù)問(wèn)題鑒于上述內(nèi)容，本實(shí)用新型的第一目的是，提供一種簡(jiǎn)化且成本更低的用于燃燒來(lái)自排氣閥的高爐廢氣的設(shè)備以及相應(yīng)的排氣閥。通過(guò)權(quán)利要求1中所要求的設(shè)備和權(quán)利要求16中所要求的排氣閥來(lái)實(shí)現(xiàn)此目的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明提出了這樣一種設(shè)備，其包括排氣閥和被構(gòu)造用來(lái)引起由該排氣閥排放的高爐廢氣燃燒的器械。以典型的方式，排氣閥包括固定的空心閥本體和可移動(dòng)的閉塞器。閥本體限定了入口和出口，并具有閥座，閉塞器與閥座配合以便密封閉合排氣閥。閉塞器可以通過(guò)任何適當(dāng)?shù)难b置移動(dòng)至開(kāi)啟位置，用于通過(guò)出口排放高爐廢氣。不論開(kāi)啟位置是由致動(dòng)器設(shè)定的受控位置或是由過(guò)高壓力的動(dòng)作到達(dá)的非受控減緩位置，根據(jù)本發(fā)明的排氣閥典型地并且優(yōu)選地被構(gòu)造成使得閉塞器向外開(kāi)啟，即，使得爐子壓力在開(kāi)啟方向
6上向閉塞器施加力。根據(jù)本發(fā)明，用于引起燃燒的器械包括點(diǎn)火裝置，該點(diǎn)火裝置布置在閥本體上或可移動(dòng)閉塞器上，或者靠近閥本體或閉塞器。根據(jù)一個(gè)重要方面，將點(diǎn)火裝置布置成使得其空間點(diǎn)火范圍永久地或暫時(shí)地位于這樣的區(qū)域中，即通過(guò)出口排放的高爐廢氣與周?chē)諝庀嗷旌系膮^(qū)域。典型組成的高爐廢氣具有足夠高的熱值，以便在存在適當(dāng)量氧氣的情況下， 用合適的裝置點(diǎn)燃廢氣時(shí)其能夠燃燒。因此，通過(guò)在如上所述的適當(dāng)選定的區(qū)域中點(diǎn)火，可將廢氣在下游且靠近出口處被點(diǎn)燃。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，該器械被構(gòu)造成使得廢氣在出口的下游直接排放至周?chē)諝庵校瑥亩?，所排放的廢氣在每個(gè)排氣閥位置處及上方發(fā)生露天(open-air)燃燒。傳統(tǒng)地，在排氣平臺(tái)(bleeder platform)上以及在布置于其上的高爐排氣裝置之上，可獲得一個(gè)不受限的安全空間，在操作過(guò)程中典型地禁止接近該安全空間。因此，與前述現(xiàn)有技術(shù)的用于燃燒高爐廢氣的解決方案相反，本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)在于避免用于提供專(zhuān)用燃燒室的昂貴結(jié)構(gòu)措施。替代地，本發(fā)明提出廢氣的露天燃燒。如將理解的，排氣閥的組成部件被固有地設(shè)計(jì)為能夠承受高爐廢氣的高溫，從而除了提供合適的點(diǎn)火裝置以外，通過(guò)在非限制的開(kāi)放空間中露天燃燒使廢氣在排氣閥上直接燃燒幾乎不需要額外的措施。如將了解的，本發(fā)明因此提供了一種節(jié)省成本而可靠的方案，其能夠使CO和H2足夠完全并且受控的燃燒，以便消除前述的與這些組成物的排放有關(guān)的危險(xiǎn)。本發(fā)明還涉及根據(jù)所附獨(dú)立權(quán)利要求17限定的相應(yīng)構(gòu)造的排氣閥。本發(fā)明在所附從屬權(quán)利要求2-16和18-19中還限定了其他優(yōu)選實(shí)施例。


