劉西安(寶鋼集團新疆八一鋼鐵有限公司煉鐵分公司烏魯木齊830022)

八鋼2 500 m3高爐噴煤系統(tǒng)產能提升方案探討

劉西安
(寶鋼集團新疆八一鋼鐵有限公司煉鐵分公司烏魯木齊830022)

八鋼三座2 500 m3高爐配套噴煤系統(tǒng)有3個制粉系列，每個系統(tǒng)原設計制粉能力為45 t/h?，F實際制粉能力，夏季32 t/h，冬季27 t/h，遠沒有達到原設計能力。目前按高爐16 000 t/d鐵產量計算，噴煤比只能達到120 kg/t·鐵，現制粉系統(tǒng)產能已嚴重影響到高爐噴煤比的進一步提升。

高爐噴煤布袋除塵布袋壓差

0 前言

八鋼2 500 m3高爐噴煤系統(tǒng)于2008年5月投產。但噴煤系統(tǒng)一直未能達到原設計能力，對高爐噴煤比的進一步提升產生了制約。因此，對噴煤系統(tǒng)產能影響因素進行研究分析，并根據生產工藝、設備現狀、運行成本經濟合理等方面提出噴煤系統(tǒng)的改造建議。

1 八鋼2 500 m3高爐噴煤系統(tǒng)的工藝現狀

1.1 噴煤系統(tǒng)工藝概述

八鋼2 500 m3高爐噴煤系統(tǒng)主要有原煤儲運系統(tǒng)、制粉系統(tǒng)、噴吹系統(tǒng)三部分組成。原煤儲運系統(tǒng)包括干煤棚、橋式抓斗行車、配煤倉、皮帶配料稱、破碎機、固定篩、皮帶機、犁式卸料器等主要設備。干煤棚設計最大儲煤量為2.3萬噸，可供三座2 500 m3高爐最大噴煤量時使用6～8 d。制粉系統(tǒng)設3個制粉生產系列。來煤經供煤皮帶機進入儲煤倉內，再經過給煤送入磨煤機。煤在磨煤機內被磨細和干燥后，經過磨煤機內的分離器，細度合格的煤粉被煙氣帶走經管道進入袋式收粉器；不合格的粗煤粒又回到磨盤中被研磨；煤中較大的硬物如：石子煤經石子煤排放口排到石子煤斗內，定期外排。進入袋式收粉器的煤粉經分離后進入密閉式振動篩篩除雜物，然后進入煤粉倉，凈化后的煙氣由主排煙風機抽引廠房高處的排氣筒排入大氣，排放濃度≤50 mg/ Nm3。制粉系統(tǒng)靠主排煙風機抽引作用處于負壓狀態(tài)。制粉噴吹采用國內外先進技術（中速磨、全負壓布袋收塵、并列雙罐、單管路加雙分配器）。噴煤系統(tǒng)可根據系統(tǒng)檢修情況任意調整三個制噴系統(tǒng)對應三座高爐的順序。

1.2 噴煤系統(tǒng)產能現狀

噴煤制粉有3個系列，每個系統(tǒng)原設計制粉能力為45 t/h，現實際制粉能力，夏季32 t/h，冬季27 t/h，遠沒有達到原設計能力。目前按高爐16 000 t/d鐵產量計算，噴煤比只能達到120 kg/t·鐵，現制粉系統(tǒng)產能已嚴重影響到高爐噴煤比的進一步提升。分析影響制粉系統(tǒng)產能的主要因素有以下幾方面：布袋除塵器進出口壓差較高，制約了風機能力的進一步提升。目前風機轉速1 000轉(額定1 450轉),布袋壓差已達到1 800 Pa～3 000 Pa，濾袋頻繁損壞更換，嚴重制約制粉系統(tǒng)產能發(fā)揮。

2 影響噴煤產能因素分析

通過噴煤系統(tǒng)產能現狀判斷，影響噴煤產能發(fā)揮的主要瓶頸在噴煤除塵系統(tǒng)。這些除塵器自2007年陸續(xù)投入運行后即很快出現各灰斗煤粉收塵量嚴重不均、濾袋過快破損、設備阻力偏高等嚴重問題。

2.1 布袋反吹氣流噴吹管清灰氣流強度分析

通過計算機仿真模擬實驗，噴吹管的19個噴嘴口徑設計不合理，使其清灰強度出現嚴重偏差，見圖1及表1。1#～10#噴嘴清灰能力嚴重不足而抬高了濾袋阻力，而12#～19#噴嘴清灰能力過大而增加了粉塵排放濃度。另外脈沖閥工作能力不足。

