论文部分内容阅读
摘要：国内某钢厂高炉喷煤一直以来采用无烟煤喷吹，后采用无烟煤加烟煤混合喷吹的方式。为提高烟煤配比，该厂通过工艺操作、设备、制度管理及混喷前期改造等方面采取一系列措施，从而达到了全厂平均烟煤配比60%，挥发分最高25%的好成绩。
关键词：喷煤 混合喷吹 烟煤配比
中图分类号：S884.9+4文献标识码： A 文章编号：
前言
喷吹辅助燃料技术是现代高炉炼铁生产广泛采用的技术，也是现代高炉炉况调节所必不可少的重要手段之一。喷吹的燃料可以是重油、煤粉、粒煤或天然气，其中，喷吹煤粉在目前世界各地高炉炼铁生产中应用的最为广泛。
根据母体物质炭化程度的不同，煤可以分为泥煤、褐煤、烟煤和无烟煤四大类。根据其各自的理化性质，高炉喷吹用煤主要是无烟煤、烟煤，还有极少数高炉使用褐煤作为喷吹用煤。
早期的高炉喷吹用煤主要使用无烟煤，后来随着高炉喷煤技术的进步，国内外多数高炉逐渐采用无烟煤和烟煤混合喷吹的方式。现在，随着各种相关技术的进步，烟煤配比正不断提高。
国内某钢铁厂一直以来采用无烟煤喷吹，随着煤比的提高，喷煤经济效益降低，因此该厂决定采用无烟煤和烟煤混合喷吹的方式。相关人员经各方考察、调研及总结，认为要提高烟煤配比，需要在工艺操作、设备、制度管理以及混喷前期的改造方面等各方面采取措施。
1工艺操作方面
1.1严格制粉系统操作参数
正常生产制粉时，磨煤机入口含氧量＜8%，布袋出口＜12%；一次风入口温度300℃左右，规定＜330℃；布袋入口温度75℃左右，布袋出口CO含量为1200PPm左右；无烟煤水分8~14%，烟煤水分8~30%；烟煤挥发分30~35%，根据烟煤挥发分水平高低调整烟煤比例，喷吹煤粉水分＜3%，粒度-200目65%以上。
1.2优化原煤品种，严格控制上料
原煤供货有比较稳定的供应厂家，在提高烟煤比例后，原煤品种从原来的近30种优化到目前的10余种。原煤品种减少，保证了煤粉成分的相对稳定，配加烟煤下限比例为45%。煤棚用抓斗行车将原煤按比例上料，经圆盘给料机、大皮带送到原煤仓，开机时先使用无烟煤，待运转正常各系统参数控制在合理范围后，再添加烟煤，停机时使用无烟煤；每次上料前后，原煤仓处于无煤状态，因此，原煤仓的料位仪或计量设施必须严格、准确。
1.3减少堵枪现象
在煤粉水份＜3%以内，-200目65～75%的范围内，高炉堵枪现象很少，煤粉分配器设于高炉风口之上六米左右，喷吹管从热风管道上面直接而下，拐弯少，喷吹时使用高补气量，高炉主控室每班喷吹量变量少于2次，每个风口安装风口摄像仪，在高炉主控室、喷煤主控室能直接观察到高炉风口工作状态，即使堵枪，也能在第一时间发现并进行处理。
1.4全氮气操作，保障安全
整个系统采用全氮气操作，原煤仓、煤粉仓、磨机入口、布袋入口及出口均设置温度检测仪，同时在煤粉仓、磨机入口、布袋出口均设置CO、氧含量检测仪，各检测点均设有报警、事故充氮连锁装置，保障了整个系统的安全操作运行。
1.5规范煤场原煤管理
原煤库存一般保证7~10天的储煤量。原煤颗粒大小比较均匀，全部使用小颗粒水洗煤，哈氏可磨系数在50~70之间，进料车间根据原煤成分进行分类存放，且原煤场地较大，在煤场专门建造了用来区分煤种的隔断，并在每个隔断墙上醒目标出原煤品种名称，以规范原煤堆放倒运秩序，稳定原煤成分，杜绝了混煤问题。无烟煤和烟煤都按出厂厂家堆放，如果进煤厂家不好区分，则按煤粉可磨性的高低分开堆放，以便配煤时调取方便，稳定台时产量。
2设备方面
在提高烟煤配比之前，该厂进行了一系列的设备改造。
2.1制粉系统的改造
制粉系统最初使用的是球磨机。高炉扩容后，使得原有球磨机无法满足高炉喷吹量的需求，因此，该厂将原有的球磨机全部改造为中速磨煤机，并增加了一套新的制粉系统。球磨机改造为中速磨后，老制粉系统氧含量得到有效控制，为高比例配加烟煤提供了安全保障，同时制粉系统生产能力大大提高，为高炉高煤比喷吹奠定了基础。
