CN213253871U - 气体混合装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种气体混合装置。气体混合装置包括：多个气体输送管路；混合装置，与多个气体输送管路均连接；以及气体补充管路，其中，多个气体输送管路中的至少一个上设有气体补充管路，气体补充管路用于向混合装置内输送气体。本实用新型的技术方案能够确保混合燃气的压力稳定和混合燃气的热值稳定。

Description

气体混合装置

技术领域

本实用新型涉及气体混合技术领域，具体而言，涉及一种气体混合装置。

背景技术

随着科技的不断发展，为了最大程度利用好高炉炼铁的副产品——高炉煤气，高炉煤气变压吸附提纯技术产生，该技术将CO含量约为22％的高炉煤气(热值约800Kcal)，提纯为CO含量约为70％的提纯煤气(额定产能为Q_纯，热值约2000Kcal)。一般工业炉对热值的需求高于2000Kcal(约为2300Kcal)，因此需在提纯煤气中配入一定比例的热值更高的天然气(约8100Kcal)以确保混合燃气的热值能够满足轧钢用户的需求。但是，因提纯煤气的产能有限，同时为了实现燃气成本最优化，需最大化利用提纯煤气的产能。因轧钢用户的需求量Q_用一般大于提纯煤气的产能，且用户的用量随着生产节奏的改变而不断变化，提纯煤气对需求量Q_用的不足部分需要通过配入一定比例的高炉煤气和天然气来确保用户的需求量Q_用波动时，三元混合燃气压力的稳定。

然而，上述提供混合燃气的过程中存在一个问题，那就是当高炉煤气供应中断时，提纯煤气也将会因没有原料气而供应中断，此时，如何确保混合燃气的压力稳定和混合燃气的热值稳定，以满足用户的燃气需求，是一个急需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种气体混合装置，能够确保混合燃气的压力稳定和混合燃气的热值稳定。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种气体混合装置，气体混合装置包括：多个气体输送管路；混合装置，与多个气体输送管路均连接；以及气体补充管路，其中，多个气体输送管路中的至少一个上设有气体补充管路，气体补充管路用于向混合装置内输送气体。

进一步地，多个气体输送管路包括：第一气体输送管道，用于输送高炉煤气；第二气体输送管道，用于输送提纯煤气；以及第三气体输送管道，用于输送天然气；其中，第一气体输送管道上设有气体补充管路。

进一步地，气体补充管路包括惰性气体输送管路，惰性气体输送管路的一端和惰性气体源连通，惰性气体输送管路的另一端和与惰性气体输送管路相对应的气体输送管路连通。

进一步地，第三气体输送管道包括：第一气体主管路；与第一气体主管路均连接的多个第一气体支路；以及旁通管路；其中，多个第一气体支路并联设置，多个第一气体支路的一端均与第一气体主管路连通，多个第一气体支路的另一端均与混合装置连通，旁通管路与第一气体支路并联设置。

进一步地，气体混合装置还包括依次设置在旁通管路上的第一压力调节阀、第一流量检测装置、第一压力检测装置和第一流量调节阀。

进一步地，多个第一气体支路的管径均相同或者从小到大依次排列；或者，第一气体支路上设有第二压力调节阀和第二流量检测装置。

进一步地，沿气体流动方向，第一气体支路上依次设有第二压力调节阀、第二流量检测装置、第二压力检测装置和第二流量调节阀。

进一步地，沿气体流动方向，第二气体输送管道上依次设有第一流量调节装置、第一热值检测装置和第三压力检测装置。

进一步地，第二气体输送管道上还设有第三流量检测装置，第三流量检测装置位于第三压力检测装置和混合装置之间。

进一步地，第一气体输送管道包括：第二气体主管路；多个并联设置的第二气体支路，第二气体支路的一端与第二气体主管路连接，第二气体支路的另一端与混合装置连接，气体补充管路与第二气体主管路连接。

进一步地，沿气体的流动方向，第二气体支路上设有第一切断阀、第二切断阀和第四流量检测装置；或者，多个第二气体支路的管径从小到大依次排列。

进一步地，气体混合装置还包括混合气体输送管路，混合气体输送管路的一端与混合装置连通，混合气体输送管路的另一端与外界用气设备连通。

进一步地，沿气体流动方向，混合气体输送管路上依次设有第二热值检测装置、第四压力检测装置和第五流量检测装置。

应用本实用新型的技术方案，多个气体输送管路向混合装置内输送气体，实现了多气体混合；气体补充管路用于向混合装置内输送气体，这样，当与气体补充管路相对应的气体输送管路的气体供应中断时，可以通过气体补充管路向混合装置内补充输送气体；当气体输送管路内输送的气体为可燃气体时，多种可燃气体在混合装置处混合形成混合燃气，混合燃气供给用户使用；此时，当某个气体输送管路内的可燃气体供应中断时，可以通过气体补充管路向混合装置内补充输送气体，从而确保混合燃气的压力稳定和热值稳定，以满足用户的燃气需求。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的气体混合装置的实施例的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、气体输送管路；11、第一气体输送管道；111、第二气体主管路；1111、第二流量调节装置；1112、第四热值检测装置；1113、第十压力检测装置；112、第二气体支路；1121、第一切断阀；1122、第二切断阀；1123、第四流量检测装置；1124、第三切断阀；1125、第四切断阀；12、第二气体输送管道；121、第一流量调节装置；122、第一热值检测装置；123、第三压力检测装置；124、第三流量检测装置；13、第三气体输送管道；131、第一气体主管路；1311、第三热值检测装置；1312、第六压力检测装置；132、第一气体支路；1321、第二压力调节阀；1322、第二流量检测装置；1323、第二压力检测装置；1324、第二流量调节阀；133、旁通管路；1331、第一压力调节阀；1332、第一流量检测装置；1333、第一压力检测装置；1334、第一流量调节阀；14、第五压力检测装置；20、混合装置；30、气体补充管路；31、惰性气体输送管路；311、第五切断阀；312、第七压力检测装置；313、第六流量检测装置；314、第三压力调节阀；315、第八压力检测装置；316、第四压力调节阀；317、第九压力检测装置；318、第六切断阀；319、第七切断阀；40、混合气体输送管路；41、第二热值检测装置；42、第四压力检测装置；43、第五流量检测装置。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本实用新型。