圖1 噴吹管內速度場和各噴嘴清灰強度值及其偏差

表1

從表1可看出，清灰最小強度約7.37 kg·m/s2，清灰最大強度約51.6 kg·m/s2，最大最小差率600.00%，清灰強度存在嚴重不均衡現象。

2.2 布袋箱體氣流分布分析

通過計算機仿真模擬實驗，單個箱體內氣流紊亂，灰斗中沉積的煤粉被強力擾動并部分重新掛至濾袋外表面而增加了濾袋的阻力，同時濾袋上部、上中部及下部處氣流速度均高達5～6 m/s，對濾袋產生了磨損，從而導致濾袋快速破損（目前最快3個月即出現破袋）。整臺除塵器進風道氣流分布嚴重不均靠近進口側的2個箱體實際風量大大超過另2個箱體，導致前者收粉量亦大大超過后者。

圖2 除塵器單箱體內氣流速度場

圖3 整臺除塵器內氣流分布

表2 整臺除塵器的12個出口流量及其偏差

從表2可看出：平均最小動量值約3.86，平均最大動量值約3.16，最大最小差率約-18.19%。布袋箱體出口氣流分布嚴重不均勻。

目前除塵器本體阻力高達2 900 Pa（遠超設計值1 600 Pa），而全部為新濾袋時的空載阻力亦高達1 500 Pa。目前除塵器實際處理風量僅約90 000 Nm3/h，遠低于設計值130 000 Nm3/h。

3 噴煤系統(tǒng)布袋改造方案

⑴對除塵器頂蓋板進行維修，減少其漏風量。

⑵將離線閥閥座高度由335 mm降至50 mm，同時更換氣缸，將氣缸行程由現在280 mm增加至565 mm。

⑶采用高效節(jié)能脈沖袋式除塵技術，更換現噴吹清灰裝置包括電磁閥、脈沖閥、氣包、噴吹管等，其中脈沖閥采用高能型，其清灰能力可在現脈沖閥的基礎上提高15%；噴吹管采用大流量均流型，噴吹管各噴嘴清灰強度均勻，清灰效率高，濾袋阻力可由現約1 400 Pa降至約600 Pa。同時粉塵排放濃度≤20 mg/Nm3。

⑷在除塵器的4個灰斗設置有效的氣流分布裝置，使含塵氣流由下往上流動經過氣流分布裝置后速度均勻，從而有效地減少含塵氣流對濾袋的磨損，將濾袋壽命整體提高到2年以上。本氣流分布裝置采用計算機仿真技術設計。

⑸在除塵器進風道內設置有效的氣流分布裝置，使含塵氣體均勻地進入4個箱體，減少收粉量的不均勻性，亦大大減輕靠近進風口側2個箱體的負荷，從而有助于減少濾袋的破損，且降低除塵器阻力和粉塵排放濃度。本氣流分布裝置亦采用計算機仿真技術設計。

4 改造后預計效益

⑴本項目改造完成后，兩個制粉系列即可滿足3座高爐2.2利用系數125 kg煤比的需求，三個制粉系統(tǒng)可實現開二備一的模式。制粉系統(tǒng)功率負荷按80%計算，每年可節(jié)約用電：350 d×24 h×2 610 kWh× 0.6=1315.44×104kWh。

⑵現脈沖閥反吹形式采用無間隔連續(xù)反吹，每次耗氣量約0.4 Nm3，改造后間隔反吹形式，反吹間隔時間30 min，每年節(jié)省清灰用N2約41.5×104Nm3。

⑶每個除塵器布袋裝機量為1 520條，3個除塵共計4 560條。2013年1月～10月共計更換布袋8 724條，本項目改造完成后，布袋更換周期可達兩年，平均每年更換布袋2 280條，每年可降低布袋使用量6 444條。

⑷每個除塵器脈沖閥膜片裝機量為80個，三個除塵共計240個。2013年1月～11月更換脈沖閥膜片140個,12月還需更換40個共計更換180個，本項目改造完成后，脈沖閥膜片周期可達兩年，平均每年更換脈沖閥膜片120個，每年可降低脈沖閥使用量60個。

5 結論及建議

影響噴煤系統(tǒng)產能發(fā)揮的主要因素在噴煤布袋除塵系統(tǒng)，由于現有設施的缺陷，造成系統(tǒng)氣流分布嚴重不均衡、布袋清灰效果差、布袋壓差處于較高狀態(tài)。通過對現有設施的局部改造，可消除以上影響因素，提升噴煤系統(tǒng)產能。

［1］金艷娟.高爐噴煤技術.

［2］湯清華.高爐噴吹煤粉知識問答.

收稿:2015-05-18

10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2015.03.031