高炉喷吹煤粉必须确保制粉和喷吹的安全,最大的不安全因素是煤粉的着 火和爆炸。
一般认为,煤粉的挥发分小于10%为无爆炸性煤,大于10%为爆 炸性煤,大于25%为强爆炸性煤。(1) 煤粉爆炸的必然条件① 要有氧气存在,含氧浓度不小于14%。
② 煤粉在容器内处于分散悬浮状态,形成空气和煤粉的混合体并具有一 定的煤粉浓度。 煤粉浓度为12kg/m3时爆炸性最强。
③ 要具有一定的温度(或火源)。(2) 煤粉爆炸的必要条件空气和煤粉的混合体必须处于密闭或部分密闭的空间内,这样压力才会急 剧增大,使包围体有被爆破的危险。
因此,控制适宜的含氧浓度和温度是防止 煤粉着火爆炸的关键。 与此同时,在喷吹烟煤时,还要注意控制挥发分的含量 不大于25%。
在生产与设计中的具体注意事项如下。① 为防止原煤仓积存煤粉。
多采用双曲线原煤仓,不设水平管道。②因制粉机(磨煤机等)要用热废气做干燥风,因此在喷吹烟煤时,应 控制磨煤机的出口温度和氧含量小于10%。
③ 为防止积煤、煤粉仓、煤粉罐锥体部分角度均应大于70°。④喷吹烟煤时,应采用氮气(氧含量低于10%)往高炉煤粉罐输送煤粉。
同时,喷吹罐用氮气充压。⑤为了防止回火,喷吹罐压力必须高于高炉风压50kPa以上,混合器前 喷吹用压缩空气必须高于高炉风压lOOkPa以上。
此外还应在每个喷吹支管上安装自动切断系统、当经过混合器后的管道内压力低于高炉风压50kPa时,支 管上的旋塞阀自动切断,使热风不能倒流入喷吹罐内。防止火源方面,还应特 别注意防止静电产生火花,收粉布袋要选用防静电材料,设备均应接地等。
⑥ 喷吹罐等罐体上部都应设有一个爆破膜,一般计算按罐内压力大于 800kPa时即可破开,这是防止在一旦发生爆炸时破坏罐体的安全措施。 ⑦ 喷吹罐设有测温监控装置、CO和02浓度巡回测定仪与报警装置。
⑧ 在适当的位置安装蒸汽管及水管,当温度升高时,用以消除着火与爆 炸的危险。
高炉喷吹煤:
高炉喷吹煤产品在得到工业性、大面积推广应用的半个世纪以来,随着国内钢铁产能的日益增大及高炉煤粉喷吹关键技术的不断进步和完善,市场需求逐渐扩大,特别是随着中国优质炼焦煤资源的日渐匮乏,高炉喷吹煤在钢铁冶炼工艺环节的地位日益提高。喷吹煤粉替代部分焦炭,一方面可节约焦化投资,少建焦炉,减少焦化引起的空气污染;另一方面可大大缓解炼焦煤供求紧张的状况。高炉喷吹煤煤比呈现逐年上升的趋势,并且逐渐成为钢铁企业不可缺少的炉料之一。
高炉喷吹煤市场供应情况:
(1)宏观经济形势及政治因素左右喷吹煤供给能力。与炼焦精煤一样,由于冶金煤的原煤经过洗选灰份降低后成为精煤,而筛下产品作为电力用煤,当电力用煤供应紧张时,煤炭企业根据国家号召多卖电力用煤,不得不少卖冶金用煤,从而使得冶金煤供应量减少。2009年春节及过后一段时期南方多年罕见的暴雪灾害导致电力、电煤供求紧张,使得冶金煤市场供应量锐减就是一个例证。灾害期间山西焦煤集团曾将其精煤产量比例一度调低至20%,使炼焦煤供应受到很大程度的影响,其它以电力用煤为主导的烟煤生产企业如同煤、神华等,冶金煤生产所受的影响就更加严重。
(2)高炉喷吹煤的供应也受到煤炭洗选企业主动缩减精煤产量,从而引起供应量变化以应对市场变动因素的影响。任何产品的供应应当都是取决于需求量,而高炉喷吹煤的需求量与入炉焦炭的质量及铁矿石品位等指标息息相关,当焦炭质量下降或铁矿品位不好时,焦炭作为高炉骨架的作用会减弱,进一步引发炉况不顺行及失稳等一系列不利于增大喷煤量的情况显现,从而导致喷煤比下降达不到计划数值,喷吹煤生产企业可以根据需求来及时改变供给,从而达到维护市场价格的目的。
(3)对于钢铁行业来说,因为炼焦煤和焦炭已经成为约束钢铁冶炼产能继续增长的瓶颈因素,要维持生铁规模,只能在有限的或者是“不再增长”的炼焦煤资源供应环境下,以改善炼焦煤或焦炭质量为前提,想方设法提高高炉喷煤水平。由市场需求引导的喷吹煤供应量应当处于一定的增长区间。
关键技术:
高喷煤比的关键技术是:保持炉缸热量充沛技术,提高煤粉燃烧率技术,提高炉料透气性技术和煤焦置换比高的相关技术。
炉缸热量充沛技术:
