【摘 要】 印度某高爐噴煤工程采用中速磨煤機和高濃度低壓脈沖收粉器進行一級收粉的短流程直排制粉工藝，以及并罐流化上出料濃相單管路直接噴吹工藝。在總結(jié)以往生產(chǎn)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，通過對噴煤進行優(yōu)化設(shè)計，投產(chǎn)后迅速達產(chǎn)達效，使用效果較好。

【關(guān)鍵詞】 噴煤 ?直接噴吹 ?濃相

印度某鋼廠550m3高爐噴煤工程于2007年一次性投產(chǎn)成功，迅速達產(chǎn)，煤比穩(wěn)定在130kg/t左右。

1 高爐噴煤系統(tǒng)

1.1 高爐噴煤系統(tǒng)組成

高爐噴煤系統(tǒng)由原煤儲運系統(tǒng)、干燥惰化系統(tǒng)、制粉系統(tǒng)、噴吹系統(tǒng)、三電系統(tǒng)組成。按照煙煤進行設(shè)計。結(jié)合印度當(dāng)?shù)氐臍庀蟆⒃系忍攸c，噴煤工藝設(shè)計采用中速磨煤機直排制粉、采用熱風(fēng)爐廢煙氣與升溫爐燃燒煙氣作為干燥惰化氣體、并罐上出料、總管加分配器直接噴煤技術(shù)等。表1示出了噴煤主要設(shè)計指標(biāo);表2示出了高爐噴煤工藝流程[1]。

1.2 原煤儲運系統(tǒng)

原煤儲運系統(tǒng)與高爐的原料廠處于同一位置，并設(shè)地下受料坑供給噴煤系統(tǒng)使用。地下受料坑設(shè)兩個15m3地下受料倉，倉下各設(shè)一臺敞開式稱重給煤機，下設(shè)平皮帶機，帶寬B=650mm，帶速V= 1.25m/s。通過裝載機上煤，以及使用稱重給煤機配煤，實現(xiàn)煙煤、無煙煤混合，從而滿足高爐需求。

在地下受料倉的三個側(cè)面，設(shè)除塵罩及專用除塵器，用來吸收上煤時產(chǎn)生的灰塵，從而使這塊易揚塵區(qū)域，清潔生產(chǎn)。

1.3 干燥惰化系統(tǒng)

制粉系統(tǒng)的干燥煙氣溫度<300℃，流量35000Nm3/h。為了充分利用廢熱，設(shè)高溫?zé)煔庖L(fēng)機，抽取熱風(fēng)爐廢煙氣，其溫度為150℃。為了彌補其溫度不足和波動，設(shè)置燒高爐煤氣的煙氣升溫爐，用其產(chǎn)生高溫?zé)煔猓⑴c熱風(fēng)爐廢煙氣在煙氣升溫爐前端混合，滿足制粉系統(tǒng)的干燥氣要求。

為了防止熱風(fēng)爐廢煙氣溫度>300℃對制粉系統(tǒng)造成不利影響，設(shè)計煙氣自循環(huán)系統(tǒng)。若熱風(fēng)爐廢煙氣溫度超溫，引用部分自循環(huán)煙氣冷卻熱風(fēng)爐廢煙氣，若溫度還超，切斷熱風(fēng)爐廢煙氣，全部采用煙氣自循環(huán)系統(tǒng)。

1.4 制粉系統(tǒng)

制粉系統(tǒng)主要有原煤倉、密閉式給煤機、磨煤機、布袋收粉器、煤粉倉、主排風(fēng)機及相應(yīng)的附屬設(shè)備等。原煤倉、煤粉倉均為圓鋼倉，原煤倉錐段采用雙曲線結(jié)構(gòu)，并設(shè)置吹掃閥防止其堵煤。在原密閉式稱重皮帶給煤機的基礎(chǔ)上，設(shè)置吹掃裝置，防止因掉煤造成的皮帶機跑偏。中速磨煤機制粉，能力25t/h，液壓加載機構(gòu)可以磨印度較硬的原煤。布袋收粉器采用離線高濃度長袋脈沖反吹型式。

1.5 噴吹系統(tǒng)

噴吹系統(tǒng)按照氣固兩相流原理設(shè)計。噴吹罐按照壓力容器標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計。噴吹系統(tǒng)采用并罐上出料濃相直接噴吹方式。輸送煤粉濃度最低25kg/Nm3。

