高爐噴煤系統(tǒng)噴吹罐泄壓方式的探討

周 飛，邱道欽，俞金城

（1.中冶華天工程技術(shù)有限公司，江蘇210019；2.福建羅源閩光鋼鐵有限責(zé)任公司，福建350600）

0 引言

隨著煤粉制備及輸送技術(shù)的日趨成熟，煤粉作為直接或間接燃料在冶金企業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛。如向高爐噴吹煤粉，可節(jié)約焦碳用量，優(yōu)化高爐冶煉；向石灰窯、球團回轉(zhuǎn)窯噴吹煤粉可節(jié)約燃氣或重油用量；用煤粉作為燃料，既可降低企業(yè)生產(chǎn)成本，又為沒有燃氣資源的地區(qū)提供生產(chǎn)條件。但煤粉輸送多采用噴吹罐加壓、補壓連續(xù)或間斷輸送，噴吹罐都存在裝料、加壓、輸送、泄壓和再裝料的循環(huán)過程，本文就噴吹罐的幾種泄壓方式進行探討，分析各自的優(yōu)缺點，便于相關(guān)工作者在實際應(yīng)用中選擇。

1 常用制粉輸送工藝流程簡介

噴吹罐泄壓是在煤粉制備及輸送整個系統(tǒng)中完成的，常用制粉及輸送工藝流程見圖1。制粉輸送過程如下：原煤經(jīng)落煤管進入磨機內(nèi)，同時進行細磨和干燥，粒度較大的粒煤在磨機內(nèi)循環(huán)細碎，合格的煤粉隨熱風(fēng)沿管道進入袋式煤粉收粉器，隨后被收集入灰斗，粉氣分離后的尾氣通過排粉風(fēng)機排入大氣；收粉器灰斗中的煤粉通過下部的葉輪給粉機、閥門等設(shè)施被送往煤粉倉；通過煤粉倉下部設(shè)置的控制閥門煤粉進入噴吹罐；隨后，煤粉經(jīng)噴吹罐被送往各用戶點。

從圖1 可以看出，噴吹罐泄壓有三種常用方式：①將泄壓氣體排至袋式煤粉收集器灰斗；②將泄壓氣體排至袋式煤粉收集器與磨煤機出口之間的管道上；③將泄壓氣體排至煤粉倉。

2 噴吹罐的三種泄壓方式

2.1 噴吹罐泄壓氣體性質(zhì)

圖1 制粉輸送工藝流程圖

噴吹罐泄壓處都安裝有煤粉過濾器[1]，煤粉過濾器的作用是將煤粉截留，氣體通過，截留在過濾器上的煤粉再通過充壓氣體大部分會被反吹回噴吹罐內(nèi)。隨著使用時間的延長，過濾器上粘附煤粉越來越多，過濾器會逐漸堵塞，噴吹罐泄壓時間延長，以至于不能滿足生產(chǎn)要求，此時必須更換過濾器。由于生產(chǎn)的連續(xù)性，更換過濾器困難，生產(chǎn)企業(yè)往往將過濾器孔徑擴大或直接泄去，失去了過濾煤粉作用，因此泄壓氣體中常帶有少量煤粉，不能排空放散，否則會造成噪音污染、粉塵污染，甚至惰性氣體中毒。

2.2 噴吹罐泄壓至煤粉收集器灰斗

由圖1 的流程圖可見，噴吹罐泄壓方式①是將泄壓氣體排至袋式煤粉收集器灰斗，在主抽風(fēng)機工作的情況下，灰斗內(nèi)是負壓，泄壓氣體被主抽風(fēng)機抽走，系統(tǒng)可正常工作。在主抽風(fēng)機停機的情況下，灰斗內(nèi)是常壓，氣體只能從制粉系統(tǒng)管道或設(shè)備泄漏處排出，如磨機、袋式煤粉收集器等。

2.3 噴吹罐泄壓至煤粉收集器與磨煤機出口之間的管道內(nèi)

噴吹罐泄壓方式②是噴吹罐泄壓至煤粉收集器與磨煤機出口之間的管道內(nèi)，方式②與方式①工況基本一樣，只是接入點不同，同樣需要主抽風(fēng)機在運行時噴吹罐的泄壓能正常進行。

2.4 噴吹罐泄壓至煤粉倉倉頂

噴吹罐泄壓方式③是噴吹罐泄壓至煤粉倉倉頂，因煤粉倉頂部都設(shè)有壓力平衡管道，用以調(diào)節(jié)煤粉倉裝粉和泄粉時倉內(nèi)壓力，當(dāng)泄壓氣體排至煤粉倉時，氣體也是通過壓力平衡管道排至制粉管道，出現(xiàn)和方式①、方式②同樣的工況。

3 三種泄壓方式的缺點分析

3.1 不利于正常的生產(chǎn)

