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1、高炉工艺操作技术高炉工艺操作技术高炉喷吹操作高炉喷吹操作( (高炉工艺操作技术高炉喷吹操作(2009-03-30 18:42:37)转载标签：杂谈 高炉工艺操作技术高炉喷吹操作高炉喷吹操作喷煤技术发展的主要趋势：喷煤量大幅度提高，焦比大幅度降低。高炉喷吹烟煤，或烟煤、无烟煤甚至褐煤进行混配喷吹。在大量喷煤的同时采用高风温、富氧操作。一煤的化学组成与分类1煤的化学组成各种化合形式的有机物质。这些有机物的组成元素有 C、H、O、N 和一部分 S。灰分。煤中不能燃烧的矿物质统称为灰分，由SiO2、Al2O3、CaO、MgO、Fe2O3、Na2O 等矿物质组成。根据灰分的来源，煤中的灰分分为原生灰分和
2、再生灰分。水分。煤中的水分是有害成分。煤中的水分以外部水分、吸附水分和结晶水三种形式存在。2煤的化学成分表示方法煤的成分通常用各组成物的质量百分含量来表示。通常要用下述几种表示方法：应用成分。将碳、氢、氧、氮、硫、灰分和水分在应用基中的质量百分含量定义为煤的应用成分，表示方法为在对应组成的右上角加标 y，即：Cy+Hy+Oy+Ny+Sy+Ay+Wy=100 干燥成分。用不含水分的干燥基中的各组分百分含量来表示煤的化学组成，用这种方法表示的成分称为煤的干燥成分，表示方法为在相应组成的右上角加标 g，即：Cg+Hg+Og+Ng+Sg+Ag=100 可燃成分。用 C、H、O、N、S 在可燃基中的百分
3、含量来表示，称为可燃成分，表示方法为在对应组成的右上角加标 r，即：Cr+Hr+ Or +Nr+Sr=100 上述用各种方法表示的成分之间是可以进行换算的，换算系数列于表 425。表 425 煤的各种成分换算系数煤的工业分析成分。将一定重量的煤加热到 110，使其水分蒸发以测出水分的百分含量 w， ，再在隔绝空气的条件下，将煤样加热到 850，并测出挥发分的百分含量 V， ，然后再将煤样通以空气，使固定碳全部燃烧，以便测出灰分的百分含量 A，最后可确定出煤的固定碳百分含量为：Cy=(100(Wy+Ay+Vy)100 3煤的分类煤的分类主要是按使用上的要求、煤的质量特性、煤的变质特性等划分。按挥
4、发分固定碳含量要求分类(见表 426)。表 426 按挥发分(Vr)固定碳(c)含量要求分类按煤的挥发分、胶质厚度分类(见表 427)。表 427 按挥发分(Vr)胶质层厚度(Y)分类按煤的质量特性分类按煤中灰分(A)含量分类：A15，为低灰分煤；A=1525，为中灰分煤；A= 2540，为高灰分煤。按煤中硫(S)含量分类：Sl，为低硫煤；S=1l5，为中硫煤；S15，为高硫煤。按煤的发热量来分类l kg 煤完全燃烧后所放出的热量称为煤的发热量，单位为 kJkg。发热量有高发热量和低发热量两种表示方法。高发热量是在实验室条件下评价煤质的一个指标，而低发热量则主要用于燃烧计算和热工计算。所谓高发
5、热量 QG，是指煤完全燃烧，并且燃烧产物冷却到使其中的水蒸气凝结成 0的水时所放出的热量。所谓低发热量 QD，是指煤完全燃烧，并且燃烧产物中水蒸气冷却到 20的蒸汽时所放出的热量。QD29300 kJkg，为高发热量煤；QD2510029300 kJkg，为中高发热量煤；QD 1880025100 kJkg，为中发热量；QD1250018800 kJkg，为低发热量。二高炉喷吹用煤的性能要求高炉喷煤对煤的性能要求：1.煤的灰分越低越好，一般要求小于 15。2.硫的质量分数越低越好，一般要求小于 10。3.胶质层越薄越好，Y 值应小于 10mm，以免在喷吹过程中结焦堵塞喷枪和风口。4.煤的可磨性
