八钢喷煤工艺优化及系统改进

八钢喷煤工艺优化及系统改进
摘要：八钢高炉喷煤经过二十几年的发展,八钢的高炉喷煤工艺和技术已发展到较高的水平。

八钢的高炉喷煤的平均煤比也取得很大进步。

新上高炉都同步上了喷煤工艺,平均煤比也不断增加,2019年已日最高煤比达到144.7kg/t。

本文首先分析了八钢喷煤技术的发展过程，接着探讨了八钢喷煤技术的应用。

关键词：高炉喷煤技术；发展；应用
经过二十几年的发展,八钢的高炉喷煤工艺和技术已发展到较高的水平。

八钢的高炉喷煤在普及程度和平均煤比方面均取得很大进步。

不仅所有高炉都上了喷煤,平均煤比也不断增加,2019年高炉日煤比最高已达到144.7kg/t。

高炉已长期稳定在高煤比上运行。

然而,就喷煤工艺的优化和系统的完善而言,八钢的高炉喷煤还存在着一些不足或缺陷。

进行有针对性地改进将是实现喷煤稳定和更高煤比的必要工作。

早期的八钢制粉系统基本是使用中速球磨机制粉,采用旋风除尘器+布袋收粉组合进行负压收粉,存在的问题是制粉效率和能力低,系统阻损高,另外布袋系统反吹效果差，易正压，容易在法兰联接及盖板处冒粉,污染严重。