從隨后參照附圖對(duì)幾個(gè)非限制性實(shí)施例的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的其他細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見(jiàn)，在附圖中圖1是現(xiàn)有技術(shù)的用于燃燒來(lái)自排氣閥的高爐廢氣的設(shè)備的局部剖視圖；圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的用于燃燒來(lái)自排氣閥的高爐廢氣的第一設(shè)備的側(cè)視和局部剖視圖；圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明的用于燃燒來(lái)自排氣閥的高爐廢氣的第二設(shè)備的側(cè)視和局部剖視圖；圖4A和圖4B是示出了根據(jù)本發(fā)明的用于燃燒來(lái)自排氣閥的高爐廢氣的第三設(shè)備的側(cè)視圖和俯視圖；圖5A和圖5B是示出了根據(jù)本發(fā)明的用于燃燒來(lái)自排氣閥的高爐廢氣的第四設(shè)備的側(cè)視圖和俯視圖；圖6A和圖6B是示出了根據(jù)本發(fā)明的用于燃燒來(lái)自排氣閥的高爐廢氣的第五設(shè)備的側(cè)視圖和俯視圖。從圖2至圖6B，用相同的參考標(biāo)號(hào)指示相似或相同的元件。
具體實(shí)施例方式圖2至圖6B示出了高爐排氣閥20，其包括空心閥本體22和可移動(dòng)翼型閉塞器24。閥本體22限定了出口沈并具有一閥座(未示出)，該閥座與閉塞器M配合，用于密封閉合排氣閥20。在典型的構(gòu)造中，閥本體22具有管狀套筒的形狀，并且在其下端處設(shè)置有安裝法蘭，以用于將排氣閥20固定地緊固至排氣管(未示出)的上端法蘭。如將理解的，支承排氣閥20的排氣管典型地連接至一個(gè)或多個(gè)上風(fēng)煙道(例如，一對(duì)接合的高爐上風(fēng)煙道) 的上端區(qū)域?？商鎿Q地，其可與連接至高爐廢氣洗氣塔的減壓管連通。典型的高爐設(shè)施具有若干個(gè)布置在位于爐子上方的排氣平臺(tái)上的排氣閥20，排氣管通向這些排氣閥以在過(guò)壓的情況下排出高爐廢氣。在WO 2007/090747中披露的已知方式中，閉塞器M與設(shè)置有液壓致動(dòng)器的致動(dòng)機(jī)構(gòu)觀連接，用于將閉塞器從閥座上的關(guān)閉位置移動(dòng)至遠(yuǎn)離閥座的受控第一開(kāi)啟位置，如圖2-圖3以及圖4A、5A和6A中的虛線所示。當(dāng)致動(dòng)機(jī)構(gòu)28運(yùn)行時(shí)，例如在諸如吹入或吹出的長(zhǎng)期過(guò)程的情況下，高爐廢氣通過(guò)出口沈以可控的方式排放。此外，排氣閥20包括帶有偏壓盤(pán)簧的安全裝置(safety contrivance) 30，在關(guān)閉位置中，該偏壓盤(pán)簧將閉塞器M 推壓而抵靠在閥座上。當(dāng)排氣管內(nèi)部的壓力(即空心閥本體22內(nèi)部的壓力)超過(guò)容許值 (通過(guò)調(diào)節(jié)由安全裝置30施加的偏壓力而設(shè)置該值)時(shí)，安全裝置30允許閉塞器M緊急開(kāi)啟，從而進(jìn)入第二緊急開(kāi)啟位置。緊急開(kāi)啟通常發(fā)生在快速且較高的壓力峰值的情況下， 由于壓力施加的力超過(guò)了安全裝置30的偏壓力，閉塞器M轉(zhuǎn)換至其位于出口沈上方幾十毫米處的第二開(kāi)啟位置。如圖2-3中所示，為了確保其緊急開(kāi)啟功能，排氣閥20被構(gòu)造成使得閉塞器M向外開(kāi)啟，即，使得爐子壓力向閉塞器施加開(kāi)啟力，推動(dòng)其遠(yuǎn)離其閥座。致動(dòng)機(jī)構(gòu)觀的其他細(xì)節(jié)(這同樣不是本發(fā)明的目的)見(jiàn)于WO 2007/090747，其所披露的內(nèi)容以參考方式結(jié)合于此。