1.6 三電系統(tǒng)

采用S7-300 PLC系統(tǒng)，對整個原煤儲運系統(tǒng)、干燥惰化系統(tǒng)、制粉系統(tǒng)、噴吹系統(tǒng)等均實現(xiàn)遠程操作。

所有的系統(tǒng)控制點、儀表參數(shù)均進入主PLC系統(tǒng)。采用DP通訊方式，將磨煤機、布袋收粉器等設(shè)備的PLC與主系統(tǒng)PLC通訊。使所有設(shè)備的運行值、報警值、歷史記錄等參數(shù)清晰反映。

2 高爐噴煤系統(tǒng)特點

2.1 制粉系統(tǒng)特點

制粉和噴吹合建在一個廠房內(nèi)，采用總管加分配器直接噴吹工藝流程，省去輸送煤粉環(huán)節(jié)，減少設(shè)備和維修量，節(jié)約氣體消耗量。

采用立式中速輥式磨煤機，制粉能力25t/h，具有投資省、電耗低、噪聲小等優(yōu)點。磨輥、磨碗弧弧接觸，接觸面積較大，且采用液壓加載方式，加載力大，適用煤種廣泛，受硬度限制較小，噸煤耗能小，磨輥輥皮可單獨更換，也可廠內(nèi)自行堆焊，維修維護簡便成本低。

采用一級布袋收粉工藝。磨機系統(tǒng)只在末端設(shè)一臺排煙風(fēng)機，磨機和收粉系統(tǒng)處在負壓條件下工作，為防止煤粉外溢，保證安全提供了有利條件。最終放散氣體含塵濃度<30mg/m3。

2.2 噴吹系統(tǒng)特點

噴吹罐采用并罐上出料濃相輸送方式，噴吹罐壓力和噴吹補氣同時作為煤粉噴吹流量控制手段，自動倒罐全自動噴吹。噴吹罐配有高精度的稱量裝置及其校稱裝置。噴吹罐能夠滿足恒壓精確自動噴吹，實現(xiàn)自動換罐、自動加料、充壓，自動噴吹等。

噴吹罐在設(shè)定的壓力下將煤粉連續(xù)、均勻的送入噴煤管道，通過電子稱計量可計算煤粉噴吹的平均及瞬時流量。煤粉流量調(diào)節(jié)主要通過調(diào)節(jié)二次風(fēng)量大小來調(diào)節(jié)噴煤量，或通過改變噴吹壓力來改變噴煤量。

由噴煤站至爐頂平臺上放置的煤粉分配器采用單根噴煤總管。分配器分成14個支頭，分別接出14根DN25的噴吹支管，分別與高爐風(fēng)口直吹管相通。錐式分配器分配均勻，誤差<3%。

2.3 干燥惰化系統(tǒng)特點

采用熱風(fēng)爐廢煙氣、煙氣爐高溫?zé)煔?、自循環(huán)煙氣作為干燥惰化系統(tǒng)惰化介質(zhì)。

熱風(fēng)爐在換爐時排放廢廢氣中O2含量可能超標(biāo)，影響到制粉生產(chǎn)。對此制定了高爐檢修時制粉與熱風(fēng)爐的聯(lián)系制度，盡量使熱風(fēng)爐高爐煤氣燃燒充分，減少O2含量。

當(dāng)熱風(fēng)爐廢煙氣異常時，采用自循環(huán)煙氣。保證制粉所需的干燥氣，其溫度控制在300℃左右，既保證了噴吹煙煤安全需要的低氧氣氛，又充分利用了廢氣余熱，達到安全和節(jié)能的雙重目的。

2.4 控制系統(tǒng)特點

噴煤工藝均采用計算機實現(xiàn)電氣、儀表自動化控制，完成生產(chǎn)工藝操作所需要的各種參數(shù)檢測及設(shè)定，執(zhí)行設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視、故障報警顯示、打印，根據(jù)操作人員的人工設(shè)定值，完成工藝設(shè)備的自動連鎖順序控制。

