煤粉混噴技術(shù)在天鐵1#高爐的應(yīng)用

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（天津天鐵冶金集團(tuán)煉鐵廠，河北涉縣056404）

0 引言

天鐵1#高爐是一座擴(kuò)容750 m3高爐，采用中速磨負(fù)壓制粉加一級布袋收粉工藝，干燥氣體從磨煤機(jī)進(jìn)氣口進(jìn)入機(jī)體，煤粉顆粒被干燥氣烘干并攜帶上升，進(jìn)入分離器，較粗大顆粒撞在分離氣體的襯板上返回重磨，細(xì)度合格進(jìn)入煤粉收集系統(tǒng)。共配置有2臺上海重型機(jī)器廠生產(chǎn)的10 t/h能力的中速磨，2套750 m2的除塵器，2臺處理風(fēng)量為4.8萬m3/h的主排風(fēng)機(jī)?；旌厦簣霭惭b有3部天車，采用汽車和火車進(jìn)行原煤倒運(yùn)，可實(shí)現(xiàn)原煤的配比混合。安裝有工業(yè)電視，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程可視化監(jiān)控。操作實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集控控制，自動化水平大幅提高。充分利用高爐乏氣作為制粉干燥氣，節(jié)約了能源。煙煤和無煙煤按一定配比混合后經(jīng)皮帶送至煤斗，供應(yīng)制粉。制備的煤粉經(jīng)煤粉倉落至噴吹罐。通過1#2#3#噴吹罐加壓后將煤粉直接噴送至高爐各風(fēng)口。富氧對高爐冶煉過程噴煤的影響，高爐鼓風(fēng)含O2提高之后，能加速高爐風(fēng)口前的燃燒過程，提高理論燃燒溫度，強(qiáng)化高爐冶煉，增加高爐煤比，但其和高爐提高風(fēng)溫不同，它不能帶入附加的熱量。噴煤過程中也出現(xiàn)了一些問題，在技術(shù)改造后得到了解決。

1 噴煤系統(tǒng)

1#高爐噴煤系統(tǒng)由場地干煤棚、煤粉運(yùn)輸、煤粉制備、煤粉儲存和煤粉噴吹幾部分構(gòu)成，干煤棚為33 m×120 m。煤池標(biāo)高2.000 m，貯煤量約1.4萬t，可貯存1座高爐約10天的用煤。干煤棚內(nèi)設(shè)3臺10 t抓斗橋式起重機(jī)LK=31.5 m，作轉(zhuǎn)堆和供料之用。干煤棚內(nèi)設(shè)3個受料斗，受料斗下設(shè)稱重給煤機(jī)，生產(chǎn)的需要分別調(diào)節(jié)3臺稱重給煤機(jī)的給煤量，達(dá)到所需的噴吹原煤配比。經(jīng)過配比后的原煤由帶式輸送機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)，經(jīng)過除鐵、除渣，送往噴煤主廠房原煤倉上層平臺，通過安裝在帶式輸送機(jī)上的犁式卸料器卸入原煤倉。帶式輸送機(jī)B=1 000 mm，Q=300 t/h，v=1.6 m/s。流程為：火車、汽車進(jìn)煤→干煤棚→抓斗吊→配煤斗→封閉稱重給煤機(jī)→帶式輸送機(jī)→除鐵、除渣→帶式輸送機(jī)→犁式卸料器→原煤倉。

2 噴煤工藝技術(shù)改造

2.1 技術(shù)改造前工藝

原煤經(jīng)配煤、破碎、除去金屬雜物后用皮帶機(jī)送至主廠房原煤倉內(nèi)。原煤倉中的煤經(jīng)其出口的擋板閥進(jìn)入電子皮帶稱給煤機(jī)，再由給煤機(jī)從磨煤機(jī)中心落煤管喂入中速磨，落在旋轉(zhuǎn)的磨盤上，煤在離心力的作用下，向磨盤的周緣移動。當(dāng)煤通過磨盤和磨輯之間時，被研磨成煤粉。己磨成的煤粉顆粒繼續(xù)向外移動，最后拋向磨盤周緣。