高炉炼铁正常生产需要炉缸有充沛的热量,以保证铁矿石还原,渣铁流动性好、易分离,炉渣脱硫率高和透气性好。炉缸热量是用炉缸理论燃烧温度来表示。炉缸热量充沛是要求炉缸的温度和热量要高。理论燃烧温度在2200±50℃视为合理值。煤粉喷进风口后需要吸收热量。首先是煤粉被加热,然后是挥发分燃烧和碳素燃烧。这样,每喷吹l0kg/t无烟煤会使炉缸温度下降15~20℃,l0kg/t烟煤会使炉缸温度下降20~25℃。喷煤量大于l00kg/t会使炉缸温度下降150~250℃以上。高喷煤比会使炉缸温度下降幅度更大。为使炉缸温度保持在2200±50℃合理范围内,就需要采取保持炉缸温度的技术措施,具体办法是:
1、提高热风温度:热风温度升高l00℃,可使炉缸理论燃烧温度升高60℃,允许多喷30~40kg/t煤粉。
2、进行富氧鼓风:富氧率提高1%,炉缸理论燃烧温度升高40~50℃,允许多喷煤粉20~30kg/t。
3、进行脱湿鼓风:鼓风湿度每降低1g/m3,理论燃烧温度升高6~7℃,允许多喷3~4kg/t煤粉。
高炉持续稳定的重要前提是提高炉内气体的动力学条件。与全焦冶炼不同的是,在高炉喷煤运行工况下,炉料结构和煤气特性均受煤粉在炉内的行为及各分支管喷煤量的影响。因而,高炉喷煤操作直接影响到高炉气体运动特性的变化,尤其是在大喷吹时,这种变化还可能危及高炉的稳定顺行。 高炉喷吹煤粉是一种气力输送过程,在流体力学范围内属于气固两相流动。由于流动的不均匀及工艺管道等多方面的影响,造成了瞬时流量的波动。 高炉喷吹煤粉在线流量测量的意义主要有两个方面: 第一、随时掌握总体喷吹煤粉水平和各喷燃器喷吹煤粉的情况,了解高炉各喷口工作状态。高炉工艺要求喷吹到高炉喷口的煤粉流股稳定,各喷口喷吹煤量均匀。从整体上来看,喷吹煤粉的多少直接影响高炉的炉温的走向,如果陡然把喷吹煤粉流量增加的很高,则可能造成燃烧不完全,恶化料柱透气性。各喷口喷出的均匀程度也是十分重要的,各个喷口间喷吹量差异过大,可能导致高炉圆周方向工作不够均匀,长期下去,将造成高炉运作超负荷,影响安全。
高炉喷煤新技术的主要内容有:(1) 无烟煤与烟煤混喷技术目前髙炉喷吹煤种主要为无烟煤粉,应向无烟煤、烟煤混喷技术发展。
(2) 提高喷煤替换比由于我国喷吹煤粉的灰分较高(11。5%~14%之间),而国外喷吹煤粉在 6%~10%,因此,我国煤粉替换焦炭的替换比一般在0。
8,应提高到1。0左 右为好。
(3) 提高煤粉质量、降低煤粉生产成本① 淘汰能耗高、噪声大的筒式球磨机,改用中速磨。中速磨能耗是球磨 机的一半,且噪声低,振动小。
② 采用煤粉浓相输送,降低输煤载体能耗。浓相输送煤粉浓度达35~ 40kg/m3,而一般的输煤浓度仅为15kg/m3左右,节省载体一半以上(载体气 体由室温升到1600°C带走大量物理热)。
③ 高炉风口煤粉分配器采用新型分配器。④ 发展喷吹粒煤:所谓粒煤即粗粒煤粉(粒度在2~3mm以下),不仅可 节约制粉费用,而且不影响粒煤在高炉的燃烧。
⑤ 适当喷吹塑料:由于被称为“白色污染”的废塑料与煤的化学组成基 本相同,主要成分都是碳氢化合物。 塑料的平均热值约为44000kJ/kg,大于 煤粉的热值(25000~31000kJ/kg)。
国外一些专家认为,经过处理好的废塑 料被喷人高炉后可以节约40%的焦炭,剩余60%的焦炭在高炉内完全可满足 高炉炉料的透气性和承载载荷的需要。
高炉喷煤对现代高炉炼铁技术来说是具有革命性的重大措施。它是高炉炼铁能否与其他炼铁方法竞争,继续生存和发展的关键技术,其意义具体表现为:
(1)以价格低廉的煤粉部分替代价格昂贵而日趋匮乏的冶金焦炭,使高炉炼铁焦比降低,生铁成本下降;
(2)喷煤是调剂炉况热制度的有效手段;
(3)喷煤可改善高炉炉缸工作状态,使高炉稳定顺行;
(4)喷吹的煤粉在风口前气化燃烧会降低理论燃烧温度,为维持高炉冶炼所必需的动力,需要补偿,这就为高炉使用高风温和富氧鼓风创造了条件;
(5)喷吹煤粉气化过程中放出比焦炭多的氢气,提高了煤气的还原能力和穿透扩散能力,有利于矿石还原和高炉操作指标的改善;
(6)喷吹煤粉替代部分冶金焦炭,既缓和了焦煤的需求,也减少了炼焦设施,可节约基建投资,尤其是部分运转时间已达30年需要大修的焦炉,由于以煤粉替代焦炭而减少焦炭需求量,需大修的焦炉可停产而废弃;
(7)喷煤粉代替焦炭,减少焦炉座数和生产的焦炭量,从而可降低炼焦生产对环境的污染。
1.