然而，如將理解的，閉塞器M可以連接至允許過(guò)高壓力的受控減小和 /或緊急減小的任何其他合適類(lèi)型的致動(dòng)機(jī)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明，圖2至圖6B的排氣閥20形成了用于燃燒由該排氣閥20排放的高爐廢氣的設(shè)備的一部分。在圖2的實(shí)施例中，排氣閥20包括帶有點(diǎn)火火焰噴嘴32的點(diǎn)火裝置，該點(diǎn)火火焰噴嘴是嵌入式的(sunk-in)，即同心地埋入閉塞器M中。點(diǎn)火火焰噴嘴32被構(gòu)造為提供從閉塞器M的中心朝著閥本體22的軸線伸出的點(diǎn)火火焰。點(diǎn)火火焰噴嘴32連接至氣體供應(yīng)管道34，該氣體供應(yīng)管道將富碳?xì)怏w(例如，天然氣、堿性氧氣轉(zhuǎn)爐氣體或焦?fàn)t煤氣)和高壓空氣或氧氣的混合物從遠(yuǎn)程氣源供應(yīng)至噴嘴32。如將理解的，當(dāng)閉塞器對(duì)從關(guān)閉位置移動(dòng)至第一受控開(kāi)啟位置時(shí)(見(jiàn)虛線)，點(diǎn)火火焰噴嘴32的空間點(diǎn)火范圍經(jīng)過(guò)這樣一個(gè)區(qū)域，即高爐廢氣與周?chē)諝庀嗷旌弦孕纬煽扇蓟旌衔锏膮^(qū)域。此外，或替代地，點(diǎn)火火焰噴嘴32被構(gòu)造為形成足夠長(zhǎng)的點(diǎn)火火焰，以便當(dāng)閉塞器處于第一開(kāi)啟位置時(shí)，火焰到達(dá)出口 26上方的廢氣的主流路徑的圓柱形包圍層中，由此，在閉塞器到達(dá)第一開(kāi)啟位置，即受控開(kāi)啟位置之后，火焰就經(jīng)過(guò)通過(guò)出口排放的高爐廢氣與周?chē)諝庀嗷旌系膮^(qū)域。因此，點(diǎn)火火焰噴嘴32提供了點(diǎn)燃由排氣閥20排放至周?chē)諝庵械母郀t廢氣的露天燃燒的火焰。換言之，高爐廢氣在非限制的空間內(nèi)燃燒，而非在專(zhuān)用燃燒室中燃燒。如圖2所進(jìn)一步看出的， 氣體供應(yīng)管道34被布置成在機(jī)構(gòu)觀的支撐臂的內(nèi)部以及在閉塞器M的內(nèi)部經(jīng)過(guò)，以便受保護(hù)而遠(yuǎn)離這種燃燒的影響。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的第二設(shè)備，其中，若干個(gè)點(diǎn)火火焰噴嘴38以規(guī)則的間隔在閉塞器M的外圍中延徑向且向下傾斜的方向嵌入。點(diǎn)火火焰噴嘴38被構(gòu)造為形成了這樣的點(diǎn)火火焰火焰被徑向引導(dǎo)遠(yuǎn)離閉塞器M并在該閉塞器的關(guān)閉方向上向下傾斜。如圖2所示，用于噴嘴38的氣體供應(yīng)管道34也被布置成在機(jī)構(gòu)觀的支撐臂的內(nèi)部以及閉塞器M的內(nèi)部經(jīng)過(guò)。然而，與圖2的實(shí)施例相反，圖3的設(shè)備使廢氣能在排氣閥20緊急開(kāi)啟 (即當(dāng)閉塞器M位于在出口沈上方較小距離處的非受控緊急位置中時(shí))的情況下燃燒。 事實(shí)上，當(dāng)閉塞器M處于圖3實(shí)施例中的此第二開(kāi)啟位置時(shí)，點(diǎn)火火焰噴嘴38的點(diǎn)火范圍位于出口沈下游處排放的高爐廢氣與周?chē)諝庀嗷旌系膮^(qū)域中。然而，如將理解的，根據(jù)本發(fā)明的排氣閥20可以設(shè)置有根據(jù)圖3的點(diǎn)火火焰噴嘴38和根據(jù)圖2或圖3的點(diǎn)火火焰噴嘴32、38的組合，以允許在閉塞器M的受控和非受控開(kāi)啟位置中都實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火。