依靠主排風(fēng)機(jī)的抽力形成的負(fù)壓，干燥劑從磨煤機(jī)側(cè)體進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入磨機(jī)并通過磨盤周緣自下而上。煤粉顆粒被干燥劑干燥并攜帶上升，在分離器內(nèi)較重的粗大煤粉顆粒碰撞在分離器之襯板上返回磨盤，再研磨。較輕的細(xì)小煤粉顆粒通過分離器上部的折向門裝置，折向葉片使風(fēng)和粉的混合物在內(nèi)錐體里產(chǎn)生旋流，細(xì)度不合格的煤粉沿著內(nèi)錐體內(nèi)壁從旋流中被分離并返回磨盤上部研磨?；祀s在煤中輸入的任何游鐵或其它難以研磨的雜質(zhì)和石子煤從磨盤邊緣溢出，靠自重落入磨煤機(jī)底座。裝在磨盤殼上一起轉(zhuǎn)動的刮板裝置，將這些雜物刮入石子煤排出口，定期排放。

從磨煤機(jī)排出的合格煤粉與氣體混合物經(jīng)管道進(jìn)入袋式除塵器，煤粉被收集入灰斗，當(dāng)被分離的氣體含塵濃度小于50 mg/N時，由主排風(fēng)機(jī)排入大氣?；叶分械拿悍劢?jīng)振動篩后落入煤粉倉，定期清理振動篩上雜物。噴煤系統(tǒng)工藝見圖1。

噴吹系統(tǒng)采用并列罐下出料加總管加分配器工藝，為噴吹罐并列布置。當(dāng)一個噴吹罐在進(jìn)行噴吹時，另一個噴吹罐泄壓、裝粉、加壓，噴吹過程來循環(huán)完成。噴煤技術(shù)改造前噴吹技術(shù)指標(biāo)見表1。

2.2 制粉管系統(tǒng)控技術(shù)改造

（1）在制粉系統(tǒng)完善自動控制、集中鍵盤控制、增加緊急手動控制、機(jī)旁控制。在原有溫度、壓力、流量、重量、料位基礎(chǔ)上添加CO含量、O2含量等顯示、報警等功能，對干燥劑的溫度及流量、磨煤機(jī)出口溫度等設(shè)置自動調(diào)節(jié)。有關(guān)的參數(shù)超過上限時，自動充氮保護(hù)，監(jiān)控工作狀態(tài)的監(jiān)控畫面。

（2）制粉量與噴煤量保持平衡。根據(jù)噴吹要求量自動調(diào)節(jié)給煤機(jī)給煤量，當(dāng)煤粉倉煤粉料位處于低料位時，制粉量略高于噴吹量，直到煤粉倉內(nèi)煤粉料位處于適當(dāng)料位時，制粉量與噴煤量才相同。

（3）依據(jù)磨煤機(jī)出口溫度 ,調(diào)節(jié)干燥劑溫度。達(dá)到干燥劑流量與制粉量可以自動平衡。由于原煤水分對磨煤機(jī)出口溫度影響很大，當(dāng)調(diào)節(jié)干燥劑溫度難以滿足要求時，調(diào)節(jié)干燥劑流量即可。

圖1 噴煤系統(tǒng)工藝圖

表1 2016年噴煤指標(biāo)

（4）增設(shè)噴槍清堵裝置，噴吹管道長壓力損失大造成一定程度噴槍堵塞，在送往高爐的噴吹支管上安裝在線監(jiān)測傳感器，監(jiān)測噴煤支管煤粉流量，發(fā)現(xiàn)堵塞時通過反吹系統(tǒng)解決堵塞。

（5）制粉采用中速磨煤機(jī)，取消粗粉分離器，采用一次布袋收粉，使工藝技術(shù)簡單化。磨煤機(jī)入口處壓力自動調(diào)節(jié)。采用調(diào)節(jié)主排風(fēng)機(jī)液力偶合器來控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速,維持磨煤機(jī)入口處壓力在適當(dāng)范圍。制粉工藝見圖2。

圖2 制粉工藝圖

每個倉儲煤量為330 t，可滿足磨煤機(jī)滿負(fù)荷工作8 h。為保證原煤倉下料順用兩臺一級高濃度低壓脈沖長袋除塵器作為制粉系統(tǒng)收粉設(shè)備。原煤倉兩個倉,在每個倉下部設(shè)置2臺倉壁振動器和4臺空氣炮。給煤能力為70 t/h。2017年噴煤指標(biāo)見表2。