如图1所示，本实用新型的实施例中，气体混合装置包括多个气体输送管路10、混合装置20以及气体补充管路30，混合装置20与多个气体输送管路10均连接；多个气体输送管路10中的至少一个上设有气体补充管路30，气体补充管路30用于向混合装置20内输送气体。

上述设置中，多个气体输送管路10向混合装置20内输送气体，实现了多气体混合；气体补充管路30用于向混合装置20内输送气体，这样，当与气体补充管路30相对应的气体输送管路10的气体供应中断时，可以通过气体补充管路30向混合装置20内补充输送气体；多气体在混合装置20内混合形成混合气体，混合气体供应给用户。

当气体输送管路10内输送的气体为可燃气体时，多中可燃气体在混合装置20处混合形成混合燃气，混合燃气供给用户使用；此时，当某个气体输送管路10内的可燃气体供应中断时，可以通过气体补充管路30向混合装置20内补充输送气体，从而确保混合燃气的压力稳定和混合燃气的热值稳定，以满足用户的燃气需求。

如图1所示，本实用新型的实施例中，多个气体输送管路10包括第一气体输送管道11、第二气体输送管道12以及第三气体输送管道13，第一气体输送管道11用于输送高炉煤气；第二气体输送管道12用于输送提纯煤气；第三气体输送管道13用于输送天然气；其中，第一气体输送管道11上设有气体补充管路30。

上述设置中，第一气体输送管道11、第二气体输送管道12、第三气体输送管道13和气体补充管路30均与混合装置20连通，第一气体输送管道11向混合装置20内输送高炉煤气，第二气体输送管道12向混合装置20内输送提纯煤气，第三气体输送管道13向混合装置20内输送天然气，高炉煤气、提纯煤气和天然气在混合装置20内混合成为混合燃气，供给用户使用；当高炉煤气供应中断时，提纯煤气也会出现供应中断的情况，由于天然气的热值较高，因此，需通过气体补充管路30向混合装置20内补充气体，从而能确保混合燃气的气体量和热值的稳定，使混合燃气能够满足用户对燃气的需求量和热值等的要求。

需要说明的是，上述的提纯煤气指的是高炉煤气经过变压吸附提纯***处理后，CO含量约为70％，CO₂、N₂等含量约30％的混合气体。因此，提纯煤气的原料气为高炉煤气，当高炉煤气供应中断时，提纯煤气也会因没有原料气而供应中断。

优选地，可以通过气体补充管路30向混合装置20内输送惰性气体，惰性气体与天然气等可燃气体在混合装置20内混合形成混合燃气，惰性气体能够补充混合燃气的气体量、调整混合燃气的压强，还能够对混合燃气的热值进行调整，使混合燃气的热值满足用户需要的燃气热值要求。优选地，上述惰性气体可以为氮气。

目前钢铁企业一般采用将焦炉煤气、高炉煤气和转炉煤气三种可燃气体混合，形成混合燃气供给用户，以满足用户对混合燃气的需求。用户所需混合燃气要求具有稳定的压力和热值等，在转炉煤气满足不了混合燃气的热值需求或者转炉煤气的量不足以满足混合燃气的压力需求时，则通过将高炉煤气定量配入转炉煤气，再根据高炉煤气和转炉煤气的量Q和热值R计算出需要配入的焦炉煤气的量，之后按比例配入焦炉煤气，从而使由焦炉煤气、高炉煤气和转炉煤气混合生成的混合燃气能够满足用户对混合燃气的需求；上述需要配入的焦炉煤气的量Q_焦的计算公式如下：Q_焦＝(Q_高×R_混+Q_转×R_混-Q_转×R_转-Q_高×R_高)/(R_焦-R_混)，其中，R为热值，Q为气体流量，Q_焦为焦炉煤气的气体流量，Q_高为高炉煤气的气体流量，Q_转为转炉煤气的气体流量，R_混为混合燃气的热值，R_转为转炉煤气的热值，R_高为高炉煤气的热值，R_焦为焦炉煤气的热值。但是，在现实生产过程中，有的钢铁企业只具有高炉炼铁技术，不具备炼焦和转炉炼钢等技术，这样，这些企业就只具有高炉煤气而不具有转炉煤气和焦炉煤气。

针对上述情况，本实用新型的实施例提供了一种能够将高炉煤气、提纯煤气和天然气混合的气体混合装置，该气体混合装置不仅能够最大化利用提纯煤气，达到混合燃气生产成本最优化的效果，还能够在高炉煤气供应中断时，及时通过气体补充管路30向混合装置20补充氮气以使氮气与天然气混合，确保形成的混合燃气具有稳定的压力和热值，能够提供可靠的燃气供应并满足用户对混合燃气的压力和热值的需求。