上述三種泄壓方式，在主抽風(fēng)機工作的情況下，都可正常工作，但在主抽風(fēng)機不工作的情況下，泄壓氣體都不能正常排放，會使制粉系統(tǒng)出現(xiàn)正壓，氣體排放的同時，會有少量煤粉外溢，造成工作環(huán)境的污染，甚至損壞設(shè)備，如防爆膜破裂等。對煤粉輸送連續(xù)性要求高的工況下，磨機維修時，則不能泄壓，會對高爐或其它用戶點的工況產(chǎn)生波動，嚴重時會影響正常生產(chǎn)。

3.2 不利于節(jié)能

在制粉磨機不工作的情況下，為保證連續(xù)的煤粉輸送，主抽風(fēng)機必須開啟以將噴吹罐的泄壓排出，這樣就會造成主抽風(fēng)機在非制粉工作情況下還要工作，為噴吹罐的泄壓提供一定的負壓。而主抽風(fēng)機的電機功率一般比較大，如果不采用變頻電機的話，其用電負荷幾乎是整個制粉、輸粉設(shè)施的一半，電能消耗過大，不是一種十分經(jīng)濟的手段。

3.3 存在安全隱患

方式①泄到煤粉布袋灰斗時，在風(fēng)機不工作條件下會使制粉系統(tǒng)出現(xiàn)正壓，導(dǎo)致少量煤粉外溢，這對安全生產(chǎn)十分不利；方式②泄到磨機出口管道上，在磨機不工作時泄壓的粉氣混合物進入磨機內(nèi)，其中煤粉會在磨機內(nèi)沉降，不利于磨機的下次啟動；方式③存在泄壓壓力過高時導(dǎo)致煤粉倉倉頂?shù)男贡y破裂，引起安全和生產(chǎn)事故。

4 煤粉噴吹罐泄壓新工藝

針對上述三種泄壓方式的缺點，在設(shè)計中可采取兩種方式來解決煤粉噴吹罐泄壓過程中存在的問題。

4.1 設(shè)置泄壓專用除塵器

在煤粉倉倉頂設(shè)置泄壓專用小型倉頂除塵器是比價常見方式，即煤粉噴吹罐內(nèi)的粉氣混合物泄壓到煤粉倉后（泄壓方式③），通過開啟煤粉倉倉頂除塵器，將泄壓氣體排出煤粉倉。由于煤粉倉體積大，倉內(nèi)又需要保持負壓，因此，選用與噴吹罐體積、壓力相匹配的倉頂除塵器的情況下，主抽風(fēng)機不工作時，煤粉輸送系統(tǒng)可以穩(wěn)定運行。

但在磨機制粉初期和停機時，由于袋式煤粉收集器灰斗煤粉量少，主抽風(fēng)機負壓大于倉頂布袋除塵器負壓，會出現(xiàn)從倉頂布袋除塵器倒吸空氣的現(xiàn)象，造成煤粉倉氧含量>12%，這對生產(chǎn)高揮發(fā)分煙煤是不允許的。因此，在現(xiàn)在的設(shè)計中，需在泄壓專用除塵器風(fēng)機出口上設(shè)置1 臺電動密封閥門，在泄壓專用除塵器不工作時與外界空氣斷開，阻止上述倒吸現(xiàn)象的發(fā)生。

4.2 設(shè)置小型泄壓風(fēng)機

另一種處理方式是在主抽風(fēng)機與袋式煤粉收集器之間的管道上設(shè)置1 臺小型泄壓風(fēng)機[2]，噴吹罐泄壓采用方式①。主抽風(fēng)機不工作時，小型泄壓風(fēng)機啟動，主抽風(fēng)機工作時，小型泄壓風(fēng)機停止，小型泄壓風(fēng)機作為主抽風(fēng)機的補充，相當(dāng)于主抽風(fēng)機始終工作。這樣煤粉收集器灰斗始終保持負壓，噴吹罐泄壓可在任意時間進行，且不影響磨機檢修，煤粉倉氧含量也不會超標(biāo)，氧含量～4%。小型泄壓風(fēng)機可根據(jù)噴吹罐體積、壓力等參數(shù)選用。另外，小型泄壓風(fēng)機的設(shè)置也節(jié)省了電能，工藝布置也相對簡單。

小型泄壓風(fēng)機方式在文獻[3]中得到了應(yīng)用，且使煤粉倉內(nèi)的氧含量控制在一個極低的水平，使用效果較好。

5 結(jié)語

噴煤系統(tǒng)噴吹罐上述幾種泄壓方式生產(chǎn)中都有使用，通過上面對三種噴吹罐泄壓方式的探討隨著高揮發(fā)分煙煤使用比例加大，甚至全煙煤的情況下，采用小型泄壓風(fēng)機作為主抽風(fēng)機的補充，保持制粉系統(tǒng)始終處于負壓狀態(tài)，既可減少主抽風(fēng)機空負荷運轉(zhuǎn)，節(jié)約能耗，又可保證煤粉倉氧含量不超標(biāo)，且倉頂布袋除塵器的投資和維修量均大于小型泄壓風(fēng)機。因此，筆者認為，噴吹罐泄壓選擇在制粉系統(tǒng)中設(shè)置小型泄壓風(fēng)機的方式是比較合適的。