噴煤制粉烘干煙氣爐改造方法

陳小忠 楊建紅

(中天鋼鐵集團有限公司 江蘇常州213011)

噴煤制粉烘干煙氣爐改造方法

陳小忠①1楊建紅2

(中天鋼鐵集團有限公司 江蘇常州213011)

為解決現有含錐套式混合室的高爐噴煤用煙氣爐因混合室出口處溫度往往超標而導致出口處鋼架構易變形塌陷、內部耐材隨之塌陷損壞的問題，提供一種改進型高爐噴煤烘干煙氣爐，可有效避免混合室出口處因高溫受損情況的發生，同時也能確保所得的烘煤氣體達標。

噴煤 煙氣爐 混合室 溫度 壽命

1 引言

目前國內鋼鐵企業在使用煉鐵高爐正常生產時都會對高爐進行噴煤，從生產安全角度來說，無煙煤是最佳選擇，但是無煙煤價格相對較高，從成本考慮，在確保生產安全的前提下(現有技術能夠保證)，往往采用有煙煤粉與無煙煤混合噴煤的方式，因有煙煤粉性價比較高，從而可以節省生產成本[1]。但是，因混合煤的揮發性及含氧量較高，為確保生產的安全性，必須對所使用的混合煤粉進行烘烤[2,3]，以降低其揮發性及含氧量。國內現有的煤粉烘干煙氣爐(混合室由連帶煙氣出口的錐套形成)大都采用高爐煤氣與空氣的燃燒高溫氣體及引進高爐熱風爐所產生的廢氣(或磨煤機自循環氣體)進行混合處理[4,5]，這樣不僅可以充分利用能源，又能控制住煤粉烘烤所用的氣體溫度及含氧量。要求出口氣體溫度正常范圍為300℃左右，磨煤機溫度為250℃左右[6]，但事實上，噴煤煙氣爐出口混合室因溫度控制、實際生產需要及中間管路較長等因素，常常須將出口氣體溫度升到400℃以上，這樣氣體在到達磨煤機的溫度才能達到250℃左右，也才能夠讓磨煤機內的煤粉充分進行烘烤，滿足烘烤氣體的溫度及含氧量的控制要求，這樣一來，原本設計的混合室出口溫度300℃左右的煙氣爐不能滿足其使用要求，若將溫度控制在400℃以上時又極易在出口處發生鋼架構錐套變形塌陷、內部的砌筑耐材也隨之塌陷損壞的情況，從而嚴重影響煙氣爐的正常使用甚至可能造成煙氣爐報廢。損壞后的煙氣爐不僅修復繁難，需要換件，且修復后很快就會在使用中再次受損，使用壽命也大大縮減。

2 煙氣爐技術改進方法

煙氣爐損壞后必須立即停爐安排對其修復。一般的使用廠家都會按照原生產制造廠家的要求進行修復，不敢擅自改動內部結構，怕影響原有設計的功能及操作的安全性。但按原設計要求修復使用一段時間后煙氣爐又會出現原有損壞情況，混合室處外殼鋼結構的表面溫度又出現比較高的現象，導致外殼變形而內部塌陷受損，混合室內錐體則需更換。

提出了噴煤制粉烘干煙氣爐的改進方法，主要技術方案是：鋼架構爐體，爐體內腔設有帶煙氣出口的混合室，所述的混合室由爐體自身內腔形成并呈直筒形，混合室的煙氣出口設于爐體的端面，處于混合室段及煙氣出口所在端面部分的爐體內壁砌筑有耐材層。該改進型高爐噴煤烘干煙氣爐取締了原有的錐套式混合室，而直接由爐體自身鋼架構內腔配合耐材形成混合室及煙氣出口，在保證混合室功效的前提下大大提高了混合室及煙氣出口處的結構強度與耐高溫防護能力，從而延長了煙氣爐設備的使用周期與使用壽命，降低了設備維護成本。

一般情況，所述煙氣爐爐體內壁砌筑的耐材層由按內壁向里方向依次布置的耐高溫澆注料層、輕質保溫磚層及耐火磚層組成。

若要求做得更好，優選爐體內壁砌筑的耐材層由按內壁向里方向依次布置的耐高溫澆注料層、輕質保溫磚層，耐火磚層及耐高溫涂料層組成。

3 改進具體措施

改進型高爐噴煤制粉烘干煙氣爐，如圖1所示。

圖1 改進后煙氣爐結構示意圖(部分)

1-爐體; 2-混合室; 3-耐材層; 4-煙氣出口;