岗位职责
1.1
服从班长的领导,完成工作任务。
1.2
做好所属喷煤设备维护保养,经常巡回检查喷煤工作情况,及时处理不正常
现象,保持每个风口能喷煤。
1.3
确保各喷枪无堵塞,无漏煤,保持喷煤通顺正常。
1.4
时刻注意喷煤压力波动,
若低于或超出范围,
应及时向值班工长和班长反映,
与喷煤工段联系给予解决。以免引起故障。
1.5
出铁前后详细检查胶管有无漏煤现象及时处理(更换)
1.6
如发现分配器、输煤管磨穿跑漏煤,应及时关闭分配器上相应支管和喷枪阀
门,汇报值班工长,与维修联系焊接处理。
1.7
喷煤各部位的短接、油轮、弹子阀、喷枪、连接胶管有损坏磨穿跑漏煤,应
立即处理好。
1.8
熟悉喷煤的各种设备,结构性能,布置编号及保养维护工作。
2.
喷煤前的准备工作
2.1
与喷煤操作室联系,由喷煤操作室送压缩空气吹扫管道。
2.2
当煤粉分配器有压力显示时,打开分配器吹扫阀外排杂物,吹扫干净后关闭
该阀。
2.3
逐个吹扫支管,吹扫完毕后,关闭支管各阀。
2.4
当压力升至
0.2MPa
以上,即可进行插枪工作。
3.
插枪操作
3.1
关闭枪上旋塞阀。
3.2
将煤枪插进吹管上枪座内,立即与支管接通并送风。
3.3
调整插枪深度,使喷枪前端位置位于吹管直径
1/3
处。
3.4
送煤后,喷吹压力控制在
0.15MPa
左右,再逐个检查喷吹风口,调整喷枪位
置,使煤粉不磨擦风口。
4.
停煤操作
4.1
通知喷吹操作室停煤,继续送压缩空气。
4.2
待总管内余煤吹尽后,通知喷吹操作室停风,随即拨出全部喷枪。
4.3
当遇到高炉慢风时,高炉放风坐料时,喷吹设备发生短期故障时和高炉工长
指令时,可以停煤不停风
高炉持续稳定的重要前提是提高炉内气体的动力学条件。
与全焦冶炼不同的是,在高炉喷煤运行工况下,炉料结构和煤气特性均受煤粉在炉内的行为及各分支管喷煤量的影响。因而,高炉喷煤操作直接影响到高炉气体运动特性的变化,尤其是在大喷吹时,这种变化还可能危及高炉的稳定顺行。
高炉喷吹煤粉是一种气力输送过程,在流体力学范围内属于气固两相流动。由于流动的不均匀及工艺管道等多方面的影响,造成了瞬时流量的波动。
高炉喷吹煤粉在线流量测量的意义主要有两个方面: 第一、随时掌握总体喷吹煤粉水平和各喷燃器喷吹煤粉的情况,了解高炉各喷口工作状态。高炉工艺要求喷吹到高炉喷口的煤粉流股稳定,各喷口喷吹煤量均匀。
从整体上来看,喷吹煤粉的多少直接影响高炉的炉温的走向,如果陡然把喷吹煤粉流量增加的很高,则可能造成燃烧不完全,恶化料柱透气性。各喷口喷出的均匀程度也是十分重要的,各个喷口间喷吹量差异过大,可能导致高炉圆周方向工作不够均匀,长期下去,将造成高炉运作超负荷,影响安全。
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