仍需要注意的是，圖2及圖3的實(shí)施例中的點(diǎn)火裝置進(jìn)一步包括用于使每個(gè)點(diǎn)火火焰噴嘴32、32、38 的點(diǎn)火火焰點(diǎn)火的適合的部件，該部件優(yōu)選地也嵌入閉塞器M中。優(yōu)選地，這種部件是非?？焖僮饔?fast-acting)的電點(diǎn)火器，例如火花塞類(lèi)型的點(diǎn)火器。圖4A和圖4B示出了第三設(shè)備，其中，點(diǎn)火裝置包括若干個(gè)點(diǎn)火火焰噴槍 (lance)40，這些噴槍利用橫向地位于閥本體22的外圍上的安裝肋而進(jìn)行安裝。這些點(diǎn)火火焰噴槍40以規(guī)則間隔安裝，并且它們的上端位于出口沈下方。與前面的實(shí)施例一樣， 每個(gè)點(diǎn)火火焰噴槍40均連接至適當(dāng)?shù)娜紵龤怏w供應(yīng)管線(未示出)，并且設(shè)置有相關(guān)聯(lián)的 (優(yōu)選地，快速作用的)、用于在要求時(shí)使點(diǎn)火火焰點(diǎn)火的點(diǎn)火部件。如圖4A所示，這些點(diǎn)火火焰噴槍40被構(gòu)造為提供了朝著廢氣流出物(即，沿流出方向向上并且朝著閥本體22 的中心軸線徑向向內(nèi))被引導(dǎo)的點(diǎn)火火焰，從而點(diǎn)火火焰進(jìn)入或穿過(guò)排放的高爐廢氣與周?chē)諝庀嗷旌系耐牧鲄^(qū)域。為了保護(hù)不受排放廢氣的沖擊力，點(diǎn)火火焰噴槍40布置在排放廢氣的“風(fēng)影(wind-shadow) ”中，S卩，以便當(dāng)閉塞器M處于第一開(kāi)啟位置或者處于第二開(kāi)啟位置中時(shí)，這些點(diǎn)火火焰噴槍避開(kāi)排放至周?chē)諝庵袕U氣流出物。圖5A和圖5B示出了第四設(shè)備，其與前述的實(shí)施例不同之處主要在于，點(diǎn)火裝置不是包括點(diǎn)火火焰噴槍?zhuān)前ㄈ舾蓚€(gè)安裝在閥本體22的外圍上的電火花點(diǎn)火器42，例如，高壓線圈點(diǎn)火器。每個(gè)電火花點(diǎn)火器42均被構(gòu)造為將其點(diǎn)火火花朝著廢氣流出物引導(dǎo)，從而，其點(diǎn)火火花位于廢氣與周?chē)諝庀嗷旌系目牲c(diǎn)火區(qū)域內(nèi)。如將理解的，圖5A和圖 5B的點(diǎn)火裝置不需要任何附加的用于引起高爐廢氣燃燒的氣體供應(yīng)管線。圖6A和圖6B示出了第五實(shí)施例，其與前述的圖5A及圖5B的設(shè)備不同之處主要在于，點(diǎn)火裝置不是包括電火花點(diǎn)火器，而是包括若干個(gè)等離子噴燈(plasma torch)44，這些等離子噴燈連接至合適的供應(yīng)管線并位于上述出口 26下方的若干個(gè)。因此，這些等離子噴燈44也布置在“風(fēng)影”中，并產(chǎn)生朝著廢氣流出物被引導(dǎo)的等離子流，并且其穿過(guò)廢氣與周?chē)諝庀嗷旌系耐牧鲄^(qū)域。用于分別布置根據(jù)圖4A及圖4B、圖5A及圖5B或圖6A及圖6B的點(diǎn)火火焰噴槍 40、火花點(diǎn)火器42或等離子噴燈44，以使它們避開(kāi)廢氣流出物的適當(dāng)位置，取決于實(shí)際的閥構(gòu)造，并且可由技術(shù)人員容易地確定。如將理解的，避開(kāi)了廢氣的區(qū)域(“風(fēng)影”)，不代表絕對(duì)的平靜，而是表示一個(gè)較低流速的區(qū)域，其中的流速足夠低從而能夠安全地避免對(duì)各個(gè)點(diǎn)火裝置的伸出部件的破壞。為此目的，計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算的流體動(dòng)力學(xué)可用來(lái)判斷受控和/或緊急開(kāi)啟的廢氣速度場(chǎng)，并用來(lái)選擇沖擊推力和磨損都足夠小的區(qū)域。