本实用新型的实施例能够解决只有高炉炼铁、没有炼焦及转炉炼钢的钢铁企业的燃气保供及燃气配比问题。通过将高炉煤气提纯形成提纯煤气，利用高炉煤气、提纯煤气和天然气结合本实用新型的实施例中的气体混合装置，能够实现上述三种可燃气体的合理配比，满足用户在用气量变化时的供气稳定。本实用新型的实施例，一方面，能够保证三元(即高炉煤气、提纯煤气和天然气)混合燃气的压力和热值稳定，满足用户需求；另一方面，能够最大化利用提纯煤气，减少天然气的消耗量，节约资源，降低燃气成本；再一方面，能够确保在高炉煤气的供应中断的情况下，可以通过补充氮气的方式，使氮气与天然气混合，混合形成的混合燃气能够稳定供给用户并满足用户对混合燃气的压力和热值的需求。

如图1所示，本实用新型的实施例中，气体补充管路30包括惰性气体输送管路31，惰性气体输送管路31的一端和惰性气体源连通，惰性气体输送管路31的另一端和与该惰性气体输送管路31相对应的气体输送管路10连通。

上述设置中，惰性气体输送管路31用于输送惰性气体，惰性气体源的惰性气体通过惰性气体输送管路31输送至气体输送管路10，再通过气体输送管路10输送至混合装置20进行混合，输送至混合装置20的惰性气体能够提高混合气体的气体量，调整混合气体的压力，使混合气体的压力满足用户需求。

如图1所示，本实用新型的实施例中，第三气体输送管道13包括第一气体主管路131、与第一气体主管路131均连接的三个第一气体支路132以及旁通管路133，其中三个第一气体支路132并联设置，三个第一气体支路132的一端均与第一气体主管路131连通，三个第一气体支路132的另一端均与混合装置20连通，旁通管路133与第一气体支路132并联设置。

上述设置中，第一气体主管路131能够通过三个第一气体支路132中的任一个与混合装置20连通，天然气自第一气体主管路131经第一气体支路132输送至混合装置20；设置三个第一气体支路132能够对进入混合装置20的天然气的流量和压力进行精确控制和调节，从而保证混合燃气能够满足用户对混合燃气的压力和热值的要求。

当然，在本申请的附图未示出的替代实施例中，还可以根据实际需要，将第三气体输送管道13设置为包括一个或者两个或者至少四个第一气体支路132。

优选地，本实用新型的实施例中，三个第一气体支路132的管径相同，可以根据实际需要，选择打开其中的一个或者两个或者三个第一气体支路132向混合装置20输送天然气，以满足混合燃气对天然气的流量和压力的要求。为确保天然气计量的准确性和输送的经济性，天然气的流量与开启的第一气体支路132的个数之间满足以下关系：当流量Q_天总小于5000m³/h时，开启天然气1个第一气体支路132；当流量Q_天总大于等于5000且小于等于10000m³/h时，开启天然气2个第一气体支路132；当流量Q_天总大于10000m³/h，开启天然气3个第一气体支路132。

当然，在本申请的附图未示出的替代实施例中，还可以根据实际需要，将三个第一气体支路132的管径从小到大依次设置(比如，可以按照图1自上而下的顺序设置)，这样，可以根据实际需要，选择其中一个第一气体支路132向混合装置20输送天然气，以满足混合燃气对天然气的流量和压力的要求。

如图1所示，本实用新型的实施例中，气体混合装置还包括依次设置在旁通管路133上的第一压力调节阀1331、第一流量检测装置1332、第一压力检测装置1333和第一流量调节阀1334。

上述设置中，第一压力调节阀1331用于对进入旁通管路133内的天然气的压力进行调节，第一流量检测装置1332用于对经第一压力调节阀1331调节后的天然气的流量进行检测，第一压力检测装置1333用于对经第一压力调节阀1331调节后的天然气的压力进行检测，第一流量调节阀1334根据第二热值检测装置41检测的实际热值，向混合装置20补充适量的天然气，使第二热值检测装置41检测的实际热值与混合燃气的设定热值相同；通过上述各调节阀和检测装置能够保证进入混合装置20的天然气的流量和压力满足混合燃气对天然气的流量和压力的要求。

优选地，第一流量检测装置1332为孔板式流量计。

优选地，第一压力检测装置1333为压力变送器。

优选地，第一压力调节阀1331为自力式调节阀；优选地，第一流量调节阀1334为气动式调节阀。

优选地，旁通管路133为小口径管路。优选地，旁通管路133的管道内径小于等于100mm。

如图1所示，本实用新型的实施例中，沿气体的流动方向，第一气体支路132上依次设有第二压力调节阀1321、第二流量检测装置1322、第二压力检测装置1323和第二流量调节阀1324。

上述设置中，第二压力调节阀1321用于对进入第一气体支路132的气体压力进行调节，第二流量检测装置1322用于对第一气体支路132的气体流量进行检测，第二压力检测装置1323用于检测第一气体支路132的气体压力，根据检测到的气体压力以及需要的气体压力，通过第二流量调节阀1324对第一气体支路132的气体压力进行调整，使第一气体支路132的实际压力满足需要的气体压力要求。