人機接口裝置（HMI）過程監(jiān)控畫面用于監(jiān)控各生產(chǎn)流程中的主要設(shè)備和過程數(shù)據(jù);參數(shù)設(shè)定畫面用于大量過程參數(shù)的設(shè)定;診斷畫面用于判別主要被控設(shè)備及控制系統(tǒng)的可操狀態(tài)，如某電機是否可以投入自動等;故障報警和趨勢記錄畫面既包括實時數(shù)據(jù)又包括歷史數(shù)據(jù)，還提供報警過濾功能以及通過報警等級和優(yōu)先級的排序功能;報表記錄畫面用于產(chǎn)生符合操作員生產(chǎn)習(xí)慣的報表并可根據(jù)需要選擇自動打印或人工打印;操作及事件記錄畫面對重要設(shè)備的起?；蛑匾^程參數(shù)的變化進行記錄，還可對操作者和操作時間進行記錄。

2.5 整體設(shè)計特點

原煤倉、煤粉倉采用獨特的鋼構(gòu)件形式。原煤倉、煤粉倉均采用三點壓力傳感器稱重。不同于傳統(tǒng)形式，將壓力傳感器置于筒體側(cè)面，而是將壓力傳感器直接置于倉筒體下方，無附加力矩。降低倉的整體重量，但增加了其穩(wěn)定性，相同廠房面積下，增加了其體積，降低了廠房高度5～8m。

煤粉倉下設(shè)鍋底形流化裝置，可以迅速的下粉至噴吹罐。且其上設(shè)有點式流化器，可以促進下粉，又可以保證煤粉倉的惰化氣氛。鍋底流化裝置采用φ2200直徑橢圓封頭，無大流化板，基本免維修。使用這一結(jié)構(gòu)，煤粉倉至噴吹罐管道短，可降低廠房高度3m。

2.6 安全技術(shù)措施

（1）噴吹罐加壓、流化、二次補氣采用氮氣。

（2）噴吹罐停噴檢修前先用壓縮空氣吹掃趕盡罐內(nèi)殘存氮氣。

（3）對噴煤罐和噴煤管道采取接地措施，防止靜電積累。

（4）在噴吹系統(tǒng)的溫度、壓力超過安全規(guī)定時，報警并采取相應(yīng)措施。

（5）為防止突然停電事故，系統(tǒng)中設(shè)有UPS電源，以保證一定時間的供電。

（6）系統(tǒng)中設(shè)有緊急事故操作按鈕，確保系統(tǒng)安全。

3 噴煤運行參數(shù)

中速磨銘牌制粉能力25t/h，實際生產(chǎn)中由于采用的工藝合理，最高時已達到28t/h，加之短流程收粉工藝，制粉成本大大降低;采用濃相輸送技術(shù)以及利用熱風(fēng)爐廢氣干燥原煤，大大降低了壓縮空氣、煤氣等能源消耗;自動化水平高，所有崗位實現(xiàn)無人值守。高爐噴吹操作參數(shù)，見表2。

通過一系列的噴煤工藝和高爐操作改進，高爐爐況穩(wěn)定順行，取得了較好效果。高爐噴煤后的主要技術(shù)指標(biāo)見表3。

從表3可以看出，噴煤后煤比提高，焦比降低，去除入爐品位因素和中修因素，噴煤效果是顯著的。煤比提高，瓦斯灰中C含量沒有大的升高。

受制于印度礦鋁高的缺點，以及風(fēng)溫不高等劣勢，通過提高富氧量來提高噴煤量。

4 結(jié)語

（1）生產(chǎn)實踐證明，印度某高爐噴煤系統(tǒng)設(shè)計是成功的。本次設(shè)計依據(jù)科學(xué)的理論基礎(chǔ)，充分采納了本單位多年來積累的豐富經(jīng)驗，并結(jié)合印度當(dāng)?shù)貤l件，保證了系統(tǒng)迅速達產(chǎn)達效，生產(chǎn)穩(wěn)定順沒有因噴煤系統(tǒng)故障，造成高爐停噴煤粉。先進的噴煤工藝和技術(shù)是提高煤比，降低能耗的前提。

（2）噴煤系統(tǒng)已經(jīng)安全運行7年，無大的故障，無安全事故。

（3）如果風(fēng)溫在1100℃以上，富氧率在3.5%以上的高爐，煤比可以提高到150kg/t以上。

參考文獻：

[1]陳偉.天鐵高爐混噴技術(shù)改進及實踐[J].煉鐵交流，2013（3）：50-52.