6、要好，HGI 值应大于 50。5.燃烧性和反应性要好。燃烧性和反应性好的煤允许大量喷吹，并允许适当放粗煤粉粒度，降低制粉能耗。6.发热值越高越好。三喷煤工艺的基本流程1.喷煤系统的组成原煤贮运系统该系统应包括综合煤场、煤棚、贮运方式。综合煤场的设计，一般要充分考虑能分别堆放两种或两种以上原煤及其他喷吹物，并方便存取或按工艺需要进行配煤作业。煤棚主要用于原煤的风干，以便于制粉，其设置应尽可能靠近制粉车间。煤场与煤棚间的运输方式可以采用火车、汽车或皮带，而煤棚至制粉间通常采用皮带运输。为控制原煤粒度和除去原煤中的杂物，在原煤贮运过程中还须设置筛分破碎装置和除铁器。制粉系统煤粉制备是通过磨煤机将原煤
7、加工成粒度和含水量均符合高炉喷吹需要的煤粉。制粉系统主要由给料、干燥与研磨、收粉与除尘几部分组成。在烟煤制粉中，还必须设置相应的惰化、防爆、抑爆及监测控制装置。煤粉的输送煤粉的输送有两种方式可供选择，即采用煤粉罐装专用卡车或采用管道气力输送。依据粉气比的不同，管道气力输送又分为浓相输送(50 kgkg)和稀相输送(=1030 kgkg)。喷吹系统喷吹系统由不同形式的喷吹罐组和相应的钟阀、流化装置等组成。煤粉喷吹通常是在喷吹罐组内充以压缩空气，再自混合器引入二次压缩空气将煤粉经管道和喷枪喷入高炉风口。喷吹罐组可以采用并列式布置或采用重叠式布置，底罐只做喷煤罐。供气系统高炉喷煤工艺系统中主要涉及压
8、缩空气、氮气、氧气和少量的蒸汽。压缩空气主要用于煤的输送和喷吹，同时也为一些气动设备提供动力。氮气和蒸汽主要用于维持系统的安全正常运行。氧气则用于富氧鼓风或氧煤喷吹。煤粉计量目前煤粉计量主要有喷吹罐计量和单支管计量两大类。喷吹罐计量，尤其是重叠罐的计量，是高炉实现喷煤自动化的前提。单支管计量技术则是实现风口均匀喷吹或根据炉况变化实施自动调节的重要保证。控制系统高炉喷煤系统广泛采用了计算机控制和自动化操作。控制系统可以将制粉与喷吹分开，形成两个相对独立的控制站，再经高炉中央控制中心用计算机加以分类控制；也可以将制粉和喷吹设计为一个操作控制站，集中在高炉中央控制中心，与高炉采用同一方式控制。2.喷
9、煤工艺流程的分类及特点按喷吹方式分：直接喷吹和间接喷吹。直接喷吹方式是将喷吹罐设置在制粉系统的煤仓下面，直接将煤粉喷入高炉风口，高炉附近无需喷吹站。其特点是节省喷吹站的投资及相应的操作维护费用。间接喷吹则是将制备好的煤粉，经专用输煤管道或罐车送入高炉附近的喷吹站，再由喷吹站将煤粉喷入高炉。其特点是投资较大，设备配置复杂，除喷吹罐组外，还必须配制相应的收粉、除尘装置。按喷吹罐布置形式分：并列式喷吹和串罐式喷吹。为便于处理喷吹事故，通常并列罐数最好为 3 个。并列式喷吹若采用顺序倒罐，则对喷吹的稳定性会产生一定的影响；而采用交叉倒罐则可改善喷吹的稳定性，但必须配备精确的测量和控制手段。另外，并列式
10、喷吹占地面积大，但喷吹罐称量简单，投资较重叠式的要小。因此，常用于小高炉直接喷吹流程系统。串罐式喷吹是指将两个主体罐重叠设置而形成的喷吹系统。其中，下罐也称为喷吹罐，它总是处于向高炉喷煤的高压工作状态。而上罐也称为加料罐，它仅当向下罐装粉时才处于与下罐相连通的高压状态，而其本身在装粉称量时，则处于常压状态。装卸煤粉的倒罐操作须通过连接上下罐的均排压装置来实现。根据实际需要，串罐可以采用单系列，也可采用多系列，以满足大型高炉多风口喷煤的需要。串罐式喷吹装置占地小，喷吹距离短，喷吹稳定性好，但称量复杂，投资也较大。这种喷吹装置是目前国内外大型高炉采用较多的一种喷吹装置。按喷吹管路形式分：多管式喷吹
11、和单管路加分配器方式喷吹。多管方式喷吹，是指喷吹罐直接与同风口数目相等的支管相连接而形成的喷吹系统。一般一根支管连接一个风口。其主要特点有：每根支管均可装煤粉流量计，用以自动测量和调节每个风口的喷煤量。其调节手段灵活，误差小，有利于实现高炉均匀喷吹和大喷煤量的操作调节。喷吹距离受到限制，一般要求不超过 200300 m。这是因为在喷吹距离相同的条件下，多管方式的管道管径小，阻力损失大，过长的喷吹距离将导致系统压力的增加，从而使压力超过喷吹罐的允许罐压极限。单支管流量计数目多，仪表和控制系统复杂，因此投资亦较大。支管数目多，需要转向的阀门太多，因此多管喷吹仅适用于串罐方式，而不适用于并列式。单管