优选地，第二流量检测装置1322为孔板式流量计。

优选地，第二压力检测装置1323为压力变送器。

优选地，第二压力调节阀1321为自力式调节阀。优选地，第二流量调节阀1324为气动式调节阀。

优选地，如图1所示，本实用新型的实施例中，第三气体输送管道13上设有第五压力检测装置14，第五压力检测装置14设置在第一气体支路132与混合装置20之间，第五压力检测装置14用于检测自第一气体支路132输送至混合装置20的气体压力，以对自第一气体支路132输送至混合装置20的气体压力与需要的气体压力进行核对。

优选地，第五压力检测装置14为压力变送器。

优选地，如图1所示，本实用新型的实施例中，第一气体主管路131上依次设有第三热值检测装置1311和第六压力检测装置1312，第三热值检测装置1311用于检测第一气体主管路131内天然气的热值，第六压力检测装置1312用于检测第一气体主管路131内天然气的压力。当然，在本申请的附图未示出的替代实施例中，还可以根据实际需要，在第一气体主管路131上依次设置第六压力检测装置1312和第三热值检测装置1311。

优选地，第三热值检测装置1311为燃烧式热值仪。

优选地，第六压力检测装置1312为压力变送器。

如图1所示，本实用新型的实施例中，沿气体流动方向，第二气体输送管道12上依次设有第一流量调节装置121、第一热值检测装置122、第三压力检测装置123和第三流量检测装置124。

上述设置中，第一流量调节装置121用于对第二气体输送管道12内提纯煤气的流量进行调节，第一热值检测装置122用于检测第二气体输送管道12内提纯煤气的热值，第三压力检测装置123用于检测第二气体输送管道12内提纯煤气的压力，第三流量检测装置124用于检测第二气体输送管道12内提纯煤气的流量。

优选地，第一热值检测装置122采用红外线CO分析仪检测热值。红外线CO分析仪根据比尔定律和气体对红外线的选择性吸收原理设计而成，线性化输出，数字显示直读CO浓度，并根据CO浓度能实时计算出热值。

优选地，第三流量检测装置124为孔板式流量计。

优选地，第三压力检测装置123为压力变送器。

优选地，第一流量调节装置121为工频式加压机。工频式加压机通过回流方式控制提纯煤气的流量，即在第二气体输送管道12的压力过高或提纯煤气的用量低时，通过将该加压机出口的部分气体回流到该加压机的进口，来调节提纯煤气的流量。

如图1所示，本实用新型的实施例中，第一气体输送管道11包括第二气体主管路111和三个并联设置的第二气体支路112，第二气体支路112的一端与第二气体主管路111连接，第二气体支路112的另一端与混合装置20连接。

上述设置中，第一气体输送管道11中的高炉煤气经第二气体主管路111进入第二气体支路112，之后经第二气体支路112输送至混合装置20与气体进行混合形成混合燃气，第二气体主管路111与第二气体支路112连接形成高炉煤气的输送管路。

当然，在本申请的附图未示出的替代实施例中，还可以根据实际需要，将第一气体输送管道11设置为包括一个或者两个或者至少四个第二气体支路112。

如图1所示，本实用新型的实施例中，沿气体的流动方向，第二气体支路112上依次设有第一切断阀1121、第二切断阀1122、第四流量检测装置1123、第三切断阀1124和第四切断阀1125。

上述设置中，第一切断阀1121和第二切断阀1122配合能够实现第二气体支路112的进气端的气体的有效切断，第四流量检测装置1123用于检测第二气体支路112内的气体的流量，第三切断阀1124和第四切断阀1125配合能够实现第二气体支路112的出气端的气体的有效切断；正常输送气体的状态下，第一切断阀1121、第二切断阀1122、第三切断阀1124和第四切断阀1125均处于常开状态，但是，当不使用该第二气体支路112时，需将第二气体支路112的进气端的第一切断阀1121和第二切断阀1122或者第二气体支路112的出气端的第三切断阀1124和第四切断阀1125关闭，这样就能够关闭该该第二气体支路112；当要对第二气体支路112进行检修时，需将第二气体支路112的进气端的第一切断阀1121和第二切断阀1122与出气端的第三切断阀1124和第四切断阀1125均关闭，这样才能够保证将第二气体支路112内气体进行有效切断，从而实施检修工作，保证检修人员的安全。

优选地，第一切断阀1121可以为蝶阀。优选地，第二切断阀1122可以为盲板阀。优选地，第三切断阀1124可以为盲板阀。优选地，第四切断阀1125可以为蝶阀。

优选地，第四流量检测装置1123为孔板式流量计。

优选地，上述三个第二气体支路112的管径从小到大依次排列，其中，按照图1自上而下的顺序，图1中最上方的第二气体支路112为小管径的第二气体支路112，图1中位于中间位置的第二气体支路112为中管径的第二气体支路112，图1中最下方的第二气体支路112为大管径的第二气体支路112。这样设置，可以根据实际需要选择打开三个第二气体支路112中的合适管径的第二气体支路112，将第二气体支路112作为高炉煤气的输送管路的一部分。通过上述设置，一方面能够提高第二气体支路112内高炉煤气的流量的检测精度，另一方面能够提高第二气体支路112的适应性。