包括有鋼架構爐體1，爐體1內腔設有帶煙氣出口的混合室2，混合室由爐體自身內腔形成并呈直筒形，混合室的煙氣出口4設于爐體的端面，處于混合室2段及煙氣出口4所在端面部分的爐體內壁砌筑有耐材層。

爐體內壁的耐材層由按內壁向里方向依次布置的耐高溫澆注料層、輕質保溫磚層及耐火磚層組成；或者由按內壁向里方向依次布置的耐高溫澆注料層、輕質保溫磚層、耐火磚層及耐高溫涂料層組成。

現有高爐噴煤烘干煙氣爐(如圖2所示)爐體1的混合室及煙氣出口均由錐套2形成，結構強度及耐高溫防護能力都相對較差。

圖2 原有煙氣爐的結構示意圖(部分)

4 實例說明

中天鋼鐵集團有限公司煉鐵廠是按照以上技改方案先后修復了1#以及4#高爐配套的兩臺噴煤烘干煙氣爐。

1)4#高爐噴煤煙氣爐檢修改造，因砌筑耐材的煙氣爐燃燒室外殼沒大的損壞，主要是混合室內部錐套變形損壞及出口段的外殼燒損嚴重。為保證盡快生產，第一步先把不能利用的混合室內的出口錐套及變形損壞的外殼體拆除，第二步，對變形損壞之處的筒體進行更換修復；第三步，對煙氣爐分段重新進行砌筑，原燃燒室部分按原結構重新砌筑，對混合室采用保溫磚加耐火磚的砌筑方法修復，因錐段砌筑較難，故只砌筑至直段。在烘爐及生產過程中，煙氣爐的烘烤煙氣量完全能達到生產需要，即磨機處煤粉的烘烤溫度能達到250℃。同時，煙氣爐混合室處外殼的溫度也在正常的控制范圍之內，基本在110℃左右。滿足了生產需求。

2)1#高爐噴煤煙氣爐技改大修，同樣是砌筑耐材的燃燒室煙氣爐外殼完好，而混合室內部錐套變形損壞及出口段的外殼燒損嚴重。第一步先把燒壞的混合室出口錐套及變形損壞的外殼拆除，第二步，對變形損壞之處的筒體按圖1中外形修復，筒化了出風口結構；第三步，煙氣爐按圖1采用保溫磚加耐火磚的砌筑方法，對煙氣爐分段重新進行砌筑，而且增加了筒體內壁的澆注層。在烘爐及生產過程中，煙氣爐的烘烤煙氣量完全能達到生產需要，即磨機處煤粉的烘烤溫度能達到250℃。煙氣爐混合室處外殼的溫度也在正常的控制范圍之內，有100℃左右。此改進方法在中天鋼鐵集團有限公司煉鐵廠取得了成功。

5 結束語

目前，中天鋼鐵集團已有兩臺噴煤煙氣爐按照上述方法改造，改造后運行狀況良好，徹底解決了煙氣爐混合室出口處鋼架構受熱變形而引起內部耐材塌陷損壞的問題，煙氣爐的良好運行也為整個噴煤系統正常和高效地為生產服務提供了保障。

[1]唐文權.關于磨機煙氣自循環工藝設計概念的探討[J].煉鐵,2005(5):51-53.

[2]顏新,牛立祥.制粉系統煙氣自循環技術特性分析[J].冶金能源，2012(4).

[3]韓江文，郭建濤.噴煤制粉煙氣自循環技術的應用[J].煉鐵,2005(3).

[4]吳波.也談高爐噴煤制粉系統的煙氣自循環技術的應用[J].鋼鐵技術，2010(6).

[5]楊銳江，潘爵芬.新型高爐噴煤制粉用干燥氣發生爐[J].能源與熱工2000年學術年會論文集，2000年4月1日.

[6]專利號為CN200920222755.0《噴煤煙氣爐出口擋風錐》.

Improve About Drying Fume Furnace for Pulverized Coal Injection System of Blast Furnace

Chen Xiaozhong Yang Jianhong

(Zenith Steel Group Co.,Ltd., Changzhou 213011)

The improvement fume furnace solves of deformation and cave in the steel structure of the mixing chamber outlet, followed by interior refractory destruction which is under high temperature frequently occurred at outlet of drogue type mixing chamber of pulverized coal injection system of blast furnace, and ensure coal drying gas up to standard while effectively avoid damage to mixing chamber in excessive heat.

Coal injection Fume furnace Mixing chamber Temperature Life time

陳小忠，男，1968年出生，1991年畢業于燕山大學，學士，工程師，先后主持中天鋼鐵集團有限公司4座高爐大修技改工作

TF321 TF536

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10.3969/j.issn.1001-1269.2014.06.018

2014-06-26)