改造后的磨煤机及新增磨煤机均使用名牌产品，设备维修率低，故障少，磨煤机密封性好，降低了制粉系统的漏风量，且生产过程中都未采用满负荷生产状态，进而保障了设备的使用寿命。
2.2输粉系统的改造
为确保输粉顺畅，对原输粉管道进行改造，取消了三处拐弯，加大转弯半径，减少了输粉过程堵管道事故的发生，确保了高炉连续、稳定、均匀地喷煤。
2.3动力介质的改造
氧气厂增开一台制氧机，制氧机副产品氮气量充足，制粉、喷吹及输粉用动力介质由压缩空气全部改为氮气，为稳定管网压力、惰化系统气氛、降低系统氧含量、提高烟煤配比、防止发生易燃易爆事故提供了安全保障。
3制度管理方面
为了保证煤粉系统安全正常生产，减少煤粉质量波动对高炉生产的影响，炼铁厂制定了严格的《高炉喷吹煤管理规定及考核办法》。
喷吹煤粉成分要求：挥发份19%~22%、灰分10±1%、S≤0.5±0.15%、工业水分≤3.0％、-200目65~75%。当煤粉挥发份高于22％时，喷煤车间适当降低烟煤配比。烟煤配比正常情况下45.0%以上，低于此目标及时分析原因。
在挥发份异常时及时检查圆盘切出设施、测料流，检查烟煤配比是否正常，是否有混煤现象。同时取一个煤粉样送工艺化验室，以监测挥发份的变化趋势。当煤粉挥发份连续三个班低于19％时，喷煤车间适当提高烟煤配比。由于各道工序严格执行规范的标准化作业，保证了烟煤配比的稳定。
4混喷烟煤前期的改造工作
喷煤工序由无烟煤改为烟煤与无烟煤混喷方式，提高烟煤配比，对喷煤各系统设备、原料管理等各方面有着更高的要求。为此，该厂采取了一系列的改进和管理措施。
4.1上料系统
（1）因进厂原煤煤种多、成分不一，故各煤种必须分开堆放，上料前不能混合，特别是烟煤存放点要避免阳光直射，周边禁止烟火，喷煤厂房内同样要禁止烟火，禁止火种带入。
（2）原煤水份必须控制到合同标准以内，这对制粉系统安全操作尤为重要，否则制出的煤粉不符合高炉要求，甚至造成不安全因素。
（3）皮带秤能适时调频变速，保证配比的准确性。
（4）磨煤机开机后前半小时、停机前半小时都用无烟煤制粉，中间用混合煤制粉。
4.2烟气系统
（1）氧气分析仪、CO分析儀要能正常投入使用，精确灵敏度要高。
（2）热风炉烟道废气含氧量要低，制粉过程中烟气管道不得有漏风点，检修热风炉烟气管道或阀门及放散阀时，必须提前通知喷煤主控室做好应对措施。
4.3制粉系统
（1）制粉系统收粉管道倾角应大于70°，不得有水平管路，否则要加氮气吹扫点。
（2）给煤机下料口加装振动器振打，上下各一个，并加装氮气吹扫。
（3）布袋箱体各灰斗加装测温点进行检测，各灰斗还加装防爆抑爆措施，并接至主控室电脑画面上。
（4）给煤机煤量调节在电脑画面中进行控制，便于及时控制整个制粉系统的操作。
4.4喷吹系统
（1）喷吹及防爆抑爆所用的氮气罐不得小于60m3，至喷吹罐处氮气压力在1.0MPa以上。
（2）制粉系统防爆抑爆措施及氮气吹扫点用的氮气罐与喷吹系统用的氮气罐分开使用。防爆抑爆、氮气吹扫点控制阀门所用的氮气接在喷吹系统氮气罐上。
（3）喷吹总管补气流量用的压缩空气能与氮气互为切换，以防喷吹罐自燃或着火时改用氮气输送。
（4）喷吹罐卸压管道倾角应大于70°，不能有水平处或直角，以防卸压时积粉聚热氧化自燃。
（5）喷吹总管分配器设防回火自动切断装置；
（6）所有压力容器防爆孔接管道至厂房外卸爆；
（7）喷吹阀、喷吹调节阀与煤粉切断阀相连锁；
（8）喷煤工序厂房内照明都使用防爆灯，采用接零保护，开关也采用防爆型。
（9）制粉系统和喷吹系统所有的设备、容器、管道均设防静电接地措施，法兰之间用导线跨接并进行防静电设计校核。
结语
