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钢铁研究学报
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E 综合论述E
我国高炉喷煤工艺技术的优化
程正东8闫敏英8沙永志
钢铁研究总院工程技术中心8北京! =$$$F ! B
摘
要
器为主要特征的喷煤短流程H 浓相喷吹技术H 中速磨制粉H 烟煤喷吹H 喷吹计算机自动控制以及高风温低富氧大喷煤量等8已成为我国高炉喷煤技术的发展方向G 关键词
文献标识码
文章编号 $$! A $>I @=#$$#B $#A $$? ? A $"
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A 8m *) no A 8/A 231) f g h i j k l 5j k j p o j k 3*m 5j k q h o
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我国高炉喷煤技术取得了长足的>$年代以来8发展G 在此期间8一大批喷煤新工艺和新设备陆续投入生产应用8许多高炉也新建和改建了喷煤系统8使喷煤总量和喷煤比获得大幅度地提高G! 我>>$年8国高炉喷煤总量仅为#! F 万r 8! >>>年已超过!$$$万r 重点企业的平均喷煤比约? 煤*铁8G ! >>$年8$) k r 地方骨干企业煤*铁G! ! " ) >>$年8! >>>年提高到! k r 的平均喷煤比不足@煤*铁8$) ! >>>年提高到F F k r 上海宝钢集团公司=以下简称宝煤*铁G! >>>年8) k r 钢B 年平均喷煤比达到#号高煤*铁8其中! $D ) k r 炉=在! "$I @|@B >>>年>月的喷煤比为#I $7I
达到世界领先水平G 煤*铁8) k r
我国高炉喷煤的长期生产实践表明8高炉喷吹煤粉是降低炼铁焦比H 减少生铁成本的最直接和最有效的方法8其节能和环保效果也得到普遍认同8并
作者简介? @A B 8
已经成为我国炼铁技术进步的核心标志之一G
! 喷煤工艺的现状
目前8我国有! $$+"$$$|@级高炉近千座G 因
条件不同8各炼铁企业采用了多种喷煤工艺G 除了有制粉与喷吹建在同一地点的直接喷煤系统和制粉与喷吹相互分离的间接喷煤系统外8各厂的喷煤设备和系统结构亦有较大差别G 在煤粉制备方面8有球磨机制粉系统和中速磨制粉系统C 在煤粉收集方面8有旋风加布袋多级收粉系统和大布袋一次收粉系统C 在喷煤方面8有串联罐系统和并列罐系统8还有多管路和总管加分配器喷吹系统G 这些工艺均得到很好能够适应各企业喷煤生产的要求G 但是8由的应用8
于喷煤工艺和装备水平不同8各企业的喷煤成本和喷煤效果存在较大差异G
修订日期
收稿日期
万方数据
, ? ? ,
. ) ) . 年
钢铁研究学报
第(7卷
我国的高炉喷煤技术主要是依靠本国力量开发的! 各种喷煤设备也已全部实现国产化" 正在运行的数百套高炉喷煤系统中! 仅有少数引进了国外喷煤技术和设备"
小高炉喷煤系统#$#中%
一些地方骨干钢铁企业&如承德钢铁集团有限公司%安阳钢铁股份有限责任公司和济南钢铁集团总公司等" 以下简称承钢%安钢和济钢’都同时拥有几座(小型高炉" 这些高炉大都采用) ) *+) ) , +中%直接喷煤工艺! 并且只建一套多系列喷吹系统! 同时烟煤! 喷吹能力为. 煤1铁" ) ) /02
容积大于. ) ) ) , +的大型高炉多采用直接喷煤方式! 如宝钢(号%以及宝钢集团上. 号和+号高炉! 海第一钢铁有限公司&以下简称上钢一厂’昆明钢%铁集团有限责任公司&以下简称昆钢’新建的.) ) ) *.3) ) , +高炉喷煤系统" 这些喷煤系统均采用中速磨制粉! 计算机全自动控制! 但其喷吹系统各不相同! 采用了并列罐%双罐串联%三罐串联%多管路和总管加分配器等多种形式"
宝钢号高炉喷煤系统现有套中速磨制粉系向数座高炉喷吹煤粉"-) 年代初上马的喷吹煤粉工程! 多采用球磨机制粉%旋风加布袋收粉器%并列罐或串联罐系统喷吹煤粉! 那时设计的喷吹煤种均为无烟煤! 喷煤比一般为() ) *(. ) /0煤12铁" 近年来! 一些企业对喷吹系统进行了改造和扩建!