盡管未在附圖中示出，但是將理解的是，點(diǎn)火裝置優(yōu)選地包括連接至一個(gè)或多個(gè)傳感器以檢測(cè)閉塞器M的運(yùn)動(dòng)的控制器。根據(jù)實(shí)施例，控制器被構(gòu)造為當(dāng)檢測(cè)到閉塞器對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，其或者啟動(dòng)與點(diǎn)火火焰噴嘴32、32、38或與點(diǎn)火火焰噴槍40相關(guān)聯(lián)的點(diǎn)火部件， 或者啟動(dòng)火花點(diǎn)火器42或等離子噴燈44。當(dāng)使用根據(jù)W02007/090747的機(jī)構(gòu)觀時(shí)，后者優(yōu)選地裝配有分別用于檢測(cè)進(jìn)入第一開(kāi)啟位置和第二開(kāi)啟位置的運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)傳感器。為此目的，機(jī)構(gòu)觀可裝配有第一編碼器，被設(shè)置成檢測(cè)支撐臂(閉塞器M安裝于其上)的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；以及第二編碼器，被設(shè)置成測(cè)量逆著安全裝置30內(nèi)的偏壓彈簧的位移。當(dāng)提供點(diǎn)火裝置的按需啟動(dòng)時(shí)，優(yōu)選地，使用快速可點(diǎn)火部件(例如火花點(diǎn)火器)以將未燃?xì)怏w的排放減到最小。替代地，或附加地，可使用引燃火焰型的點(diǎn)火裝置，即提供持久(permanent) 點(diǎn)火源的裝置。不管點(diǎn)火裝置是布置在閥本體20上或是可移動(dòng)閉塞器M上，上述實(shí)施例中的每一個(gè)均被構(gòu)造成使得當(dāng)閉塞器M處于其第一開(kāi)啟位置和/或第二開(kāi)啟位置時(shí)，點(diǎn)火范圍位于(至少暫時(shí)地)出口的下游的湍流區(qū)域中，在該湍流區(qū)域處，通過(guò)出口排放的高爐廢氣與周?chē)諝饣旌弦孕纬煽扇蓟旌衔?。這個(gè)區(qū)域也可由技術(shù)人員容易地確定，例如，基于旨在確定排氣閥附近的可點(diǎn)火區(qū)域的計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算的流體動(dòng)力學(xué)確定。如將理解的，并且與圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備相反的，圖2至圖6的設(shè)備均被構(gòu)造為用于直接在排氣閥20上方(即典型地在排氣平臺(tái)上可獲得的自由且不受限的空間中) 引起排放至周?chē)諝庵械母郀t廢氣的露天燃燒。換句話說(shuō)，利用根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備，除了其他部件以外，也不需要圖1的現(xiàn)有技術(shù)解決方案中使用的成本高的收集管和附加的燃燒室。此外，圖2至圖6的設(shè)備被構(gòu)造為分別在每個(gè)排氣閥20處引起燃燒，從而，單個(gè)點(diǎn)火裝置的故障不會(huì)導(dǎo)致從所有排氣閥的不受控有害排放。如將理解的，雖然在排氣閥本體22上或在閉塞器M上設(shè)置點(diǎn)火裝置實(shí)現(xiàn)了一個(gè)緊湊的排氣閥單元，但是這些點(diǎn)火裝置也可靠近排氣閥本體或閉塞器而安裝，只要點(diǎn)火范圍與前述的廢氣和氧氣混合物的區(qū)域相接觸即可。