煤粉混噴技術在天鐵1#高爐的應用

關 中

（天津天鐵冶金集團煉鐵廠，河北涉縣056404）

0 引言

天鐵1#高爐是一座擴容750 m3高爐，采用中速磨負壓制粉加一級布袋收粉工藝，干燥氣體從磨煤機進氣口進入機體，煤粉顆粒被干燥氣烘干并攜帶上升，進入分離器，較粗大顆粒撞在分離氣體的襯板上返回重磨，細度合格進入煤粉收集系統。共配置有2臺上海重型機器廠生產的10 t/h能力的中速磨，2套750 m2的除塵器，2臺處理風量為4.8萬m3/h的主排風機。混合煤場安裝有3部天車，采用汽車和火車進行原煤倒運，可實現原煤的配比混合。安裝有工業電視，可實現遠程可視化監控。操作實現遠程集控控制，自動化水平大幅提高。充分利用高爐乏氣作為制粉干燥氣，節約了能源。煙煤和無煙煤按一定配比混合后經皮帶送至煤斗，供應制粉。制備的煤粉經煤粉倉落至噴吹罐。通過1#2#3#噴吹罐加壓后將煤粉直接噴送至高爐各風口。富氧對高爐冶煉過程噴煤的影響，高爐鼓風含O2提高之后，能加速高爐風口前的燃燒過程，提高理論燃燒溫度，強化高爐冶煉，增加高爐煤比，但其和高爐提高風溫不同，它不能帶入附加的熱量。噴煤過程中也出現了一些問題，在技術改造后得到了解決。

1 噴煤系統

1#高爐噴煤系統由場地干煤棚、煤粉運輸、煤粉制備、煤粉儲存和煤粉噴吹幾部分構成，干煤棚為33 m×120 m。煤池標高2.000 m，貯煤量約1.4萬t，可貯存1座高爐約10天的用煤。干煤棚內設3臺10 t抓斗橋式起重機LK=31.5 m，作轉堆和供料之用。干煤棚內設3個受料斗，受料斗下設稱重給煤機，生產的需要分別調節3臺稱重給煤機的給煤量，達到所需的噴吹原煤配比。經過配比后的原煤由帶式輸送機轉運，經過除鐵、除渣，送往噴煤主廠房原煤倉上層平臺，通過安裝在帶式輸送機上的犁式卸料器卸入原煤倉。帶式輸送機B=1 000 mm，Q=300 t/h，v=1.6 m/s。流程為：火車、汽車進煤→干煤棚→抓斗吊→配煤斗→封閉稱重給煤機→帶式輸送機→除鐵、除渣→帶式輸送機→犁式卸料器→原煤倉。

2 噴煤工藝技術改造

2.1 技術改造前工藝

原煤經配煤、破碎、除去金屬雜物后用皮帶機送至主廠房原煤倉內。原煤倉中的煤經其出口的擋板閥進入電子皮帶稱給煤機，再由給煤機從磨煤機中心落煤管喂入中速磨，落在旋轉的磨盤上，煤在離心力的作用下，向磨盤的周緣移動。當煤通過磨盤和磨輯之間時，被研磨成煤粉。己磨成的煤粉顆粒繼續向外移動，最后拋向磨盤周緣。

依靠主排風機的抽力形成的負壓，干燥劑從磨煤機側體進風口進入磨機并通過磨盤周緣自下而上。煤粉顆粒被干燥劑干燥并攜帶上升，在分離器內較重的粗大煤粉顆粒碰撞在分離器之襯板上返回磨盤，再研磨。較輕的細小煤粉顆粒通過分離器上部的折向門裝置，折向葉片使風和粉的混合物在內錐體里產生旋流，細度不合格的煤粉沿著內錐體內壁從旋流中被分離并返回磨盤上部研磨。混雜在煤中輸入的任何游鐵或其它難以研磨的雜質和石子煤從磨盤邊緣溢出，靠自重落入磨煤機底座。裝在磨盤殼上一起轉動的刮板裝置，將這些雜物刮入石子煤排出口，定期排放。

從磨煤機排出的合格煤粉與氣體混合物經管道進入袋式除塵器，煤粉被收集入灰斗，當被分離的氣體含塵濃度小于50 mg/N時，由主排風機排入大氣。灰斗中的煤粉經振動篩后落入煤粉倉，定期清理振動篩上雜物。噴煤系統工藝見圖1。

噴吹系統采用并列罐下出料加總管加分配器工藝，為噴吹罐并列布置。當一個噴吹罐在進行噴吹時，另一個噴吹罐泄壓、裝粉、加壓，噴吹過程來循環完成。噴煤技術改造前噴吹技術指標見表1。

2.2 制粉管系統控技術改造

（1）在制粉系統完善自動控制、集中鍵盤控制、增加緊急手動控制、機旁控制。在原有溫度、壓力、流量、重量、料位基礎上添加CO含量、O2含量等顯示、報警等功能，對干燥劑的溫度及流量、磨煤機出口溫度等設置自動調節。有關的參數超過上限時，自動充氮保護，監控工作狀態的監控畫面。