采用了中速磨制粉%一次布袋收粉器等新设备! 制粉和喷吹系统也逐步实现了计算机控制" 设计喷吹煤种改为烟煤或混合煤! 设计喷煤比超过(3) /0煤12铁" 一些企业还采用了富氧喷煤"
(--+年! 承钢建成喷煤系统! (--4年开始对喷煤系统进行改造和扩建" 该系统采用中速磨制粉技术! 有旋风加布袋和一次布袋两套收粉装置! 有双系列串联罐和双系列并列罐各一套!
并且备用一套球磨机制粉系统! 可同时对3座高炉&(. . *+5) , +’喷吹煤粉" 设计喷煤能力为(3) /0煤12铁! 可以喷吹烟煤或混合煤" 喷吹系统采用计算机自动控制! 制粉系统采用计算机监测和人工控制" 目前该系统的实际喷煤比为() ) *(+) /0煤12铁" #$6大高炉喷煤系统
()) ) *.)) ) , +大高炉采用间接喷煤系统的有武汉钢铁集团公司&以下简称武钢’(号%. 号和+号高炉! 太原钢铁集团公司&以下简称太钢’+号和7号高炉! 首钢总公司&以下简称首钢’(号%7号和3号高炉和包头钢铁集团公司&以下简称包钢’(号%. 号%+号和7号高炉等" 这些老钢铁企业受场地限制! 一般采用集中制粉%远距离向各高炉喷吹站输送煤粉的喷煤方式" 近几年新建的高炉均采用了直接喷煤方式! 如宣化钢铁集团有限责任公司&以下简称宣钢’5号高炉"
太钢7号高炉的喷煤系统采用球磨机制粉%一次布袋收粉%用仓式泵向高炉喷煤站输送煤粉" 该喷煤系统采用双系列并列罐! 每台喷吹罐有. 个下煤口! 采用总管加分配器浓相喷吹方式" 喷吹煤种为无
万方数据
++统和(套双系列串联罐喷吹系统! 采用旋风加布袋收粉器! 粉仓顶设有振动筛! 喷吹罐底设有可调煤粉给料器!
喷吹管路为总管加分配器! 喷吹煤种为烟煤8(9" 目前! 该高炉的喷煤比为. ) ) *.3) /0煤12铁! 达到了世界先进水平"
近年来! 首钢和武钢也在新建直接喷煤系统! 并且采用了中速磨制粉%一次布袋收粉器%炉前分配器等新型喷煤设备! 逐步淘汰了球磨机%多级收粉器和多管路喷吹的落后设备和工艺". ) ) ) 年投产的首钢. 号和+号高炉喷煤站亦采用了中速磨制粉%一次布袋收粉器%可调煤粉给料器%(3头和(+头煤粉分配器等新型喷吹设备! 喷吹系统由计算机自动控制! 喷吹煤种为烟煤! 设计喷煤比为. ) ) /0煤12
铁" . 几种新的喷煤工艺
我国有几十年高炉喷煤的实践经验! 通过对多种喷煤工艺流程长期运行效果的比较! 基本明确了高炉喷煤的发展方向! 即高风温%低富氧%大喷煤量" 要求在风温超过(.) ):%富氧.;*3; 的条件下! 实现煤比和焦比都达到. 3) /0煤12铁" 对于新建喷煤系统! 设计上应该尽量采用直接喷煤短流程%中速磨制粉和喷吹烟煤"
另外! 喷煤系统采用计算机集中控制! 取消全部或大部分二次仪表! 这也是技术发展的必然要求"
6$#直接喷煤短流程
直接喷煤系统要求把制粉设备与喷吹设备建造在同一构筑物内! 并且附近一般要设有比较大的储煤场或干煤棚" 直接喷煤系统可以向一座大型高炉&如容积大于7) ) ) , +的宝钢(号%. 号和+号高炉’喷煤! 也可以向邻近的几座高炉同时喷煤! 喷吹输送距离可以达到+) ) *4) ) , " 首钢. ) ) ) 年投产的直接喷煤系统可以向. 号&(5) ) , +’
