趙文彪，侯紅光，裴潤利

（山西建邦集團有限公司通才煉鐵廠，山西 曲沃 043400）

到2019年初，山西建邦集團有限公司通才煉鐵廠噴煤區(qū)域共3臺立式中速磨機，1號磨機為2002年合肥產(chǎn)HBR兩輥中速磨（見圖1），設計為全無煙煤生產(chǎn)，已不能滿足現(xiàn)生產(chǎn)需求；2號磨機設計能力為31.5 t/h，現(xiàn)產(chǎn)35 t/h；3號磨機設計能力最大為45 t/h，當時只能產(chǎn)42 t/h，即每小時噴煤量只能制粉77 t。合肥產(chǎn)的原1號磨機使用年久已無修理價值，恰逢2019年初煉鐵廠決定對通才3號1 860 m3高爐中修、燒結(jié)大修，計劃于2019年4月中旬全面啟動，5月底結(jié)束。所以當時做了如下考慮：燒結(jié)大修擴容后日均產(chǎn)量的提升，會使石灰窯現(xiàn)有通過高爐煤氣燃燒生產(chǎn)石灰的工藝無法滿足需求，因此將磨制全煙煤粉進行輸送，既能達到需求的燃燒熱量，又能在很大程度上降低石灰生產(chǎn)的成本；如果2號、3號磨機任何1臺發(fā)生超過4 h的故障，就會造成高爐斷煤事故，存在較大安全隱患，故急需恢復1號磨機的制粉能力；現(xiàn)有的噴吹、上料系統(tǒng)均不存在較大問題，而新購1臺磨機需要花費230萬元，本著節(jié)約成本的理念，在廠房高度、空間受限的情況下，考慮利舊1臺時產(chǎn)能在25 t以上的立式中速磨機。

圖1 HBR兩輥中速磨

1 噴煤工藝

煉鐵廠石灰窯噴吹煤粉采用了集中制粉、超遠距離氣體濃相輸送方式噴煤到石灰窯收粉倉管道，噴煤距離為1 810 m，采用單管路的全氮氣遠距離輸送噴吹方式。原煤棚東西方向分別為煙煤、無煙煤，由汽車運入煤場，目前采用全自動無人天車和人工操作天車的半自動方式，抓料送入受料倉，煙煤單獨經(jīng)過一條平皮帶、一條大傾角裙邊皮帶輸送到雙曲線煤倉，在打開落煤閥門時，全密閉式稱重給煤機啟動，將煙煤送入中速立磨落煤管中進行煤粉磨制，而后接入熱風爐將廢氣加熱，由風機抽送混合的煙氣，再經(jīng)過布袋收粉器收集，釋放入煤粉倉，最終將壓縮氮氣鼓入氮氣罐，與煙氣混合后噴吹至石灰窯。石灰窯噴煤工藝畫面如圖2所示。

圖2 石灰窯噴煤工藝畫面

2 石灰窯噴煤的系統(tǒng)優(yōu)化

2.1利舊ZGM80G磨機

由于考慮到原1號磨機廠房高度受限，經(jīng)過外出考察后發(fā)現(xiàn)1臺閑置的ZGM80G型中速磨（見下頁圖3）在外形尺寸、制粉能力上基本符合煉鐵廠石灰窯用煤的要求。經(jīng)過多次協(xié)商，最終確定將此磨煤機進行利舊，隨后組織人員到現(xiàn)場保護性拆除了ZGM80G磨機，拉運回公司，并安排車間維修人員對磨機的每個零部件進行了清理、清洗、檢查；更換了該磨機的蝸桿泵與一個液壓蓄能器，對主要間隙參數(shù)重新進行了調(diào)整，在原2號磨機基礎(chǔ)上進行了二次鉆孔、二次灌漿，后又對原給煤機進行了更新，對上煤系統(tǒng)、原煤倉、煤粉倉、噴吹系統(tǒng)進行了大的檢修，對電氣系統(tǒng)進行了防爆電氣更換，自動化方面又重新做了工業(yè)聯(lián)鎖自動控制系統(tǒng)，利舊后的磨機于2019年1月18日試運行成功。