（2）制粉量與噴煤量保持平衡。根據噴吹要求量自動調節給煤機給煤量，當煤粉倉煤粉料位處于低料位時，制粉量略高于噴吹量，直到煤粉倉內煤粉料位處于適當料位時，制粉量與噴煤量才相同。

（3）依據磨煤機出口溫度 ,調節干燥劑溫度。達到干燥劑流量與制粉量可以自動平衡。由于原煤水分對磨煤機出口溫度影響很大，當調節干燥劑溫度難以滿足要求時，調節干燥劑流量即可。

圖1 噴煤系統工藝圖

表1 2016年噴煤指標

（4）增設噴槍清堵裝置，噴吹管道長壓力損失大造成一定程度噴槍堵塞，在送往高爐的噴吹支管上安裝在線監測傳感器，監測噴煤支管煤粉流量，發現堵塞時通過反吹系統解決堵塞。

（5）制粉采用中速磨煤機，取消粗粉分離器，采用一次布袋收粉，使工藝技術簡單化。磨煤機入口處壓力自動調節。采用調節主排風機液力偶合器來控制風機轉速,維持磨煤機入口處壓力在適當范圍。制粉工藝見圖2。

圖2 制粉工藝圖

每個倉儲煤量為330 t，可滿足磨煤機滿負荷工作8 h。為保證原煤倉下料順用兩臺一級高濃度低壓脈沖長袋除塵器作為制粉系統收粉設備。原煤倉兩個倉,在每個倉下部設置2臺倉壁振動器和4臺空氣炮。給煤能力為70 t/h。2017年噴煤指標見表2。

2.3 高爐噴吹技術改造成果

（1）噴煤設備能力按煤比達到200 kg/t·Fe。

（2）噴吹煤為無煙煤、煙煤，煤粉揮發達到15%以上。

（3）煤比達到 143.74 kg/t。

（4）對比2016年與2017年高爐利用系、數風溫和富氧率，技術改造后效果明顯。2016年與2017年指標對比數據表3。

3 設備技術改造后問題處理措施

3.1 布袋除塵器灰斗溫度持續高和布袋壓差持續高

布袋除塵器灰斗溫度持續高時應檢查卸灰閥、振動篩、下粉管是否堵塞或發生故障。手觸布袋除塵器灰斗是否溫度高于40℃，檢查灰斗是否積粉。若布袋壓差持續增高，應檢查反吹風壓是否大于0.35 MPa，反吹閥動作是否正常，有無漏風。卸灰閥、振動篩、下粉管是否堵塞或發生故障，灰斗是否積粉。

表2 2017年噴煤指標

表3 2016與2017年指標對比數據

3.2 白煤排出異常情況

磨機入口風壓控制過小、給煤機給煤量過大時，原煤雜物過多，原煤質量較差，磨機葉輪節流環磨損掉落嚴重。應檢查判斷磨機內刮板是否斷裂掉落，檢查風道石子煤排出口是否有雜物和燃燒結焦堵塞，石子煤排出口管道閥門處是否有雜物和燃燒結焦堵塞。

3.3 系統風溫突然增高原因

確認煤氣壓力是否正常時，應檢查煤倉有無懸料，給煤機是否有故障，給煤機下煤管是否堵塞。如短時間無法查明原因，應及時控制系統風溫，關閉熱風切斷閥，調整降低系統風壓。

4 實施效果

噴吹煤粉在爐內燃燒會消耗鼓風中的氧，因此調節噴吹量時，會影響爐料下降速度，使增加噴吹量料速減慢，減少噴吹量料速加快。配有富氧影響將更為明顯，加氧料速會加快，尤其要嚴格掌握反富氧噴煤時的調劑。擴大噴煤量的操作，主要要做好熱制度，即負荷的調整，分步實施降低設備故障頻次，保障了噴吹系統的持續進行，穩定了噴煤比，降低了燃料消耗。噴煤系統自2017年7月以來，噴煤比從16年的120 kg/t增加到目前的140 kg/t左右。除11月份有72 h富氧量低于月均58 000 m3，造成噴煤量偏低。各系統運轉情況良好，取得了一定成效，大高爐噴煤技術還有待進一步探索及提高。

5 結束語

高爐噴吹操作由高爐遠程控制，為保持高爐正常噴吹，應提前組織噴煤工和高爐工長學習，做好噴煤過程中各種設備事故的預防措施。從長期觀察中發現，確保風溫不低于1 180℃，富氧量每日不低于58 000 m3，有利于正常噴吹。高爐噴煤技術依托于高爐操作，爐況的順行與焦炭負荷有直接關系。經分析，11月份焦炭負荷略低于其他月份是導致噴煤時間差異煤比偏低的原因。噴煤指標的技術提升不僅和原燃料條件有直接關系，與高爐噴煤設備技術革新也是分不開的。原燃料條件改善，入爐品位提高渣量減少，有利于提高煤比。