2.3 高爐噴吹技術(shù)改造成果

（1）噴煤設(shè)備能力按煤比達(dá)到200 kg/t·Fe。

（2）噴吹煤為無煙煤、煙煤，煤粉揮發(fā)達(dá)到15%以上。

（3）煤比達(dá)到 143.74 kg/t。

（4）對比2016年與2017年高爐利用系、數(shù)風(fēng)溫和富氧率，技術(shù)改造后效果明顯。2016年與2017年指標(biāo)對比數(shù)據(jù)表3。

3 設(shè)備技術(shù)改造后問題處理措施

3.1 布袋除塵器灰斗溫度持續(xù)高和布袋壓差持續(xù)高

布袋除塵器灰斗溫度持續(xù)高時應(yīng)檢查卸灰閥、振動篩、下粉管是否堵塞或發(fā)生故障。手觸布袋除塵器灰斗是否溫度高于40℃，檢查灰斗是否積粉。若布袋壓差持續(xù)增高，應(yīng)檢查反吹風(fēng)壓是否大于0.35 MPa，反吹閥動作是否正常，有無漏風(fēng)。卸灰閥、振動篩、下粉管是否堵塞或發(fā)生故障，灰斗是否積粉。

表2 2017年噴煤指標(biāo)

表3 2016與2017年指標(biāo)對比數(shù)據(jù)

3.2 白煤排出異常情況

磨機(jī)入口風(fēng)壓控制過小、給煤機(jī)給煤量過大時，原煤雜物過多，原煤質(zhì)量較差，磨機(jī)葉輪節(jié)流環(huán)磨損掉落嚴(yán)重。應(yīng)檢查判斷磨機(jī)內(nèi)刮板是否斷裂掉落，檢查風(fēng)道石子煤排出口是否有雜物和燃燒結(jié)焦堵塞，石子煤排出口管道閥門處是否有雜物和燃燒結(jié)焦堵塞。

3.3 系統(tǒng)風(fēng)溫突然增高原因

確認(rèn)煤氣壓力是否正常時，應(yīng)檢查煤倉有無懸料，給煤機(jī)是否有故障，給煤機(jī)下煤管是否堵塞。如短時間無法查明原因，應(yīng)及時控制系統(tǒng)風(fēng)溫，關(guān)閉熱風(fēng)切斷閥，調(diào)整降低系統(tǒng)風(fēng)壓。

4 實(shí)施效果

噴吹煤粉在爐內(nèi)燃燒會消耗鼓風(fēng)中的氧，因此調(diào)節(jié)噴吹量時，會影響爐料下降速度，使增加噴吹量料速減慢，減少噴吹量料速加快。配有富氧影響將更為明顯，加氧料速會加快，尤其要嚴(yán)格掌握反富氧噴煤時的調(diào)劑。擴(kuò)大噴煤量的操作，主要要做好熱制度，即負(fù)荷的調(diào)整，分步實(shí)施降低設(shè)備故障頻次，保障了噴吹系統(tǒng)的持續(xù)進(jìn)行，穩(wěn)定了噴煤比，降低了燃料消耗。噴煤系統(tǒng)自2017年7月以來，噴煤比從16年的120 kg/t增加到目前的140 kg/t左右。除11月份有72 h富氧量低于月均58 000 m3，造成噴煤量偏低。各系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)情況良好，取得了一定成效，大高爐噴煤技術(shù)還有待進(jìn)一步探索及提高。

5 結(jié)束語

高爐噴吹操作由高爐遠(yuǎn)程控制，為保持高爐正常噴吹，應(yīng)提前組織噴煤工和高爐工長學(xué)習(xí)，做好噴煤過程中各種設(shè)備事故的預(yù)防措施。從長期觀察中發(fā)現(xiàn)，確保風(fēng)溫不低于1 180℃，富氧量每日不低于58 000 m3，有利于正常噴吹。高爐噴煤技術(shù)依托于高爐操作，爐況的順行與焦炭負(fù)荷有直接關(guān)系。經(jīng)分析，11月份焦炭負(fù)荷略低于其他月份是導(dǎo)致噴煤時間差異煤比偏低的原因。噴煤指標(biāo)的技術(shù)提升不僅和原燃料條件有直接關(guān)系，與高爐噴煤設(shè)備技術(shù)革新也是分不開的。原燃料條件改善，入爐品位提高渣量減少，有利于提高煤比。