最后，仍需注意的是，設(shè)置有根據(jù)圖2至圖6的任何設(shè)備的點(diǎn)火裝置的組合的排氣閥，也包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。特別優(yōu)選的實(shí)施例包括根據(jù)圖5A及圖5B的、用于確保在閉塞器M的緊急位置中點(diǎn)火的電火花點(diǎn)火器，以及根據(jù)圖2或圖4A及圖4B的、用于確保在閉塞器M的受控開(kāi)啟位置中點(diǎn)火的火焰噴嘴或火焰噴槍。附圖標(biāo)記(圖2-圖6B)
20排氣閥
22閥本體
24閉塞器
26出口
28致動(dòng)機(jī)構(gòu)
30安全裝置
32 ；38點(diǎn)火火焰噴嘴
34氣體供應(yīng)管道
40點(diǎn)火火焰噴槍
42電火花點(diǎn)火器
44等離子噴燈。
權(quán)利要求
1.一種用于燃燒來(lái)自排氣閥的高爐廢氣的設(shè)備，所述設(shè)備包括排氣閥，具有固定的空心閥本體，限定一出口并具有閥座；以及可移動(dòng)閉塞器，與所述閥座配合以關(guān)閉所述排氣閥，并且可移動(dòng)至開(kāi)啟位置以通過(guò)所述出口排放高爐廢氣，具體是向外可移動(dòng)；被構(gòu)造用于引起由所述排氣閥排放的高爐廢氣燃燒的器械；其特征在于，所述器械包括點(diǎn)火裝置，所述點(diǎn)火裝置布置在所述閥本體上或所述可移動(dòng)閉塞器上，或者靠近所述閥本體或所述可移動(dòng)閉塞器；并且當(dāng)所述閉塞器處于開(kāi)啟位置時(shí)，所述點(diǎn)火裝置的點(diǎn)火范圍位于所述出口的下游并處于通過(guò)所述出口排放的高爐廢氣與周?chē)諝庀嗷旌系膮^(qū)域中；并且所述器械被構(gòu)造用于引起由所述排氣閥排放至周?chē)諝庵械母郀t廢氣的露天燃Jyti ο
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述點(diǎn)火裝置安裝在所述閥本體上或所述可移動(dòng)閉塞器上，以便嵌入所述閥本體中或所述可移動(dòng)閉塞器中；或者，以便當(dāng)所述閉塞器處于開(kāi)啟位置時(shí)，所述點(diǎn)火裝置避開(kāi)排放至周?chē)諝獾膹U氣流出物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其特征在于，所述點(diǎn)火裝置包括連接至至少一個(gè)傳感器的控制器，所述傳感器被設(shè)置為檢測(cè)所述閉塞器的運(yùn)動(dòng)，并被構(gòu)造為當(dāng)所述閉塞器移動(dòng)至開(kāi)啟位置時(shí)啟動(dòng)所述點(diǎn)火裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的設(shè)備，其特征在于，所述點(diǎn)火裝置包括安裝在所述可移動(dòng)閉塞器上的至少一個(gè)點(diǎn)火火焰噴嘴，以便當(dāng)所述閉塞器處于開(kāi)啟位置時(shí)將點(diǎn)火火焰朝著排放至周?chē)諝獾膹U氣流出物引導(dǎo)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征在于，所述至少一個(gè)點(diǎn)火火焰噴嘴嵌入在所述可移動(dòng)閉塞器中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述點(diǎn)火裝置包括安裝在所述閥本體的外圍上的至少一個(gè)點(diǎn)火火焰噴槍?zhuān)员惝?dāng)所述閉塞器處于開(kāi)啟位置時(shí)將點(diǎn)火火焰朝著排放至周?chē)諝獾膹U氣流出物引導(dǎo)