通过以上措施，该厂目前烟煤平均比例为60%，2012年7月份全厂高炉喷煤烟煤配比达到了67.8%，煤粉挥发分最高达到了25%，不仅达到了最初制定的喷吹目标，更创造了良好的经济效益。
关键词：喷煤 混合喷吹 烟煤配比
中图分类号：S884.9+4文献标识码： A 文章编号：
前言
喷吹辅助燃料技术是现代高炉炼铁生产广泛采用的技术，也是现代高炉炉况调节所必不可少的重要手段之一。喷吹的燃料可以是重油、煤粉、粒煤或天然气，其中，喷吹煤粉在目前世界各地高炉炼铁生产中应用的最为广泛。
根据母体物质炭化程度的不同，煤可以分为泥煤、褐煤、烟煤和无烟煤四大类。根据其各自的理化性质，高炉喷吹用煤主要是无烟煤、烟煤，还有极少数高炉使用褐煤作为喷吹用煤。
早期的高炉喷吹用煤主要使用无烟煤，后来随着高炉喷煤技术的进步，国内外多数高炉逐渐采用无烟煤和烟煤混合喷吹的方式。现在，随着各种相关技术的进步，烟煤配比正不断提高。
国内某钢铁厂一直以来采用无烟煤喷吹，随着煤比的提高，喷煤经济效益降低，因此该厂决定采用无烟煤和烟煤混合喷吹的方式。相关人员经各方考察、调研及总结，认为要提高烟煤配比，需要在工艺操作、设备、制度管理以及混喷前期的改造方面等各方面采取措施。
1工艺操作方面
1.1严格制粉系统操作参数
正常生产制粉时，磨煤机入口含氧量＜8%，布袋出口＜12%；一次风入口温度300℃左右，规定＜330℃；布袋入口温度75℃左右，布袋出口CO含量为1200PPm左右；无烟煤水分8~14%，烟煤水分8~30%；烟煤挥发分30~35%，根据烟煤挥发分水平高低调整烟煤比例，喷吹煤粉水分＜3%，粒度-200目65%以上。
1.2优化原煤品种，严格控制上料
原煤供货有比较稳定的供应厂家，在提高烟煤比例后，原煤品种从原来的近30种优化到目前的10余种。原煤品种减少，保证了煤粉成分的相对稳定，配加烟煤下限比例为45%。煤棚用抓斗行车将原煤按比例上料，经圆盘给料机、大皮带送到原煤仓，开机时先使用无烟煤，待运转正常各系统参数控制在合理范围后，再添加烟煤，停机时使用无烟煤；每次上料前后，原煤仓处于无煤状态，因此，原煤仓的料位仪或计量设施必须严格、准确。
1.3减少堵枪现象
在煤粉水份＜3%以内，-200目65～75%的范围内，高炉堵枪现象很少，煤粉分配器设于高炉风口之上六米左右，喷吹管从热风管道上面直接而下，拐弯少，喷吹时使用高补气量，高炉主控室每班喷吹量变量少于2次，每个风口安装风口摄像仪，在高炉主控室、喷煤主控室能直接观察到高炉风口工作状态，即使堵枪，也能在第一时间发现并进行处理。
1.4全氮气操作，保障安全
整个系统采用全氮气操作，原煤仓、煤粉仓、磨机入口、布袋入口及出口均设置温度检测仪，同时在煤粉仓、磨机入口、布袋出口均设置CO、氧含量检测仪，各检测点均设有报警、事故充氮连锁装置，保障了整个系统的安全操作运行。
1.5规范煤场原煤管理
原煤库存一般保证7~10天的储煤量。原煤颗粒大小比较均匀，全部使用小颗粒水洗煤，哈氏可磨系数在50~70之间，进料车间根据原煤成分进行分类存放，且原煤场地较大，在煤场专门建造了用来区分煤种的隔断，并在每个隔断墙上醒目标出原煤品种名称，以规范原煤堆放倒运秩序，稳定原煤成分，杜绝了混煤问题。无烟煤和烟煤都按出厂厂家堆放，如果进煤厂家不好区分，则按煤粉可磨性的高低分开堆放，以便配煤时调取方便，稳定台时产量。
2设备方面
在提高烟煤配比之前，该厂进行了一系列的设备改造。
2.1制粉系统的改造
制粉系统最初使用的是球磨机。高炉扩容后，使得原有球磨机无法满足高炉喷吹量的需求，因此，该厂将原有的球磨机全部改造为中速磨煤机，并增加了一套新的制粉系统。球磨机改造为中速磨后，老制粉系统氧含量得到有效控制，为高比例配加烟煤提供了安全保障，同时制粉系统生产能力大大提高，为高炉高煤比喷吹奠定了基础。