和+号
第" 期程正东等>我国高炉喷煤工艺技术的优化A 月
高炉喷煤(喷吹输送距离分别为$! "#$%&$’#) &
和##) &*
与间接喷煤流程相比(直接喷煤流程节省了一因此显著降低了喷套收粉装置和仓式泵输粉装置(
煤系统的工程投资并减少了系统运行成本*近年来(我国" ) ) ) &$以上级大高炉新建的喷煤系统几乎全部采用了直接喷煤流程*
采用一次布袋收粉器和总管加分配器的喷吹方式也是喷煤短流程的重要内容*
陆续淘汰多管路喷煤系统(而且已经获得了明显成
" ; 效:*首钢" 号和$号高炉原为多管路喷煤系统(" ) ) ) 年新建喷煤站后也采用了总管加分配器系统*
目前使用比较普遍的煤粉分配器为盘式和锥式(分配精度小于#
+, =烟煤喷吹
过去(由于缺乏可靠的安全监测手段和防爆措施(我国喷煤系统普遍喷吹挥发分含量较低! 小于+, +中速磨制粉
中速磨一直是电厂磨制煤粉的专用设备(近年来被广泛应用于高炉喷煤系统*与球磨机相比(中速磨的密封性能好-电耗低(而且噪音小(属于节能和环保型设备*近年来(国内新建的喷煤系统几乎全部采用了中速磨*
中速磨对原煤煤质的要求比较严格(煤质硬度高(磨机的出力下降*因此(采用中速磨制粉时应该选用硬度较低的无烟煤或烟煤*如果用中速磨磨制硬度较高的无烟煤(可能会影响磨辊寿命(降低磨机出力(其节电效果也不明显*
+, . 一次布袋收粉器
采用一次布袋收粉器可以大大简化煤粉收集除尘设备(节约工程投资(并且能够明显降低系统阻力(减少尾气排放浓度(它是高炉喷煤短流程的主要设备之一*
目前(国内喷煤系统采用的一次布袋收粉器入
口能够直接收集/) ) ) ) 01&$的高浓度煤粉烟气(出口尾气排放浓度小于#) &01&$(
符合环保要求*一次布袋收粉器一般使用防静电针刺毡滤料(
箱体设多个防爆孔(采用氮气或低氧含量排放尾气进行反吹(适用于烟煤制粉系统*其设备阻力小于/") ) 23(设计过滤风速为) , 45/, ) &1&67
*+, 8总管加分配器
多管路喷吹系统的工程投资高-系统复杂-设备维护量大-喷吹管道容易堵塞-各风口喷煤量不均匀(目前已经逐步被喷吹总管加分配器所取代*总管加分配器喷吹系统由设在喷吹罐后的喷吹总管-设在高炉附近的煤粉分配器以及与喷枪连接的喷煤支管组成*容积超过/)) ) &$的大高炉一般采用" 台分配器(小高炉则采用/台分配器*喷煤总管口径因喷煤量的大小而异(一般喷煤支管直径为" ) 5" #&&*
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鞍山钢铁集团公司! 以下简称鞍钢’开始万方数据
/)
的无烟煤*高炉喷煤量提高后(低灰分-低硫的无烟煤出现资源短缺问题(加之其喷煤置换比低-灰分高(迫使企业开始考虑喷吹挥发分含量较高的烟煤*近年来(鞍钢-宝钢-上钢一厂和首钢等企业新建和改建的喷煤系统都已具备喷吹烟煤或混合煤的能力*