12、加分配器方式，是指每个喷吹罐内接出一根总管，总管经设在高炉附近的煤粉分配器分成若干根支管，每根支管分别接到每个风口上。其主要特点有：一般在分配器后的支管上不装流量计，通过各风口的煤粉分配关系在安装试车时一次调整完毕，因此不能进行生产过程中的自动调节。此外，通过分配器对各支管煤粉量的控制精度不仅取决于分配器的结构设计，而且还受运行过程中分配器的各个喷嘴不等量磨损的影响。因此，需要经常加以检查和调整。系统的阻力损失较少，喷吹距离可达 600 m。支管不必安装流量计，控制系统相对简化，投资较少。对喷吹罐的安装形式无特殊要求，既适用于并列式，又可用于串罐式。高炉喷吹操作四喷吹系统的操作1.在喷吹操作中
13、应注意的问题罐压控制。喷吹罐罐顶充气或补气，刚倒完罐需要较高的罐压。随着喷吹的不断进行，罐内料面不断下移，料层减薄，这时的罐压应当低些，补气时当料层进一步减薄时将破坏自然料面，补充气与喷吹气相通，这就要加大补气量，提高罐内压力。罐压应随罐内粉位的变化而改变。罐顶补气容易将罐内的煤粉压结。停喷时应把罐内压缩空气放掉，把罐压卸到零。利用喷吹罐锥体部位的流态化装置进行补气，可起到松动煤粉和增强煤粉流动性的作用，实现恒定罐压操作。混合器调节。混合器的喷嘴位置除在试车时进行调节外，在正常生产时，还要根据不同煤种和不同喷吹量做适当的改变。在喷吹气源压力提高时，应适当缩小喷嘴直径，以提高混合比，增大输粉量。
14、使用带流化床的混合器，进入流化床气室的空气流量与喷吹流量的比例需要精心调节。在喷吹系统使用的压缩空气中所夹带的水和油要经常排放，喷吹罐内的煤粉不宜长时间积存，否则将会导致混合器的排粉和混合器失常或者出现粉气不能混合的现象。煤粉中的夹杂物可能会沉积在混合器内，应经常清理。如果混合器带有给粉量控制装置，则应根据输粉量的变化及时调节给粉量的控制装置。2.喷吹系统运行操作喷煤正常工作状态的标志：喷吹介质高于高炉热风压力 0.15 MPa。罐内煤粉温度烟煤小于 70，无烟煤小于 80。罐内氧浓度烟煤小于 8，无烟煤小于 12。煤粉喷吹均匀，无脉动现象。全系统无漏煤、无漏风现象。煤粉喷出在风口中心，不磨风
15、口。电气极限信号反应正确。安全自动连锁装置良好、可靠。计量仪表信号指示正确。收煤罐向贮煤罐装煤程序：确认贮煤罐内煤粉已倒净。开放散阀，确认贮煤罐内压力为零。开贮煤罐上部的下钟阀(硬连接系统)。开贮煤管路上部的上钟阀。煤粉全部装入贮煤罐。关上钟阀。关贮煤管路上部的下钟阀。关放散阀。贮煤罐向喷煤罐装煤程序：确认喷煤罐内煤粉已快到规定低料位。关放散阀；关上钟阀。开贮煤罐下充压阀；开贮煤罐上充压阀。关贮煤罐上、下充压阀，开均压阀。开下钟阀。煤粉全部装入喷煤罐。关下钟阀；关均压阀。开贮煤罐放散阀。当下钟阀关不严时，开喷煤罐充压阀，待下钟阀关严后，关喷煤罐充压阀。喷煤罐向高炉喷煤程序：联系高炉，确认喷煤量
16、及喷煤风口，插好喷枪。开喷吹风阀。开喷煤管路上各阀门。开自动切断阀并投入自动。开喷煤罐充压阀，使罐压力达到一定的数值后，关喷煤罐充压阀。开喷枪上的阀门并关严倒吹阀。开下煤阀。开补压阀并调整到一定位置。检查各喷煤风口、喷枪不漏煤并且煤流在风口中心线。通知高炉已喷上煤粉。 喷射型混合器调节喷煤量的方法：喷枪数量。喷枪数量越多，喷煤量越大。喷煤罐罐压。喷煤罐内压力越高，则喷煤量越大。而且罐内煤量越少，在相同罐压下喷煤量越大。混合器内喷嘴位置及喷嘴大小。喷嘴位置稍前或稍后均会出现引射能力不足，煤量减少。喷嘴直径适当缩小，可提高气(空气)煤混合比，增加喷吹量。流化床混合器调节喷煤量的方法：调节流化床气室流化风量。风量过大将使气(空气)煤混合比减少，喷吹量降低；但是风量过小，不起流化作