为确保高炉煤气计量的准确性和输送的经济性，高炉煤气的流量与开启的第二气体支路112满足以下关系：当流量Q_高小于30000m³/h，开启输送高炉煤气的第二气体支路112，该第二气体支路112的管道内径为800mm；当流量Q_高大于等于30000且小于等于60000m³/h，开启输送高炉煤气的第二气体支路112，该第二气体支路112的管道内径为1000mm；当流量Q_高大于60000m³/h，开启输送高炉煤气的第二气体支路112，该第二气体支路112的管道内径为1200mm。

当然，在本申请的附图未示出的替代实施例中，还可以根据实际需要，将上述三个第二气体支路112的管径设置为相同管径，此时，可以根据实际需要，选择打开一个或者两个或者三个第二气体支路112来输送高炉煤气。

优选地，还可以根据实际需要，在第二气体支路112上设置过滤装置和/或净化装置等，过滤装置和/或净化装置设置在第二切断阀1122和第三切断阀1124之间。

优选地，如图1所示，本实用新型的实施例中，沿气体的流动方向，第二气体主管路111上依次设有第二流量调节装置1111、第四热值检测装置1112和第十压力检测装置1113。

上述设置中，第二流量调节装置1111用于调节进入第二气体主管路111的高炉煤气的流量，第四热值检测装置1112用于检测高炉煤气的热值，第十压力检测装置1113用于检测第二气体主管路111的高炉煤气的压力。

优选地，第四热值检测装置1112采用红外线CO分析仪检测热值。

优选地，第十压力检测装置1113为压力变送器。

优选地，第二流量调节装置1111为煤气加压机。煤气加压机通过检测加压机出口压力、并通过对加压机的电机进行变频控制，调节加压机的转速，来调节高炉煤气的流量。

如图1所示，本实用新型的实施例中，气体混合装置还包括混合气体输送管路40，混合气体输送管路40的一端与混合装置20连通，混合气体输送管路40的另一端与外界用气设备连通。

上述设置中，混合气体输送管路40用于将在混合装置20处混合形成的混合气体输送至外界用气设备，从而为外界用气设备供气。

如图1所示，本实用新型的实施例中，沿气体的流动方向，混合气体输送管路40上依次设有第二热值检测装置41、第四压力检测装置42和第五流量检测装置43。

上述设置中，第二热值检测装置41用于检测混合气体输送管路40内混合气体的热值，第四压力检测装置42用于检测混合气体输送管路40内混合气体的压力，第五流量检测装置43用于检测混合气体输送管路40内混合气体的流量。

优选地，第二热值检测装置41为燃烧式热值仪。

优选地，第五流量检测装置43为孔板式流量计。

优选地，第四压力检测装置42为压力变送器。

如图1所示，本实用新型的实施例中，惰性气体输送管路31的一端与惰性气体源连通，惰性气体输送管路31的另一端与第一气体输送管道11连通，通过第一气体输送管道11使惰性气体输送管路31与混合装置20连通，从而使惰性气体输送管路31通过第一气体输送管道11将惰性气体输送至混合装置20。

具体地，惰性气体输送管路31的另一端与第二气体主管路111连通，沿气体的流动方向，惰性气体输送管路31与第二气体主管路111连通的节点位于第十压力检测装置1113在第二气体主管路111上的设置位置与第二气体主管路111和第二气体支路112连通的节点之间。这样设置，可以根据混合气体需要的惰性气体的量来选择合适的第二气体支路112用于输送惰性气体，能够提高对惰性气体的检测的精准性，满足混合气体对惰性气体量的要求。

优选地，如图1所示，本实用新型的实施例中，沿气体的流动方向，惰性气体输送管路31上依次设有第五切断阀311、第七压力检测装置312、第六流量检测装置313、第三压力调节阀314、第八压力检测装置315、第四压力调节阀316、第九压力检测装置317、第六切断阀318和第七切断阀319。

上述设置中，第五切断阀311打开，惰性气体进入惰性气体输送管路31，第五切断阀311关闭，则切断惰性气体，惰性气体不能进入惰性气体输送管路31；第七压力检测装置312用于检测进入惰性气体输送管路31的惰性气体的压力，第六流量检测装置313用于检测惰性气体输送管路31的惰性气体的流量，第三压力调节阀314和第八压力检测装置315配合、第四压力调节阀316和第九压力检测装置317配合实现对惰性气体的两级降压，第三压力调节阀314和第四压力调节阀316用于调节惰性气体的压力，第八压力检测装置315和第九压力检测装置317用于检测惰性气体的压力，使经过两级降压后的惰性气体的压力满足混合气体对需要的惰性气体的压力要求；第六切断阀318和第七切断阀319用于切断惰性气体输送管路31与第一气体输送管道11的连通，第六切断阀318和第七切断阀319配合能够实现有效切断。

上述设置中，当对惰性气体输送管路31进行检修时，需将第五切断阀311、第六切断阀318和第七切断阀319均关闭，从而切断惰性气体输送管路31与惰性气体源的连通、切断惰性气体输送管路31与第一气体输送管道11的连通，这样，能够阻止惰性气体源内惰性气体、第一气体输送管道11内高炉煤气进入惰性气体输送管路31，从而保证检修人员的安全。