改造后的磨煤机及新增磨煤机均使用名牌产品，设备维修率低，故障少，磨煤机密封性好，降低了制粉系统的漏风量，且生产过程中都未采用满负荷生产状态，进而保障了设备的使用寿命。
2.2输粉系统的改造
为确保输粉顺畅，对原输粉管道进行改造，取消了三处拐弯，加大转弯半径，减少了输粉过程堵管道事故的发生，确保了高炉连续、稳定、均匀地喷煤。
2.3动力介质的改造
氧气厂增开一台制氧机，制氧机副产品氮气量充足，制粉、喷吹及输粉用动力介质由压缩空气全部改为氮气，为稳定管网压力、惰化系统气氛、降低系统氧含量、提高烟煤配比、防止发生易燃易爆事故提供了安全保障。
3制度管理方面
为了保证煤粉系统安全正常生产，减少煤粉质量波动对高炉生产的影响，炼铁厂制定了严格的《高炉喷吹煤管理规定及考核办法》。
喷吹煤粉成分要求：挥发份19%~22%、灰分10±1%、S≤0.5±0.15%、工业水分≤3.0％、-200目65~75%。当煤粉挥发份高于22％时，喷煤车间适当降低烟煤配比。烟煤配比正常情况下45.0%以上，低于此目标及时分析原因。
在挥发份异常时及时检查圆盘切出设施、测料流，检查烟煤配比是否正常，是否有混煤现象。同时取一个煤粉样送工艺化验室，以监测挥发份的变化趋势。当煤粉挥发份连续三个班低于19％时，喷煤车间适当提高烟煤配比。由于各道工序严格执行规范的标准化作业，保证了烟煤配比的稳定。
4混喷烟煤前期的改造工作
喷煤工序由无烟煤改为烟煤与无烟煤混喷方式，提高烟煤配比，对喷煤各系统设备、原料管理等各方面有着更高的要求。为此，该厂采取了一系列的改进和管理措施。
4.1上料系统
（1）因进厂原煤煤种多、成分不一，故各煤种必须分开堆放，上料前不能混合，特别是烟煤存放点要避免阳光直射，周边禁止烟火，喷煤厂房内同样要禁止烟火，禁止火种带入。
（2）原煤水份必须控制到合同标准以内，这对制粉系统安全操作尤为重要，否则制出的煤粉不符合高炉要求，甚至造成不安全因素。
（3）皮带秤能适时调频变速，保证配比的准确性。
（4）磨煤机开机后前半小时、停机前半小时都用无烟煤制粉，中间用混合煤制粉。
4.2烟气系统
（1）氧气分析仪、CO分析儀要能正常投入使用，精确灵敏度要高。
（2）热风炉烟道废气含氧量要低，制粉过程中烟气管道不得有漏风点，检修热风炉烟气管道或阀门及放散阀时，必须提前通知喷煤主控室做好应对措施。
4.3制粉系统
（1）制粉系统收粉管道倾角应大于70°，不得有水平管路，否则要加氮气吹扫点。
（2）给煤机下料口加装振动器振打，上下各一个，并加装氮气吹扫。
（3）布袋箱体各灰斗加装测温点进行检测，各灰斗还加装防爆抑爆措施，并接至主控室电脑画面上。
（4）给煤机煤量调节在电脑画面中进行控制，便于及时控制整个制粉系统的操作。
4.4喷吹系统
（1）喷吹及防爆抑爆所用的氮气罐不得小于60m3，至喷吹罐处氮气压力在1.0MPa以上。
（2）制粉系统防爆抑爆措施及氮气吹扫点用的氮气罐与喷吹系统用的氮气罐分开使用。防爆抑爆、氮气吹扫点控制阀门所用的氮气接在喷吹系统氮气罐上。
（3）喷吹总管补气流量用的压缩空气能与氮气互为切换，以防喷吹罐自燃或着火时改用氮气输送。
（4）喷吹罐卸压管道倾角应大于70°，不能有水平处或直角，以防卸压时积粉聚热氧化自燃。
（5）喷吹总管分配器设防回火自动切断装置；
（6）所有压力容器防爆孔接管道至厂房外卸爆；
（7）喷吹阀、喷吹调节阀与煤粉切断阀相连锁；
（8）喷煤工序厂房内照明都使用防爆灯，采用接零保护，开关也采用防爆型。
（9）制粉系统和喷吹系统所有的设备、容器、管道均设防静电接地措施，法兰之间用导线跨接并进行防静电设计校核。
结语
通过以上措施，该厂目前烟煤平均比例为60%，2012年7月份全厂高炉喷煤烟煤配比达到了67.8%，煤粉挥发分最高达到了25%，不仅达到了最初制定的喷吹目标，更创造了良好的经济效益。