喷吹烟煤所采取的安全措施主要有>采用热风炉废气作为干燥煤粉的介质? 采用惰性气体进行流化和充压? 全系统消除有可能积粉的死角? 监测制粉系统和煤粉仓内的温度和烟气中氧气和一氧化碳气体的浓度等*实践表明(采取以上措施完全可以保证喷吹烟煤的系统长期-安全运行*
由于能够喷吹烟煤的系统必然可以喷吹混合煤和无烟煤(
生产企业可灵活地根据煤炭市场的价格变化调整喷吹煤种(达到降低生产成本的目的*为此(新建喷煤系统一般应该按照喷吹烟煤来设计(使之具备多煤种喷吹的条件*
+, @浓相喷吹
管道末端喷吹固气比达到$#5A ) B 0煤1B 0气和管道始段喷吹流股的速度达到/5A &1C 是浓相喷吹的主要特征*与传统喷吹方式相比(浓相喷吹具有载气消耗量少-对管道和阀门的磨损小-煤粉喷吹或输送能力高等特点(是国内目前大力推广的一项喷
煤新技术:$; *应该指出(
计算实际喷吹固气比时应该考虑喷吹罐出口煤粉的含气量*忽略这部分气体流量(而仅考虑补气流量(可能导致固气比的计算值偏高*
较高的喷吹压力-良好的流化条件-良好的煤粉质量-适宜的补气方法及口径和长度适宜的喷吹管道是实现浓相喷吹的前提条件*只要能够满足以上条件(上出料和下出料型喷吹罐都能够实现浓相或高浓度喷吹*
+, D 喷煤系统的计算机自动控制
近年来(经过技术改造(许多高炉喷煤系统取消
E #F E
钢铁研究学报
第3/卷
了全部或大部分二次仪表! 如温度" 压力" 流量显示仪和长图记录仪等#实现了计算机自动控制%喷煤$系统采用计算机控制不仅可以减轻工人劳动强度$也有利于系统平稳高效地运行%
喷煤系统计算机自动控制的主要内容有&在喷吹系统实现自动倒罐" 自动稳压" 自动计量" 自动调节喷煤量以及自动统计喷煤数据等%一些喷煤站还实现了制粉系统自动控制$包括自动控制烟气升温炉温度$自动调节干燥气温度和流量等%
考虑$其中容积’煤2铁设--4’高炉煤比按3; -01=
容积大于3-计$煤2铁设--4’的高炉按煤比
制粉和喷煤全部实现>采用计算机控制技术$自动控制)
用? 由于并列罐和串联罐喷吹系统各有利弊$户可以根据需要及现场条件选择%
/结
论
’喷煤流程的优化
新建和扩建的高炉喷煤系统$设计时一般应该遵循以下原则&
(选用以制粉与喷吹一体化" 一次布袋收粉器" 总管加分配器为主要特征的喷煤短流程)
*按照喷吹烟煤进行设计$
利用热风炉废气作为干燥介质$全系统采用氮气进行充压和流化$并且连续监测系统烟气的氧气含量和一氧化碳气体含量)
+采用噪音小" 电耗低和密封性能好的中速磨磨制煤粉)
, 采用浓相或高浓度喷吹技术$
喷煤浓度’-. /-01
煤201气" 输送速度3./425%一般要求充压和流化用氮气气源的压力不低于36’789$补气助吹用压缩空气气源的压力不低于36-789$并且要求安装脱油" 脱水装置)
:制粉和喷煤能力按照煤比3; -.
铁万方数据
G ; H G
! 3#我国高炉喷煤技术在近3-年取得了长足的
进步和发展$全国高炉喷煤总量和喷煤比显著提高$一些大型高炉的综合喷煤能力已经达到世界先进水平%
!