优选地，第五切断阀311处于常闭状态，只有需要向混合装置20通入惰性气体时，才会打开第五切断阀311。

优选地，第五切断阀311为球阀；优选地，第五切断阀311为电动球阀。优选地，第六切断阀318为盲板阀。优选地，第七切断阀319为蝶阀。

优选地，第六流量检测装置313为孔板式流量计。

优选地，第七压力检测装置312、第八压力检测装置315和第九压力检测装置317均为压力变送器。

优选地，第三压力调节阀314为自力式调节阀；优选地，第四压力调节阀316为自力式调节阀。

当然，在本申请的附图未示出的替代实施例中，还可以根据实际需要，在惰性气体输送管路31上设置一级或者至少三级降压装置，其中，降压装置包括压力调节阀和压力检测装置。

优选地，本实用新型的实施例中，气体混合装置还包括PLC控制***，PLC控制***与上述的各调节阀、调节装置和检测装置均连接，PLC控制***根据各检测装置的检测结果控制上述各调节阀或者调节装置对相应参数进行调节。

优选地，本实用新型的实施例中，气体混合装置还包括人机交互界面，人机交互界面与PLC控制***连接，通过该人机交互界面能够对混合气体的热值进行设定。

本实用新型的实施例中，气体混合装置的混合燃气配比过程如下：

1)设定三元混合燃气的热值。根据用户对三元混合燃气的热值要求，通过人机交互界面设定混合燃气的热值R_混1；

2)提纯煤气热值的补充过程。由于提纯煤气的热值较低，无法满足用户对混合燃气的热值需求，因此需在提纯煤气中配入一定量的热值较高的天然气以确保混合燃气的热值满足用户的需求。PLC控制***接收到设定R_混1的指令后，根据提纯煤气的产量(或者气体流量)Q_纯、提纯煤气的热值R_纯、天然气的热值R_天和设定的混合燃气的热值R_混1，计算出为了补充热值需求需要补充的天然气的量Q_天1，Q_天1满足以下关系：(Q_纯×R_纯+Q_天1×R_天)/(Q_纯+Q_天1)＝R_混1；

3)提纯煤气产量不足部分的补充过程。由于Q_用(用户需混合燃气的流量)大于Q_纯，因此Q_纯与Q_用之间的燃气量的差值(即不足部分)需通过高炉煤气混合天然气来补充。PLC控制***根据第二流量调节装置1111的出口压力P_高，实时调节第二流量调节装置1111的转速，来调整高炉煤气的流量Q_高，以确保混合燃气的压力P_混稳定在设定范围内。由于高炉煤气的加入，会导致混合燃气的热值降低，因此，需要再配入一定量的天然气补充这部分因高炉煤气的加入而降低的热值。PLC控制***根据高炉煤气的气体流量Q_高、高炉煤气的热值R_高、天然气的热值R_天和设定的混合燃气的热值R_混1，计算出需要再次补充的天然气的量Q_天2，Q_天2满足以下关系：(Q_高×R_高+Q_天2×R_天)/(Q_高+Q_天2)＝R_混1；

4)混合燃气中高炉煤气、提纯煤气和天然气的配比满足以下关系：高炉煤气量：提纯煤气量：天然气量＝Q_高：Q_纯：Q_天总，其中，Q_天总＝(Q_天1+Q_天2)。

另外，气体混合装置的混合燃气配比过程还包括以下步骤：

5)混合燃气的热值修正过程。第三气体输送管道13包括旁通管路133(旁通管路133的管径D小于等于100mm)，旁通管路133用于修正混合燃气的热值。当PLC控制***检测到混合燃气的实际热值R_混低于设定的热值R_混1的98％时(约50kcal)，PLC控制***给旁通管路133上的第一流量调节阀1334发出信号，逐步开启第一流量调节阀1334，从而向混合燃气中补充天然气，直至R_混等于R_混1；反之，当PLC控制***检测到混合燃气的实际热值R_混高于设定的热值R_混1的98％时(约50kcal)，PLC控制***给旁通管路133上的第一流量调节阀1334发出信号，逐步关闭第一流量调节阀1334，减少向混合燃气补充的天然气的量，直至R_混等于R_混1。

气体混合装置的混合燃气配比过程还包括以下步骤：

6)高炉煤气供应中断时，混合燃气的保供过程。因高炉休风或者其他原因导致高炉煤气的供应中断时，提纯煤气会因没有原料气也同步中断，此时，通过混入一定量的氮气Q_氮，来确保混合燃气的压力稳定在设定值附近的30Kpa左右，此时，由于混入氮气导致混合燃气的热值降低，需要补充天然气以确保混合燃气的热值稳定；根据氮气的气体流量Q_氮、氮气的热值R_氮以及天然气的热值R_天和设定的混合燃气的热值R_混1，计算需要补充的天然气的流量Q_天0，Q_天0满足以下关系：(Q_天0×R_天+Q_氮×R_氮)/(Q_天0+Q_氮)＝R_混1。操作人员开启惰性气体输送管路31上的第五切断阀311从而开启惰性气体输送管路31，向混合装置20中输送氮气，氮气在惰性气体输送管路31的输送过程中，通过两级降压装置，以将氮气的压力降到混合燃气需要的氮气压力，从而确保混合燃气的压力稳定在设定压力的30Kpa附近。

本实用新型的实施例中，PLC控制***实时监视着气体混合装置的***压力、混合气体的热值、提纯煤气的热值及产量、高炉煤气的热值及流量、天然气的热值及流量等参数。

本实用新型的实施例中的PLC控制***通过对各类可燃气体的热值实时检测，及时修正各类可燃气体的配比，确保提纯煤气、高炉煤气的CO含量发生变化时，三元混合燃气热值的稳定。

