浅谈第二炼铁厂喷煤节能降耗

2020年第4期南钢科技与管理37
浅谈第二炼铁厂喷煤节能降耗
张金山
（第二炼铁厂）
摘要:介绍第二炼铁厂喷煤喷吹系统自动化程序优化及喷吹模式创新，以喷煤制粉生产过程控制、降低氮气消耗为例阐述节能降耗措施，为高炉炼铁成本降低提供有力帮助。

关键词:喷煤工艺优化节能降耗
Discussion on Energy Saving and Consumption
Reduction of Coal Injection in Iron-making Plant2#
ZHANG Jinshan
(Iron-making Plant2#)
Abstract:This paper introduces the automatic program optimization and injection mode innovation of coal injection sys­tem in Iron-making Plant2#.Taking the pulverizing production process control and reducing nitrogen consumption as an example,the energy saving and consumption reducing measures are elaborated,which can provide powerful help for re­ducing the cost of blast furnace iron-making.
Keywords:Coal Injection,Process Optimization,Energy Saving and Consumption Reduction
引言
高炉喷煤系统是组成炼铁生产工艺流程的重要一环,是高炉冶炼过程中以煤代焦、节约能源成本和焦炭资源的重要措施。

高炉对其生产过程的连续性、稳定可靠性要求很高，这就对喷煤的生产过程控制有很高的要求。

第二炼铁厂2000n?于2014年初投入生产，在工程建设时就引入自动化理念，并在持续生产中不断改进完善工艺流程，不断挖掘设备潜能，为高炉成本降低提供有力帮助。

在高炉喷煤的生产过程中，作为喷煤系统中核心部分的自动化控制系统应建立严密的控制体系，从提高喷吹的稳定性到严格完整的控制都须不断的研究和优化,以确保喷煤系统的安全稳定高效运行。

本文阐述今几年南钢喷煤工艺不断改进的成果及开展节能降耗的有效举措。

1喷煤工艺流程介绍
原煤由火车（汽车）运至煤场，然后用行车将火车（汽车）上的原煤卸至煤场。

需要输送原煤时，由煤场内的行车将原煤装入受煤斗（3只），经受煤斗下的计量皮带机（3条）、平皮带机和配仓皮带机运至原煤仓。

原煤仓的原煤经圆盘给料机均匀的加入磨煤机。

干燥剂为热风炉废气和烟气炉高温废气以及部分自循环烟气的混合气。

干燥剂经过高温引风机和制粉系统中的排粉风机形成的负压吸入磨煤机。

磨煤机磨制的合格煤粉沿磨机出口管道进入布袋收粉器被收集后进入煤粉仓。

煤粉仓下的高压并列式喷吹罐将煤粉向高炉输送。

高炉平台上设分配
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器，由管道输送过来的煤粉经分配器支管通过插入高炉风口直吹管的喷枪喷入风口。

1.1上料系统
1.1.1本系统包括原煤的卸、贮、配、输四个环节和辅助设施。

1.1.2储煤场建筑面积150x33m2,内设10t桥式抓斗起重机三台，混煤仓三个，三条配料皮带秤。

配煤仓两侧分别贮存不同品种原煤,储煤场有防雨、防冻和混配煤功能，储煤能力约为21000t左右,为保证中速磨煤机安全，皮带机上方设电磁除铁器两台，以清除原煤中的磁性金属物。

1.2制粉系统
1.2.1该系统包括原煤仓、称重给煤机、中速磨机、一次布袋收粉器、主排粉风机及烟气升温炉，与喷吹系统合建在一个区域内。

1.2.2原煤仓容积为500m‘,为使原煤仓下料顺畅，其下锥体做成双曲线型且下料口设有空气炮，确保原煤下料畅通，料位检测采用德国进口超声波料位仪。

1.2.3煤粉仓容积900采用仓底流化器结构，共有3个称重支腿，为保证煤粉畅通，锥体角度70。

每个锥体都设有沸腾流化装置,使用氮气沸腾，煤粉仓设仓顶小布袋，过滤面积200n/。

1.2.4中速磨采用两台大ig.EM95中速磨，制粉能力45/h,分离器装置为静态分离器。

1.2.5烟气升温炉选用卧式密闭炉型，该烟气炉分为两段，即燃烧段（燃烧室）和混合段（混合室）,燃烧室产生的高温烟气（约1000t），进入混合室和含氧低的高炉热风炉废气（100~250T）混合后,进入磨煤机作为煤粉的干燥气。