结合我国几十年喷煤实践经验$尤其是近3-年喷煤技术的发展经验$
今后在新建或改造高炉喷煤系统时$应该按照高风温" 低富氧" 大喷煤量的要求$尽量采用直接喷煤短流程" 浓相喷吹技术" 安全喷烟煤技术及计算机自动控制技术$并且尽可能采用中速磨" 一次布袋收粉器等新设备%
参考文献&
@3A 王朋军$贾
京6宝钢’号高炉喷吹煤粉装置设计@B
A 6炼铁$3C C D $3; ! /#&3E ; 6
@
@B
A 6炼铁$3C C ; $3/! D #&/E F 6@’A 周建钢$陈占东6鞍钢33号高炉喷煤浓相输送工业试验@B
A 6炼铁$3C C ; $3/! ’#&
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我国高炉喷煤工艺技术的优化
程正东8闫敏英8沙永志
钢铁研究总院工程技术中心8北京! =$$$F ! B
摘
要
器为主要特征的喷煤短流程H 浓相喷吹技术H 中速磨制粉H 烟煤喷吹H 喷吹计算机自动控制以及高风温低富氧大喷煤量等8已成为我国高炉喷煤技术的发展方向G 关键词
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我国高炉喷煤技术取得了长足的>$年代以来8发展G 在此期间8一大批喷煤新工艺和新设备陆续投入生产应用8许多高炉也新建和改建了喷煤系统8使喷煤总量和喷煤比获得大幅度地提高G! 我>>$年8国高炉喷煤总量仅为#! F 万r 8! >>>年已超过!$$$万r 重点企业的平均喷煤比约? 煤*铁8G ! >>$年8$) k r 地方骨干企业煤*铁G! ! " ) >>$年8! >>>年提高到! k r 的平均喷煤比不足@煤*铁8$) ! >>>年提高到F F k r 上海宝钢集团公司=以下简称宝煤*铁G! >>>年8) k r 钢B 年平均喷煤比达到#号高煤*铁8其中! $D ) k r 炉=在! "$I @|@B >>>年>月的喷煤比为#I $7I
达到世界领先水平G 煤*铁8) k r
我国高炉喷煤的长期生产实践表明8高炉喷吹煤粉是降低炼铁焦比H 减少生铁成本的最直接和最有效的方法8其节能和环保效果也得到普遍认同8并
作者简介? @A B 8
已经成为我国炼铁技术进步的核心标志之一G
! 喷煤工艺的现状
目前8我国有! $$+"$$$|@级高炉近千座G 因
条件不同8各炼铁企业采用了多种喷煤工艺G 除了有制粉与喷吹建在同一地点的直接喷煤系统和制粉与喷吹相互分离的间接喷煤系统外8各厂的喷煤设备和系统结构亦有较大差别G 在煤粉制备方面8有球磨机制粉系统和中速磨制粉系统C 在煤粉收集方面8有旋风加布袋多级收粉系统和大布袋一次收粉系统C 在喷煤方面8有串联罐系统和并列罐系统8还有多管路和总管加分配器喷吹系统G 这些工艺均得到很好能够适应各企业喷煤生产的要求G 但是8由的应用8
于喷煤工艺和装备水平不同8各企业的喷煤成本和喷煤效果存在较大差异G
修订日期
收稿日期
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钢铁研究学报
第(7卷
我国的高炉喷煤技术主要是依靠本国力量开发的! 各种喷煤设备也已全部实现国产化" 正在运行的数百套高炉喷煤系统中! 仅有少数引进了国外喷煤技术和设备"
小高炉喷煤系统#$#中%
一些地方骨干钢铁企业&如承德钢铁集团有限公司%安阳钢铁股份有限责任公司和济南钢铁集团总公司等" 以下简称承钢%安钢和济钢’都同时拥有几座(小型高炉" 这些高炉大都采用) ) *+) ) , +中%直接喷煤工艺! 并且只建一套多系列喷吹系统! 同时烟煤! 喷吹能力为. 煤1铁" ) ) /02
容积大于. ) ) ) , +的大型高炉多采用直接喷煤方式! 如宝钢(号%以及宝钢集团上. 号和+号高炉! 海第一钢铁有限公司&以下简称上钢一厂’昆明钢%铁集团有限责任公司&以下简称昆钢’新建的.) ) ) *.3) ) , +高炉喷煤系统" 这些喷煤系统均采用中速磨制粉! 计算机全自动控制! 但其喷吹系统各不相同! 采用了并列罐%双罐串联%三罐串联%多管路和总管加分配器等多种形式"
宝钢号高炉喷煤系统现有套中速磨制粉系向数座高炉喷吹煤粉"-) 年代初上马的喷吹煤粉工程! 多采用球磨机制粉%旋风加布袋收粉器%并列罐或串联罐系统喷吹煤粉! 那时设计的喷吹煤种均为无烟煤! 喷煤比一般为() ) *(. ) /0煤12铁" 近年来! 一些企业对喷吹系统进行了改造和扩建!