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，所述點(diǎn)火火焰噴槍被安裝成當(dāng)所述閉塞器處于開(kāi)啟位置時(shí)，所述點(diǎn)火火焰噴槍避開(kāi)排放至周?chē)諝獾膹U氣流出物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述點(diǎn)火裝置包括安裝在所述閥本體的外圍上的多個(gè)電火花點(diǎn)火器，以便當(dāng)所述閉塞器處于開(kāi)啟位置時(shí)將點(diǎn)火火花朝著排放至周?chē)諝獾膹U氣流出物引導(dǎo)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于，所述電火花點(diǎn)火器被安裝成當(dāng)所述閉塞器處于開(kāi)啟位置時(shí)，所述電火花點(diǎn)火器避開(kāi)排放至周?chē)諝獾膹U氣流出物。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述點(diǎn)火裝置包括安裝在所述閥本體的外圍上的多個(gè)等離子噴燈，以便當(dāng)所述閉塞器處于開(kāi)啟位置時(shí)將等離子流朝著排放至周?chē)諝獾膹U氣流出物引導(dǎo)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于，所述等離子噴燈被安裝成當(dāng)所述閉塞器處于開(kāi)啟位置時(shí)，所述等離子噴燈避開(kāi)排放至周?chē)諝獾膹U氣流出物。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述排氣閥進(jìn)一步包括2/3頁(yè)致動(dòng)機(jī)構(gòu)，連接至所述閉塞器，用于將所述閉塞器在所述閥座上的關(guān)閉位置與遠(yuǎn)離所述閥座的第一開(kāi)啟位置之間移動(dòng)；安全裝置，具有用于在所述關(guān)閉位置中將所述閉塞器推壓而抵靠在所述閥座上的偏壓工具，并且當(dāng)所述空心閥本體內(nèi)部的壓力超過(guò)容許值時(shí)，允許所述閉塞器緊急開(kāi)啟至第二開(kāi)啟位置；其特征在于，所述點(diǎn)火裝置被布置為其點(diǎn)火范圍位于所述出口下游并處于當(dāng)所述閉塞器在所述第一開(kāi)啟位置中或所述第二開(kāi)啟位置中時(shí)通過(guò)所述出口排放的高爐廢氣與周?chē)諝庀嗷旌系膮^(qū)域中。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于，所述點(diǎn)火裝置包括安裝在所述可移動(dòng)閉塞器上的至少一個(gè)點(diǎn)火火焰噴嘴，或安裝在所述閥本體的外圍上的至少一個(gè)點(diǎn)火火焰噴槍?zhuān)员惝?dāng)所述閉塞器處于所述第一開(kāi)啟位置中時(shí)，將點(diǎn)火火焰引導(dǎo)至通過(guò)所述出口排放的高爐廢氣與周?chē)諝庀嗷旌系膮^(qū)域中；以及安裝在所述閥本體的外圍上的多個(gè)電火花點(diǎn)火器，以便當(dāng)所述閉塞器處于所述第二開(kāi)啟位置中時(shí)，將點(diǎn)火火花引導(dǎo)至通過(guò)所述出口排放的高爐廢氣與周?chē)諝庀嗷旌系膮^(qū)域中。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述排氣閥安裝在排氣管的頂部上，所述排氣管具體地通過(guò)一個(gè)或多個(gè)上風(fēng)煙道連接至豎爐的爐頭，所述爐頭具體是高爐的爐頭。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述排氣閥安裝在排氣管的頂部上，所述排氣管具體地通過(guò)減壓管連接至高爐廢氣清潔裝置的洗氣塔。