布袋反吹介质主要是烟气炉产生的热烟气兑空气,系统含氧量高，易发生煤粉自燃。

加之安全检测和控制手段落后,在前期,只能大量配加无烟煤进行制粉。

八钢早期的喷吹系统已采用并联罐系统，喷吹管路采用单管路加分配器。

高炉容积小,布置分散,采取的是直接喷吹方式,即炼铁厂内建一个公共制粉站、喷吹站。

即使如此,因设计参数的不合理,以及设备和控制系统的落后,使得喷吹系统计量和控制误差大、粉气混合不好,喷吹固气比低,而且喷枪易烧损,并经常磨坏风口。

随着八钢新上大高炉对喷煤制粉能力和喷吹能力要求的提高,越来越多的辊式中速磨被用来替代产量低、噪音大、维护量大的球磨机。

制粉系统也都采取了全负压操作,并采用了一次布袋收粉替代旋风+布袋的组合,使系统正压现
象消除，环境大为改观。

充分利用热风炉废气加氮气并对系统的气氛进行严格控制,将布袋收粉末端O2控制在6.5%以下，保证了即使在全烟煤制粉时的系统安全。

在喷吹方面,采用了并联罐喷吹方式,双主管路（一送一备）+双分配
器方式。

系统的计量和控制精度得到显著改善。

八钢根据高炉的容积、数量及位置,多采取制粉和喷吹在一起的直接喷吹布置。

良好的粉气混合及喷枪等设备性
能的改进进一步保证了喷吹的高效稳定,促进了喷煤比的提高。

喷煤工艺经过数十年的发展,目前典型的工艺流程是：中速磨制粉-
热风炉废气+烟气炉热烟气-大布袋收粉-并联罐-直接喷吹-单管喷吹+双分配器。

系统改进
1制粉系统
原煤仓容积小的优点是节约投资,但缺点是上煤系统要经常起停,而且容
易引起磨机因断煤而频繁停机。

从维持系统的安全稳定运行角度出发,扩大原煤仓容积是有
益的。

新建系统的原煤仓容积应在满仓时满足磨机8h以上的连续制粉需求为宜。

八钢处于
北方地区，冬季时间长，气温较低。

原煤仓外部采取了蒸汽伴热管加保温棉措施。

冬季提高
了原煤温度，较低了煤气消耗和提高了磨机出粉能力。

煤粉的粒度调整是通过其设备本体自带的分离器进行的。

分离器采
用了静态和动态两种选择。

鉴于高炉对煤粉粒度有较好的适应性,八钢设备选型
时选择了静态分离器。

通过调节分离器折向门角度，控制煤粉粒度。

一般煤粉粒
度控制在-200目在80%以上。

其优点是简单可靠,无电力消耗,节约投资且维护量小。

给煤机是控制磨机给煤量的重要设备。

给煤机的种类有刮板式、螺
旋式、及皮带式等。

与前两者比较,称重皮带式给煤机具有给煤量控制准确、无
机械磨损、密封好、动力消耗低、安全性能好等优点。

前期投入生产后，停机过
程中，因负压操作，磨机内积煤较多。

后期将原煤仓插棒阀改为电液阀，停机时，先关闭电液阀，并且与制粉紧急停机程序连锁。

烟气炉的能力应满足在主干燥介质(热风炉废气或自循环气)温度
最低时的热量补充需要。

为了保证运行安全,设置燃烧火捡控制,采取自动吹扫点
火程序。

采用大布袋收粉器已成为高炉喷煤的一个特点。

大布袋使过滤速
度降低,延长了布袋的使用寿命。

布袋出口应设置了的温度、O2检测。

严格控制
尾气温度、O2量,以保障制粉系统安全。

主排风机和高温引风机风量的设计能力均大于实际需要量,靠调节阀、切断阀进行风量的调节和快速有效切断。

原煤中经常混有木块及塑料等杂物,经磨机后形成木纤维、碎片等杂
物对喷吹影响较大。

因此,在布袋下出口设置振动筛。

筛孔的直径控制在
5mm×5mm。

筛子检查盖板的密封采用橡胶条密封,同时清除杂物便捷。

并对筛网
进行周期性更换，防止筛网破损，杂物进入煤粉仓，致使高炉分配器、煤枪频繁堵。

2喷吹系统
随着喷吹煤比的不断提高,高炉要求喷煤持续稳定,以避免因停减煤变负荷对高炉
运行带来的不利影响。

因此,以往设计时要求煤粉仓的满仓煤量达到一个冶炼周期的原则已
不适用,应当尽量扩大。

八钢煤粉仓设计装粉能力在300t,在120kg/t煤比时可持续喷吹10h。

煤粉仓设置了称重系统,以准确掌握仓内粉量。

此外,还设置必要的氮气惰化系统和气氛监测
系统,保证粉仓的O2含量和CO含量在安全范围内。

煤粉仓为保证下粉顺畅，在锥段和底部设
计了流化装置。

煤粉仓外部采用蒸汽伴热管加保温棉保温。

温度控制在65~80℃，防止冷凝
水析出。

提高煤粉流动性。

喷吹罐的结构形式主要有下出料和上出料两种。

由于采取了锥段和罐底流化
装置,使上出料的方式在粉气的混合效果和控制方面要好于下出料方式。

喷吹罐
的容积也应以大为好,其优点是倒罐时间长,有利于稳定喷吹；另外阀门动作次数
减少,延长阀门的使用寿命。

喷吹罐采用大小泄压阀加限流孔板解决了卸压磨管
道和阀门问题。

所有的喷吹罐放散水平管路连接，可为制粉系统检修提供安全保
证。

其中一个系列喷吹罐布置还采取了三罐并联式。

该配置的优点是进一步提高了喷吹的可靠性,并可回收部分充压氮气。

分配器的关键在于分配均匀性与压差之间的关系。

喷吹管道采用了分段变径加助推器可使压差大大降低,并且保持分配的均匀性降低了管道磨损问题。

分配器支管弯头采用内衬陶瓷的形式,提高了分配器支管使用寿命。

防止支管频繁磨损，减少了环境污染和烧枪事故。

喷吹管路的铺设应减少转直角弯。

在转弯的地方,采用大的曲率半径,并采用耐磨弯管。

要避免使用直角弯头或转弯盒来连接。

喷煤的支管采用了自动测堵、吹扫装置,以便及时发现堵塞现象。

3系统安全
喷煤系统的主要危险源是煤粉的爆炸或燃烧。

发生爆炸或燃烧的3个条件是浓度、氧化剂(O2含量)及火源。

在制粉系统中,磨机至布袋之间的粉气流股中煤粉浓度基本在爆炸浓度范围内(300～600g/m3)且不易控制。

因此,在防止系统出现火源的基础上,防爆防燃烧的措施是控制系统的O2含量。

试验研究表明,当降低系统O2含量时,煤粉的着火温度大幅提高,出现爆炸和燃烧的可能性显著下降。

当控制布袋出口的O2的体积分数小于12%时,即消除了系统出现爆炸和燃烧的可能。

通过推进制粉设备年修制，消除设备本体漏风点，将布袋出口O2控制在6.5%以下。

优化制粉系统开机操作方式，系统O2控制在6.5%以下，进行开机操作。

设备本体长时间煤粉冲刷，本体局部磨损严重，造成设备漏风率上升。

通过不断试验，在布袋灰斗、磨机内壳体易磨损、冲刷处安装陶瓷片和耐磨陶瓷料。

减缓了设备磨损，降低设备系统漏风率，系统氧含量有所降低，设备寿命延长。

因为制粉是负压系统,要控制系统O2含量,首先需要降低系统设备的漏风率,主要是给煤机处,布袋和粉仓之间；其次是控制烟气炉的助燃空气比例,减少多余O2带入量,避免使用空气作为掺冷介质；第三是监测热风炉废气的O2含量,八钢喷煤从热风炉废气开始控制，控制在O2小于1.5%。

布袋控制在6.5%以下。

并且将氧含量在程序中设置了充氮连锁。

积粉自燃是另一个需要重视的安全问题。

当系统局部存在积粉时,煤
粉与气氛中的O2进行氧化反应。

这种缓慢氧化虽然进行得很慢,以致不易觉察,但
是缓慢氧化放出的热量如不及时散失,就会越积越多,使温度逐渐升高,当达到它
的着火点时,不经点火就会引起自发的燃烧,会使温度升高,达到自燃。

因此,防止
自燃的措施是消除系统的积粉点。

原煤储运采用了周期循环倒坑、控制原煤粒基、和高S煤进场把控，防止了烟煤自燃。

皮带输送和制粉系统采用定期用水冲洗，
避免死角积粉存在。

参考文献：
无
作者联系方式：
胡滨、电话：136****1539、地址及邮编：新疆乌鲁木齐八钢炼铁分公司第
二炼铁分厂 830022。