采用了中速磨制粉%一次布袋收粉器等新设备! 制粉和喷吹系统也逐步实现了计算机控制" 设计喷吹煤种改为烟煤或混合煤! 设计喷煤比超过(3) /0煤12铁" 一些企业还采用了富氧喷煤"
(--+年! 承钢建成喷煤系统! (--4年开始对喷煤系统进行改造和扩建" 该系统采用中速磨制粉技术! 有旋风加布袋和一次布袋两套收粉装置! 有双系列串联罐和双系列并列罐各一套!
并且备用一套球磨机制粉系统! 可同时对3座高炉&(. . *+5) , +’喷吹煤粉" 设计喷煤能力为(3) /0煤12铁! 可以喷吹烟煤或混合煤" 喷吹系统采用计算机自动控制! 制粉系统采用计算机监测和人工控制" 目前该系统的实际喷煤比为() ) *(+) /0煤12铁" #$6大高炉喷煤系统
()) ) *.)) ) , +大高炉采用间接喷煤系统的有武汉钢铁集团公司&以下简称武钢’(号%. 号和+号高炉! 太原钢铁集团公司&以下简称太钢’+号和7号高炉! 首钢总公司&以下简称首钢’(号%7号和3号高炉和包头钢铁集团公司&以下简称包钢’(号%. 号%+号和7号高炉等" 这些老钢铁企业受场地限制! 一般采用集中制粉%远距离向各高炉喷吹站输送煤粉的喷煤方式" 近几年新建的高炉均采用了直接喷煤方式! 如宣化钢铁集团有限责任公司&以下简称宣钢’5号高炉"
太钢7号高炉的喷煤系统采用球磨机制粉%一次布袋收粉%用仓式泵向高炉喷煤站输送煤粉" 该喷煤系统采用双系列并列罐! 每台喷吹罐有. 个下煤口! 采用总管加分配器浓相喷吹方式" 喷吹煤种为无
万方数据
++统和(套双系列串联罐喷吹系统! 采用旋风加布袋收粉器! 粉仓顶设有振动筛! 喷吹罐底设有可调煤粉给料器!
喷吹管路为总管加分配器! 喷吹煤种为烟煤8(9" 目前! 该高炉的喷煤比为. ) ) *.3) /0煤12铁! 达到了世界先进水平"
近年来! 首钢和武钢也在新建直接喷煤系统! 并且采用了中速磨制粉%一次布袋收粉器%炉前分配器等新型喷煤设备! 逐步淘汰了球磨机%多级收粉器和多管路喷吹的落后设备和工艺". ) ) ) 年投产的首钢. 号和+号高炉喷煤站亦采用了中速磨制粉%一次布袋收粉器%可调煤粉给料器%(3头和(+头煤粉分配器等新型喷吹设备! 喷吹系统由计算机自动控制! 喷吹煤种为烟煤! 设计喷煤比为. ) ) /0煤12
铁" . 几种新的喷煤工艺
我国有几十年高炉喷煤的实践经验! 通过对多种喷煤工艺流程长期运行效果的比较! 基本明确了高炉喷煤的发展方向! 即高风温%低富氧%大喷煤量" 要求在风温超过(.) ):%富氧.;*3; 的条件下! 实现煤比和焦比都达到. 3) /0煤12铁" 对于新建喷煤系统! 设计上应该尽量采用直接喷煤短流程%中速磨制粉和喷吹烟煤"
另外! 喷煤系统采用计算机集中控制! 取消全部或大部分二次仪表! 这也是技术发展的必然要求"
6$#直接喷煤短流程
直接喷煤系统要求把制粉设备与喷吹设备建造在同一构筑物内! 并且附近一般要设有比较大的储煤场或干煤棚" 直接喷煤系统可以向一座大型高炉&如容积大于7) ) ) , +的宝钢(号%. 号和+号高炉’喷煤! 也可以向邻近的几座高炉同时喷煤! 喷吹输送距离可以达到+) ) *4) ) , " 首钢. ) ) ) 年投产的直接喷煤系统可以向. 号&(5) ) , +’
和+号