16.高爐設(shè)施，包括至少兩個(gè)根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備和/或一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求15 所述的設(shè)備。
17.一種用于排放高爐設(shè)施中的高爐廢氣的排氣閥，所述排氣閥包括固定的空心閥本體，限定一出口并具有閥座；以及可移動(dòng)閉塞器，與所述閥座配合以關(guān)閉所述排氣閥，并且可移動(dòng)至開(kāi)啟位置以通過(guò)所述出口排放高爐廢氣，具體是向外可移動(dòng)；其特征在于，布置在所述閥本體上或所述可移動(dòng)閉塞器上的點(diǎn)火裝置；并且當(dāng)所述閉塞器處于開(kāi)啟位置時(shí)，所述點(diǎn)火裝置的點(diǎn)火范圍位于所述出口的下游并處于通過(guò)所述出口排放的高爐廢氣與周?chē)諝庀嗷旌系膮^(qū)域中；其中，所述排氣閥被構(gòu)造用于引起由所述排氣閥排放至周?chē)諝庵械母郀t廢氣的露天燃燒。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的排氣閥，其中，所述排氣閥進(jìn)一步包括致動(dòng)機(jī)構(gòu)，連接至所述閉塞器，用于將所述閉塞器在所述閥座上的關(guān)閉位置與遠(yuǎn)離所述閥座的第一開(kāi)啟位置之間移動(dòng)；安全裝置，具有用于在所述關(guān)閉位置中將所述閉塞器推壓而抵靠在所述閥座上的偏壓工具，并且當(dāng)所述空心閥本體內(nèi)部的壓力超過(guò)容許值時(shí)，允許所述閉塞器緊急開(kāi)啟至第二開(kāi)啟位置；其特征在于，所述點(diǎn)火裝置被布置為其點(diǎn)火范圍位于所述出口下游并處于當(dāng)所述閉塞器在所述第一開(kāi)啟位置中或所述第二開(kāi)啟位置中時(shí)通過(guò)所述出口排放的高爐廢氣與周?chē)諝庀嗷旌系膮^(qū)域中。
19.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的排氣閥，其特征在于，根據(jù)權(quán)利要求2-12中任一項(xiàng)所述的點(diǎn)火裝置。
全文摘要
本發(fā)明提出一種用于燃燒來(lái)自排氣閥的高爐廢氣的設(shè)備。該設(shè)備包括排氣閥(20)，排氣閥具有限定出口(26)和閥座的固定空心閥本體(22)以及可移動(dòng)閉塞器(24)，閉塞器與閥座配合以便關(guān)閉排氣閥并通過(guò)出口排放高爐廢氣。該設(shè)備包括用于由排氣閥(20)排放的高爐廢氣燃燒的器械。此器械特征在于點(diǎn)火裝置(32、38、40、42、44)，點(diǎn)火裝置布置在閥本體上或排氣閥(20)本身的可移動(dòng)閉塞器上，或者靠近閥本體或可移動(dòng)閉塞器。當(dāng)閉塞器在開(kāi)啟位置時(shí)，點(diǎn)火裝置(32、38、40、42、44)的空間點(diǎn)火范圍位于出口下游并處于通過(guò)出口排放的高爐廢氣與周?chē)諝庀嗷旌系膮^(qū)域中，以允許排放至周?chē)諝獾母郀t廢氣在排氣閥位置處露天燃燒。
文檔編號(hào)C21B7/00GK102421922SQ201080019723
公開(kāi)日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2010年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月19日
發(fā)明者利昂內(nèi)爾·豪斯埃默爾, 讓-保羅·西蒙斯, 讓諾·盧特施 申請(qǐng)人:保爾伍斯股份有限公司