当混合燃气的压力P_混下降时，PLC控制***会同时检测到第二流量调节装置1111的出口处的高炉煤气的压力P_高下降，PLC控制***给第二流量调节装置1111发出信号，增加第二流量调节装置1111的电机的运转频率，提高电机的转速，从而增加高炉煤气的流量Q_高，直至P_混达到设定值，同时为了补充由于高炉煤气的加入导致的混合燃气的热值降低的部分，需要增加天然气的量，也就是增加第二流量调节阀1324的开度，并根据配比配入适量的天然气；反之，当P_高上升时，PLC控制***给第二流量调节装置1111发出信号，降低第二流量调节装置1111的电机的运转频率，降低电机的转速，从而降低高炉煤气的流量Q_高，直至P_混达到设定值，同时降低第二流量调节阀1324的开度，并根据配比降低天然气的配入量。

当PLC控制***检测到提纯煤气的CO含量下降或者上升，即R_纯下降或者上升时，PLC控制***立即根据混合燃气的设定热值R_混1，计算出新的提纯煤气和天然气的配比，并同时根据新计算的配比，通过增大或者降低第二流量调节装置1111的开度的方式来调整天然气的流量Q_天1，以确保混合燃气热值的稳定。

当PLC控制***检测到高炉煤气的CO含量下降或者上升，即R_高下降或者上升时，PLC控制***立即根据混合燃气的设置热值R_混1，计算出新的高炉煤气和天然气的配比，并同时根据新计算的配比，通过增大或者降低第二流量调节装置1111的开度的方式来调整天然气的流量Q_天2，以确保混合燃气热值的稳定。

当混合燃气的实际热值R_混低于混合燃气的设定热值R_混1的98％时，PLC控制***给旁通管路133上的第一流量调节阀1334发出信号，逐步开启第一流量调节阀1334，向混合燃气中补充天然气，直至R_混等于设定热值R_混1。

需要说明的是，上述情况不仅适用于仅P_混、Q_纯、Q_高、Q_混中的一个参数变化使的情形，还适用于P_混、Q_纯、Q_高、Q_混中任意两个或者三个或者四个参数同时发生变化时的情形。

当高炉煤气的供应中断时，提纯煤气会因没有原料气同步中断供应，此时操作人员通过开启惰性气体输送管路31上的第五切断阀311，使通过惰性气体输送管路31能够向混合装置20内输送氮气，氮气在惰性气体输送管路31上经过两级降压装置降压后，确保降压后的氮气压力在30Kpa左右，向混合燃气中补充氮气，以确保混合燃气的压力稳定。之后，根据氮气的气体流量Q_氮、氮气的热值R_氮、天然气的热值R_天和设定的混合燃气的热值R_混1，计算需要补充的天然气的流量Q_天0，Q_天0满足以下关系：(Q_天0×R_天+Q_氮×R_氮)/(Q_天0+Q_氮)＝R_混1。通过开启第五切断阀311并调节第五切断阀311的开度，向混合燃气中配入适量的天然气Q_天0，以确保混合燃气热值的稳定。

本实用新型的实施例能够确保在用户用量波动、高炉煤气的CO含量变化、提纯煤气的CO含量变化时，混合燃气的热值和压力的持续稳定。

本实用新型的实施例中的气体混合装置具有以下优点：

1)以提纯煤气量Q_纯为配比计算的基准值，计算出需配入的天然气量，最大程度的减少了天然气的配入量，节约成本；

2)通过变频控制及时调整高炉煤气流量，一方面能够确保三元混合燃气的压力稳定，另一方面降低了第二流量调节装置1111的电机的电耗；

3)可通过设置在混合气体输送管路40上的第二热值检测装置41对混合燃气的实际热值进行监测，并能通过旁通管路133对混合燃气的热值进行修正，从而确保混合燃气的热值的准确、稳定；

4)在高炉煤气供应中断时，能够通过氮气与天然气的及时混合配比，满足轧钢用户的燃气需求；

5)相对于现有技术中在焦炉煤气中配入高炉煤气和转炉煤气的方案，本申请的技术方案提出了一种将提纯煤气、高炉煤气和天然气合理配比混合的气体混合装置，能够在不具有焦炉煤气和转炉煤气的情况下，形成混合燃气，满足用户的需求；同时通过小、中、大三个管径的三个第二气体支路112，根据高炉煤气不同的流量范围，更精确的对高炉煤气进行计量；

6)本实用新型的实施例优先使用对高炉煤气提纯获得的提纯煤气形成混合燃气，最大程度的利用了高炉煤气，降低了混合燃气的成本；

7)不同于现有技术中燃气配比固定、忽略煤气中CO含量波动的情况，本实用新型的实施例通过对煤气CO含量的实施监测，及时修正配比，确保了混合燃气热值的稳定；

8)本实用新型的实施例，在没有高炉煤气、提纯煤气供应时，仍然能够满足用户的燃气需求。

需要说明的是，本申请的技术方案所使用的设备、仪器、仪表、控制***等种类或型号并非局限于以上所提及的，只要满足以上设备、设施及附件的功能要求均属于本实用新型的保护范围。