第" 期程正东等>我国高炉喷煤工艺技术的优化A 月
高炉喷煤(喷吹输送距离分别为$! "#$%&$’#) &
和##) &*
与间接喷煤流程相比(直接喷煤流程节省了一因此显著降低了喷套收粉装置和仓式泵输粉装置(
煤系统的工程投资并减少了系统运行成本*近年来(我国" ) ) ) &$以上级大高炉新建的喷煤系统几乎全部采用了直接喷煤流程*
采用一次布袋收粉器和总管加分配器的喷吹方式也是喷煤短流程的重要内容*
陆续淘汰多管路喷煤系统(而且已经获得了明显成
" ; 效:*首钢" 号和$号高炉原为多管路喷煤系统(" ) ) ) 年新建喷煤站后也采用了总管加分配器系统*
目前使用比较普遍的煤粉分配器为盘式和锥式(分配精度小于#
+, =烟煤喷吹
过去(由于缺乏可靠的安全监测手段和防爆措施(我国喷煤系统普遍喷吹挥发分含量较低! 小于+, +中速磨制粉
中速磨一直是电厂磨制煤粉的专用设备(近年来被广泛应用于高炉喷煤系统*与球磨机相比(中速磨的密封性能好-电耗低(而且噪音小(属于节能和环保型设备*近年来(国内新建的喷煤系统几乎全部采用了中速磨*
中速磨对原煤煤质的要求比较严格(煤质硬度高(磨机的出力下降*因此(采用中速磨制粉时应该选用硬度较低的无烟煤或烟煤*如果用中速磨磨制硬度较高的无烟煤(可能会影响磨辊寿命(降低磨机出力(其节电效果也不明显*
+, . 一次布袋收粉器
采用一次布袋收粉器可以大大简化煤粉收集除尘设备(节约工程投资(并且能够明显降低系统阻力(减少尾气排放浓度(它是高炉喷煤短流程的主要设备之一*
目前(国内喷煤系统采用的一次布袋收粉器入
口能够直接收集/) ) ) ) 01&$的高浓度煤粉烟气(出口尾气排放浓度小于#) &01&$(
符合环保要求*一次布袋收粉器一般使用防静电针刺毡滤料(
箱体设多个防爆孔(采用氮气或低氧含量排放尾气进行反吹(适用于烟煤制粉系统*其设备阻力小于/") ) 23(设计过滤风速为) , 45/, ) &1&67
*+, 8总管加分配器
多管路喷吹系统的工程投资高-系统复杂-设备维护量大-喷吹管道容易堵塞-各风口喷煤量不均匀(目前已经逐步被喷吹总管加分配器所取代*总管加分配器喷吹系统由设在喷吹罐后的喷吹总管-设在高炉附近的煤粉分配器以及与喷枪连接的喷煤支管组成*容积超过/)) ) &$的大高炉一般采用" 台分配器(小高炉则采用/台分配器*喷煤总管口径因喷煤量的大小而异(一般喷煤支管直径为" ) 5" #&&*
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鞍山钢铁集团公司! 以下简称鞍钢’开始万方数据
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的无烟煤*高炉喷煤量提高后(低灰分-低硫的无烟煤出现资源短缺问题(加之其喷煤置换比低-灰分高(迫使企业开始考虑喷吹挥发分含量较高的烟煤*近年来(鞍钢-宝钢-上钢一厂和首钢等企业新建和改建的喷煤系统都已具备喷吹烟煤或混合煤的能力*
喷吹烟煤所采取的安全措施主要有>采用热风炉废气作为干燥煤粉的介质? 采用惰性气体进行流化和充压? 全系统消除有可能积粉的死角? 监测制粉系统和煤粉仓内的温度和烟气中氧气和一氧化碳气体的浓度等*实践表明(采取以上措施完全可以保证喷吹烟煤的系统长期-安全运行*