1.3喷吹系统
1.3.1包括6个喷吹罐、供气系统、喷吹管线、分配器、煤枪及喷煤计量、安全监测等。

高炉喷吹煤粉输送按浓相输送进行设计，保证煤粉喷吹均匀。

1.3.2喷吹系统由喷吹罐、煤粉混合器、喷煤总管、过滤器、煤粉分配器、喷煤支管、煤枪及喷煤调节控制和安全联锁系统等组成。

1.4安全措施
1.4.1常压容器煤粉仓设防爆孔，高压容器喷吹罐设安全阀，煤粉仓的锥体部分安装仓底流化器。

流化介质为氮气，在流化煤粉促进下料的同时,也能够形成惰化气氛，防止煤粉出现氧化着火。

1.4.2主要电气设备采用防爆电器，系统所有设备,管道均可靠接地,以消除静电。

1.4.3煤粉仓和喷吹罐设多个温度测点，实时监测煤粉温度变化，如果温度大于85七报警并紧急充氮保护。

1.4.4煤粉仓设气体监测装置，实时监测粉仓内CO 和02的含量,CO超过2000PPm,O2超过8%，报警并紧急充氮保护。

2节能降耗举措
2.1错峰制粉节约用电量
喷煤班为了保证高炉的连续不断的大喷量喷吹,一直在连续不断的开机生产,高压电也就成为了喷煤班的主要可控成本项目。

控制开机时间能够有效的降低生产成本，高压电依次分为：峰时:8：DO-12：00；平时：12：00-17：00；峰时：17：00-21：00；平时：21：00-24：00；谷时：24：00-8：00。

峰 1.037%/度、平0.622元/度、谷0.307元/度，因此选择开机的时间段，就能够有效的降低用电量，从而达到节约电费的目的。

通过不断的讨论研究提出了错峰制粉的生产方式:采用白班时间少生产多检修维护，小夜班和大夜班多开机生产，白班尽量在12点以后开机，小夜班粉仓高了就停机,大夜班接班后就抓紧开机生产,尽量多利用平时和谷时的时间段来生产。

表1是2019年错峰制粉用电量的统计。

根据2019全年喷煤用电量数据统计得出每月峰电平均161155度，占总用量的13.1%，平均每天节省1h峰电开机时间。

2020年第4期南钢科技与管理39
表12019年喷煤用电量（单位:度）
月份峰电平电谷电总电量
11425105452104521401139860
21426405341204441401129000
31512005033604230401077600
41612005745605280001263760
51256005801605289601234720
61751105892805123201276710
71675205649604868801219360
81643206001605027201267200
91845105744004769601235870
101668805990405214401287360
111649605998405192001284000
121874105891204912001267300
平均1611555711844958331223561
A8小时用电量A实际用电量A节约电费
54799.5
大夜班白班小夜班
图1错峰制粉的用电情况
由图1可见，喷煤班的错峰制粉的方法还是非常有效果的，白班开机时间少，节约的电费最多，小 夜班开机时间略多，节约的电费仅次于白班,大夜班开机时间最多，因此节约的电费最少。

2.2降低氮气消耗节约生产成本
喷煤班现在已经大规模的使用氮气，在制粉系统的布袋脉冲、喷吹煤粉、以及各灭火阀的氮气灭火，都是使用的氮气。

因此在生产过程中，采取各种措施有效的降低氮气的使用量，就能很好的降低喷煤的生产成本。

数据调查显示2018年每个月的氮气消耗量基本在7200m3/h,通过分析增加氮气使用量的主要原因，采取针对性措施,2019年氮气消耗量明显降低。

2.2.1设备点检维护
喷煤系统内需要用到氮气的阀门有布袋箱灭火阀、中速磨机灭火阀以及原煤仓灭火阀，加强对这些阀门的日常点检工作，不但可以保证一旦发生事故可以灵活好用，还可以避免因阀门损坏造成氮气的泄露,使得氮气费用上升。

另外，定期做好管道的测厚工作能够有效的预防管道磨损带来的氮气泄漏。

222设备工艺调整
在保证布袋能够正常工作的情况下，适当降低布袋脉冲压力来减少氮气消耗，制粉系统二个布袋,每个布袋系统有20个小箱体,有20个脉冲阀，每个布袋一小时要脉冲充压10个循环，每个循环12次,二个布袋合在一起每小时就是240次，把一次的脉冲压力由原来的0.56MPa降到0.53MPa左右，保守估计,2个布袋一个月大概能减少4万元左右的氮气费用。

2.2.3工艺创新
在能够完全保证高炉所需喷煤量的情况下，降低喷吹罐的氮气冲压，减少对喷吹罐内氮气的使用量，适当的开大煤流阀，提高管道内煤粉的喷吹浓度,降低消耗输送介质。

此外,调整备用罐自动冲压时间，由原来在用喷吹罐煤粉剩余6t时，备用罐开始冲压，改为4t,减少冲压过早带来的浪费。

3结论
第二炼铁厂在节能降耗方面通过一系列创新项目的攻关,使喷煤峰电总用电量由原来33%降低到11%,氮气消耗由原来7200m3/h降低到6800m3/h,大大减少了喷煤生产成本，为高炉炼铁成本做岀贡献。

但是在能源、资源供应、环境保护日益紧张的今天，应该清醒地认识到炼铁发展的方向已经不再是简单追求规模、质量和成本的问题。

如何合理及最大限度利用资源,减少污染排放，变废为宝,促进炼铁的可持续绿色发展是今后努力的方向。

参考文献：
[1]席菁.高炉煤粉喷吹自动控制系统的设计与优化
[D].东北大学,2010.。