需要说明的是，本申请的技术方案并非局限于所提及的三种可燃气体(即提纯煤气、高炉煤气、天然气)的混合配比，只要其燃气特性与其相似，均属于本实用新型的保护范围。

本实用新型是在提纯煤气的产能为Q_纯(生产运行过程中Q_纯会随着原料气来量、纯度以及设备等因素变化)，用户用气量Q_用不断变化时，最大化的利用提纯煤气的产能，补充一定量比例的天然气Q_天和一定比例的高炉煤气Q_高，确保混合燃气的压力稳定；同时通过检测设备，实时检测高炉煤气、提纯煤气中CO含量变化时的热值R_高、R_纯。并实时修正三种可燃气体的配比，确保三元混合燃气的热值R_混稳定；在高炉煤气供应中断，提纯煤气供应也同步中断时，通过及时利用氮气Q_氮来确保混合燃气的压力稳定，同时通过补充一定量比例的天然气Q_天0，来保证混合燃气热值的稳定。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：多个气体输送管路向混合装置内输送气体，实现了多气体混合；气体补充管路用于向混合装置内输送气体，这样，当与气体补充管路相对应的气体输送管路的气体供应中断时，可以通过气体补充管路向混合装置内补充输送气体；多气体在混合装置内混合形成混合气体，混合气体供应给用户。当气体输送管路内输送的气体为可燃气体时，多种可燃气体在混合装置处混合形成混合燃气，混合燃气供给用户使用；此时，当某个气体输送管路内的可燃气体供应中断时，可以通过气体补充管路向混合装置内补充输送气体，从而确保混合燃气的压力稳定和混合燃气的热值稳定，以满足用户的燃气需求。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种气体混合装置，其特征在于，所述气体混合装置包括：

多个气体输送管路(10)；

混合装置(20)，与多个所述气体输送管路(10)均连接；以及

气体补充管路(30)，其中，多个所述气体输送管路(10)中的至少一个上设有所述气体补充管路(30)，所述气体补充管路(30)用于向所述混合装置(20)内输送气体。

2.根据权利要求1所述的气体混合装置，其特征在于，多个所述气体输送管路(10)包括：

第一气体输送管道(11)，用于输送高炉煤气；

第二气体输送管道(12)，用于输送提纯煤气；以及

第三气体输送管道(13)，用于输送天然气；

其中，所述第一气体输送管道(11)上设有所述气体补充管路(30)。

3.根据权利要求1所述的气体混合装置，其特征在于，所述气体补充管路(30)包括惰性气体输送管路(31)，所述惰性气体输送管路(31)的一端和惰性气体源连通，所述惰性气体输送管路(31)的另一端和与所述惰性气体输送管路(31)相对应的所述气体输送管路(10)连通。

4.根据权利要求2所述的气体混合装置，其特征在于，所述第三气体输送管道(13)包括：

第一气体主管路(131)；

与所述第一气体主管路(131)均连接的多个第一气体支路(132)；以及

旁通管路(133)；

其中，多个所述第一气体支路(132)并联设置，多个所述第一气体支路(132)的一端均与所述第一气体主管路(131)连通，多个所述第一气体支路(132)的另一端均与所述混合装置(20)连通，所述旁通管路(133)与所述第一气体支路(132)并联设置。

5.根据权利要求4所述的气体混合装置，其特征在于，所述气体混合装置还包括依次设置在所述旁通管路(133)上的第一压力调节阀(1331)、第一流量检测装置(1332)、第一压力检测装置(1333)和第一流量调节阀(1334)。

6.根据权利要求4所述的气体混合装置，其特征在于，

多个所述第一气体支路(132)的管径均相同或者从小到大依次排列；或者，

所述第一气体支路(132)上设有第二压力调节阀(1321)和第二流量检测装置(1322)。

7.根据权利要求4所述的气体混合装置，其特征在于，沿气体流动方向，所述第一气体支路(132)上依次设有第二压力调节阀(1321)、第二流量检测装置(1322)、第二压力检测装置(1323)和第二流量调节阀(1324)。

8.根据权利要求2、4至7中任一项所述的气体混合装置，其特征在于，沿气体流动方向，所述第二气体输送管道(12)上依次设有第一流量调节装置(121)、第一热值检测装置(122)和第三压力检测装置(123)。

9.根据权利要求8所述的气体混合装置，其特征在于，所述第二气体输送管道(12)上还设有第三流量检测装置(124)，所述第三流量检测装置(124)位于所述第三压力检测装置(123)和所述混合装置(20)之间。

10.根据权利要求2所述的气体混合装置，其特征在于，所述第一气体输送管道(11)包括：

第二气体主管路(111)；

多个并联设置的第二气体支路(112)，所述第二气体支路(112)的一端与所述第二气体主管路(111)连接，所述第二气体支路(112)的另一端与所述混合装置(20)连接，所述气体补充管路(30)与所述第二气体主管路(111)连接。

11.根据权利要求10所述的气体混合装置，其特征在于，

沿气体的流动方向，所述第二气体支路(112)上设有第一切断阀(1121)、第二切断阀(1122)和第四流量检测装置(1123)；或者，

多个所述第二气体支路(112)的管径从小到大依次排列。

12.根据权利要求1至7中任一项所述的气体混合装置，其特征在于，所述气体混合装置还包括混合气体输送管路(40)，所述混合气体输送管路(40)的一端与所述混合装置(20)连通，所述混合气体输送管路(40)的另一端与外界用气设备连通。

13.根据权利要求12所述的气体混合装置，其特征在于，沿气体流动方向，所述混合气体输送管路(40)上依次设有第二热值检测装置(41)、第四压力检测装置(42)和第五流量检测装置(43)。

Images