柳鋼高爐噴煤全氮氣噴吹實踐

王緒鵬 朱國銘 劉敏 黃華鋼 劉華慶

摘要：本文對煉鐵廠高爐噴煤操作的壓力介質(zhì)進行分析，指出噴煤壓力存在不穩(wěn)定，易對高爐分配器壓力產(chǎn)生波動的影響，提出改進措施，從而達到均勻、穩(wěn)定噴煤。

關(guān)鍵詞：噴煤;壓力波動;全氮氣;穩(wěn)定

1前言

噴煤已經(jīng)成為煉鐵降本降耗的重要技術(shù)并得到廣泛應(yīng)用。2018年前柳鋼煉鐵廠的噴吹煤粉是采用壓縮空氣與氮氣混合噴吹，由于空壓機存在頻繁加卸載，供氣壓力不穩(wěn)定，易造成噴煤補氣量不穩(wěn)定，從而對高爐分配器壓力產(chǎn)生波動。為解決這一問題，2019年開始，根據(jù)氮氣的特性，車間決定把噴煤補氣介質(zhì)改用氮氣，采用全氮氣噴吹。經(jīng)過實踐應(yīng)用，效果顯著，高爐噴煤全氮氣噴吹工藝達到安全、穩(wěn)定、連續(xù)、均勻的噴煤要求。

2噴煤壓力介質(zhì)分析和存在的問題

2.1?? 噴煤壓力介質(zhì)分析

柳鋼高爐噴吹煤粉采用壓縮空氣和氮氣混合噴吹，即噴吹罐內(nèi)部充壓、補壓、流化均使用氮氣，噴煤管道的補氣使用壓縮空氣。正常噴煤中，噴吹介質(zhì)參數(shù)要求壓縮空氣壓力保持在1.20MPa 左右，氮氣壓力保持在1.30MPa 左右，補氣流量保持在1000m3/h 左右。壓縮空氣由空壓機的高壓機組提供，而壓縮機由電動調(diào)試器控制，根據(jù)空氣的消耗量，調(diào)試器通過自動加荷或減荷壓縮機，來保證管道壓力保持在可調(diào)的壓力范圍內(nèi)。因此空壓機存在頻繁加卸載，導(dǎo)致噴煤所需的供氣壓力不穩(wěn)定。

2.2?? 存在的問題

（1）?????? 空壓機頻繁加卸載，導(dǎo)致壓縮空氣壓力波動大，空氣壓力在1.1～1.3MPa 之間波動，補氣流量在900～1200m3/h 之間波動。噴煤流量不好調(diào)節(jié)控制，影響操作質(zhì)量，噴煤壓力不穩(wěn)定，造成高爐分配器壓力波動。

（2）?????? 空壓機產(chǎn)生的壓縮空氣具有一定的含水量，會影響煤粉的流動性，易造成高爐堵槍。

（3）?????? 空氣罐易儲水，排水周期短，增加排水工作量。

3?????? 改進措施

3.1?? 全氮氣噴吹操作方案

（1）?????? 空氣罐進氣氣源由原來空壓機供空氣（圖1）改為氮氣總管供氮氣

（圖2）。在氮氣總管處制作氮氣氣源分支管道，并加裝 DN300氮氣進口手動總閥，管道上安裝 DN150減壓閥（前后安裝 DN150進口手動閥），使氮氣壓力經(jīng)過減壓閥后，穩(wěn)定在1.25MPa 左右。在空氣罐進口處接入氮氣氣源管，空壓機全停，空氣罐空氣進口總閥關(guān)閉，噴吹罐補氣使用氮氣，從而達到全氮氣噴吹。

（2）?????? 更換原空氣罐安全閥和壓力表，使用工作壓力在2.5MPa 的安全閥和壓力表。

（3）?????? ?？諌簷C全氮氣噴吹后，注意關(guān)注氮氣壓力變化，如氮氣壓力低于規(guī)定值時，應(yīng)通知制氧提高氮氣壓力或試情況啟動空壓機進行空氣噴吹。

（4）?????? 操作工調(diào)控好操作參數(shù)，穩(wěn)定壓力波動，均勻穩(wěn)定噴煤。

（5）?????? 做好空壓機維護保養(yǎng)工作，保證空壓機能正常運行，在停氮氣或氮氣壓力低時能隨時啟動，保障噴吹供氣壓力。

3.2?? 安全操作方案

（1）?????? 噴煤轉(zhuǎn)換全氮氣噴吹前，必須確認(rèn)壓力表、安全閥、各計量儀表等設(shè)備部件正常完好，如發(fā)現(xiàn)氮氣泄露故障，及時處理。處理時，應(yīng)注意站在上風(fēng)側(cè)，避免氮氣窒息事故發(fā)生。

（2）?????? 空氣罐排污管手動閥必須關(guān)閉，并掛好“嚴(yán)禁操作”牌。

（3）?????? 崗位人員做好設(shè)備點檢，并攜帶氧氣檢測儀，發(fā)現(xiàn)氮氣超標(biāo)或氮氣泄露立即匯報，并轉(zhuǎn)換空氣噴吹。

（4）?????? 檢修人員到氮氣區(qū)域作業(yè)前，必須進行安全交底和防范，二人以上安全互保，且站在上風(fēng)側(cè)，并攜帶氧氣檢測儀，檢測氧含量合格（大于19.5%）之后方可進行作業(yè)。

（5）?????? 制定相應(yīng)的氮氣泄露應(yīng)急處置措施。

4項目成效

4.1?? 各噴吹壓力波動變化情況

全氮氣噴吹時噴吹罐補氣流量曲線波動相對平穩(wěn)

全氮氣噴吹時高爐分配器壓力曲線波動相對平穩(wěn)

4.2?? 煤粉熱量的損失情況

全氮噴吹與混合噴吹對煤粉熱量的損失對比：

備注：從溫度變化來看，全氮氣噴吹對煤粉溫度影響幾乎不存在。

5結(jié)語

高爐噴煤全氮氣噴吹項目，通過把噴吹罐補氣空氣介質(zhì)改用氮氣介質(zhì)，氮氣壓力穩(wěn)定，使噴吹罐補氣壓力和流量保持穩(wěn)定。有利于減少煤粉對管道的磨損，更好的均勻穩(wěn)定噴煤，從而減少對高爐分配器壓力波動的影響，有效提高噴煤的穩(wěn)定率和準(zhǔn)確率，對高爐穩(wěn)定順行起到一定的作用，有效降低消耗，降低成本。