圖3 ZGM80G磨機

2.2 優(yōu)化石灰窯煤粉指標

2019年1月18日磨機投運后，開始為石灰窯磨制煤粉，石灰窯煤粉指標從原來的19%揮發(fā)份提高到了目前的36%（截止到2021年1月），細度為200目的煤粉含量從原來的83.5%提高到了89%。隨著全煙煤的使用，石灰窯產(chǎn)量提升、用煤量下降、石灰成本下降50元/t，至2019年7月20日石灰窯日產(chǎn)量已突破700 t，日均用煤量為108.37 t，到2021年1月石灰窯日均產(chǎn)量穩(wěn)定在750 t左右，日均用煤量在120 t左右（見表1）。

表1 石灰窯噴煤關(guān)鍵指標

2.3 實現(xiàn)熱風爐廢氣再利用

1號磨機為石灰窯磨制全煙煤后，由于煙煤揮發(fā)份高、易燃燒，因此在生產(chǎn)過程中，風速較快會使得中速磨機排渣口發(fā)生著火現(xiàn)象，造成整個系統(tǒng)溫度升高，從而發(fā)生事故。通過去外廠對石灰窯磨煤進行考察，發(fā)現(xiàn)該廠利用石灰窯窯尾廢氣來烘干原煤。結(jié)合通才高爐熱風爐的廢氣溫度在200℃左右，產(chǎn)生的廢氣量共190 000 m3/h，2號、3號磨機分別使用60 000 m3/h、80 000 m3/h，1號升溫爐的使用量在40 000 m3/h左右，剛好滿足磨煤要求。全用廢氣后，節(jié)約高爐煤氣1 400 m3/h，磨機進口溫度一般控制在120℃左右，出口溫度控制在65℃左右，實現(xiàn)了熱風爐廢氣溫度的再利用，煤粉化驗結(jié)果如表2。

表2 煤粉化驗結(jié)果

2.4 改造煤粉倉下料口（見圖4、圖5）

圖4 改造設計圖（mm）

圖5 改造煤粉倉下料口施工現(xiàn)場

改造煤粉倉下料口，將原錐形下料口的直徑由2 300 mm改為900 mm，以實現(xiàn)下料順暢不堵料、消除煤粉堆積燃爆隱患。

3 全煙煤噴吹的安全措施

對全煙煤噴吹過程采取以下安全措施：將磨機主電機、閥門等電器設備更換為防爆型；對所有法蘭連接點處新裝防靜電接地線，定期監(jiān)測接地阻值合格；在自動化磨機進出口加裝溫度報警、系統(tǒng)φ（O2）超標報警、系統(tǒng)φ（CO）超標報警以及N2與噴吹點氣壓聯(lián)鎖、嚴禁向罐內(nèi)反吹空氣聯(lián)鎖等，以確保系統(tǒng)穩(wěn)定與安全；對全煙煤磨煤制定了實用可行的安全技術(shù)操作規(guī)程，根據(jù)熱風爐廢氣溫度情況，停止使用原煤氣加熱爐，利用全廢氣實施生產(chǎn)，保證了無明火生產(chǎn)，降低了系統(tǒng)φ（O2），對送煤制定了吹掃制度、停送煤措施及各點溫度、壓力變化等相應的緊急處理預案，以確保全煙煤生產(chǎn)的安全穩(wěn)定；石灰窯部分加了N2保護，倘若發(fā)生煤粉燃燒現(xiàn)象，可使用N2進行滅火。

4 結(jié)論

1）在安全控制措施到位的情況下，對石灰窯噴吹的37%高揮發(fā)分、易燃易爆的煤粉進行超遠距離（1 810 m）氮氣輸送是安全的；

2）要確保高揮發(fā)分煙煤的安全生產(chǎn)，必須將布袋收粉器出口的φ（O2）控制在6%以下，磨機進口溫度≤180℃、出口溫度≤70℃，布袋收粉器、煤粉倉溫度≤60℃，噴吹罐溫度≤55℃；

3）為了安全起見，200目的煤粉細度控制在≤85%，揮發(fā)份控制在30%以下；

4）對煤粉的存放時間上應注意：保證4 h內(nèi)使用完畢，堅決不能超過8 h存放時間；

5）全無煙煤設計的噴煤工藝經(jīng)過技術(shù)改造后，完全能夠滿足全煙煤生產(chǎn)的需求；

6）隨著石灰窯全煙煤粉的供應，石灰石可更好地服務于燒結(jié)，燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定提升，高爐指標不斷改善，實現(xiàn)良性循環(huán)及效益更大化。