由于能够喷吹烟煤的系统必然可以喷吹混合煤和无烟煤(
生产企业可灵活地根据煤炭市场的价格变化调整喷吹煤种(达到降低生产成本的目的*为此(新建喷煤系统一般应该按照喷吹烟煤来设计(使之具备多煤种喷吹的条件*
+, @浓相喷吹
管道末端喷吹固气比达到$#5A ) B 0煤1B 0气和管道始段喷吹流股的速度达到/5A &1C 是浓相喷吹的主要特征*与传统喷吹方式相比(浓相喷吹具有载气消耗量少-对管道和阀门的磨损小-煤粉喷吹或输送能力高等特点(是国内目前大力推广的一项喷
煤新技术:$; *应该指出(
计算实际喷吹固气比时应该考虑喷吹罐出口煤粉的含气量*忽略这部分气体流量(而仅考虑补气流量(可能导致固气比的计算值偏高*
较高的喷吹压力-良好的流化条件-良好的煤粉质量-适宜的补气方法及口径和长度适宜的喷吹管道是实现浓相喷吹的前提条件*只要能够满足以上条件(上出料和下出料型喷吹罐都能够实现浓相或高浓度喷吹*
+, D 喷煤系统的计算机自动控制
近年来(经过技术改造(许多高炉喷煤系统取消
E #F E
钢铁研究学报
第3/卷
了全部或大部分二次仪表! 如温度" 压力" 流量显示仪和长图记录仪等#实现了计算机自动控制%喷煤$系统采用计算机控制不仅可以减轻工人劳动强度$也有利于系统平稳高效地运行%
喷煤系统计算机自动控制的主要内容有&在喷吹系统实现自动倒罐" 自动稳压" 自动计量" 自动调节喷煤量以及自动统计喷煤数据等%一些喷煤站还实现了制粉系统自动控制$包括自动控制烟气升温炉温度$自动调节干燥气温度和流量等%
考虑$其中容积’煤2铁设--4’高炉煤比按3; -01=
容积大于3-计$煤2铁设--4’的高炉按煤比
制粉和喷煤全部实现>采用计算机控制技术$自动控制)
用? 由于并列罐和串联罐喷吹系统各有利弊$户可以根据需要及现场条件选择%
/结
论
’喷煤流程的优化
新建和扩建的高炉喷煤系统$设计时一般应该遵循以下原则&
(选用以制粉与喷吹一体化" 一次布袋收粉器" 总管加分配器为主要特征的喷煤短流程)
*按照喷吹烟煤进行设计$
利用热风炉废气作为干燥介质$全系统采用氮气进行充压和流化$并且连续监测系统烟气的氧气含量和一氧化碳气体含量)
+采用噪音小" 电耗低和密封性能好的中速磨磨制煤粉)
, 采用浓相或高浓度喷吹技术$
喷煤浓度’-. /-01
煤201气" 输送速度3./425%一般要求充压和流化用氮气气源的压力不低于36’789$补气助吹用压缩空气气源的压力不低于36-789$并且要求安装脱油" 脱水装置)
:制粉和喷煤能力按照煤比3; -.
铁万方数据
G ; H G
! 3#我国高炉喷煤技术在近3-年取得了长足的
进步和发展$全国高炉喷煤总量和喷煤比显著提高$一些大型高炉的综合喷煤能力已经达到世界先进水平%
!
结合我国几十年喷煤实践经验$尤其是近3-年喷煤技术的发展经验$
今后在新建或改造高炉喷煤系统时$应该按照高风温" 低富氧" 大喷煤量的要求$尽量采用直接喷煤短流程" 浓相喷吹技术" 安全喷烟煤技术及计算机自动控制技术$并且尽可能采用中速磨" 一次布袋收粉器等新设备%
参考文献&
@3A 王朋军$贾
京6宝钢’号高炉喷吹煤粉装置设计@B
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