喷煤工艺流程图及概述

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炼铁一厂喷煤系统工艺流程图及概述

山西中阳钢铁有限公司一体系升级改造项目高炉工程制粉喷吹系统,制粉、收粉系统全部利旧；干燥系统除热风炉废气管道需改造外，其他设施利旧；对喷吹系统进行局部改造。

制粉喷吹系统主要工艺现状：制粉喷吹站厂房为混凝土结构，全封闭。煤粉制备系统采用单系列全负压制粉工艺，喷吹系统采用1个煤粉仓、下部六罐并列（每三罐分别对应405m3高炉）。整个系统即1套干燥气发生炉系统、1套磨煤机制粉系统、1套煤粉收集系统、2套喷吹系统（一个煤粉仓，下部六罐并列）。

新建1780m3高炉投产后，2座405m3高炉拟全部拆除，现有制粉喷吹站只为新1780m3高炉供给煤粉。新建1780m3高炉主管及分配器设置方案为：2根喷吹主管（一个主管对应一个分配器）及2个炉前分配器（1#分配器对应奇数风口，2#分配器对应偶数风口）的直接喷吹工艺。

喷吹系统与原系统的交接界面为：喷吹罐输煤阀后的喷吹主管起点。喷吹煤粉主管及分配器平台为本工程设计范围。

1、工艺条件及要求

1）原煤条件

单一煤种和混合煤均可喷吹，通常使用三种煤组成混合煤，安全措施上按强爆炸性烟煤设计。原煤的理化指标见表－1。

表1 原煤的理化指标表

2）煤粉条件

煤粉质量要求见表－2。

表2 煤粉质量要求表

3）制粉喷吹能力

按高炉正常日产铁水量4005吨，正常喷吹能力为160kg/t铁计，高炉正常喷吹所需煤粉量为h；按高炉正常日产铁水量4005吨，喷吹能力为200kg/t铁计，高炉最大喷吹所需煤粉量为h。

2、主要工艺参数

制粉喷吹系统主要工艺参数见表－3。

表3 喷吹系统工艺参数

3、主要工艺流程

分配器及煤粉主管流程图见附图。

喷煤工艺流程：该系统采用磨辊中速磨制粉，双管路加分配器浓相输粉的新工艺流程。

高炉喷吹煤粉工艺系统主要由：原煤贮运、煤粉制备、煤粉输送、煤粉喷吹、干燥气体制备和供气动力系统组成。

4、干燥气发生炉系统热风炉废气管道改造

干燥气发生炉所用热源，来自于热风炉废气的载热和煤气燃烧的化学热，热风炉废气由新建高炉热风炉烟囱前的烟道引出，热风炉废气使用量为95000m3/h，废气温度为140～180℃（不经余热回收时～310℃），废气管道直径为φ1420mm，采用外保温方式。热风炉废气引风机设备利旧，布置在新高炉热风炉烟道旁，热风炉废气引风机参数如下:流量： m3/h

风压： 7508-4974Pa

电机： 250kW

数量： 1台

5、喷吹系统

1) 喷吹罐加压、补压及输送系统

制粉站内喷吹系统设有1个煤粉仓，仓下设6个喷吹罐，分为2个系列，每3个并列的喷吹罐为1个系列，分别对应高炉的奇数风口和偶数风口进行喷吹。

煤粉仓下部通过落粉管、气动钟阀与喷吹罐相连。煤粉仓内被流化的煤粉靠重力落入喷吹罐，6个喷吹罐均按装粉、加压、等待、喷吹、卸压、再装粉的程序循环交替的运行，将煤粉经喷吹主管、分配器、煤粉喷枪，连续稳定地喷入高炉。

煤粉仓流化、喷吹罐加压和流化采用氮气，煤粉的输送采用压缩空气。

2)煤粉输送及分配系统

煤粉输送及分配系统采用2根喷吹主管及2个炉前分配器的直接喷吹工艺。一个主管对应一个分配器，1#分配器对应奇数风口，2#分配器对应偶数风口。

煤粉输送及分配系统由主管及支管输煤阀、分配器、支管吹扫阀及相应管线组成，喷吹主管采用低流速、浓相喷吹技术，煤粉喷吹浓度≥30kg粉/kg气，可以有效的减小管道及阀门的磨损，同时也能减小系统阻损；煤粉支管采用等阻损补偿技术，再加上高精度均匀分配的盘式分配器，使得支管喷煤量很均匀。主管之间每隔～100m处都设有手动清扫阀，可以实现快速人工清堵。支管也设有吹扫和喷枪冷却阀，一旦支管发生堵煤或停止喷吹时，便自动打开吹扫阀进行吹扫。另外考虑到煤粉中水分对煤粉流动性的影响，煤粉主管采用了外保温。

煤粉喷枪采用单层喷枪。喷枪与风口之间装有手动切断阀，当退出喷枪时可切断热风气流，保证安全。

6、制粉喷吹站的消防与安全措施

1）喷吹系统在安全措施上按强爆炸性烟煤设计。

2）以含氧量小于2%的热风炉废气为主，掺入少量高炉煤气燃烧产生的烟气，作为煤粉干燥和输送用气源，使制粉流程的气路惰性化，煤粉不能自燃和爆炸。

3）煤粉流化、加压、清堵等均采用氮气，输送以及喷吹等采用压缩空气。

喷煤系统工艺

概述

主要设计原则及采用的新技术：

1采用制粉与喷吹一体化的直接喷煤方式：结构紧凑布局合理、占地面积小、节省投资；2采用新型HPS943碗式中速磨煤机制粉。节能、噪音小；

3采用一次布袋收集煤粉。工艺流程短。设备少、节省投资；

4喷吹系统采用并罐。

5采用浓相喷煤技术。固气比高，喷煤能力大，是富氧大喷煤的必备条件；

6喷吹煤种为烟煤。亦可两种煤种混喷；

7制粉和喷吹系统，均采用计算机自动控制；安全可靠；控制精度高。

4.1.2按生铁年产量140万吨，喷煤比160kg/t（需在热风炉后烟道设助燃空气预热器），年喷煤总量23万吨考虑系统配置和原燃料消耗。

4.1.3喷煤系统由原煤储运系统、制粉系统、喷吹系统、外网风、水、电、气系统四部分组成。主要设备有；烟气燃烧炉、中速磨、热风炉废气引风机、主排粉风机、布袋收粉器、喷吹罐、煤粉分配器。

储煤场

4.2.1储煤场的建设按满足100万吨喷煤的需要考虑。建筑面积（长*宽）42*27㎡，利用铲车上料、30m3混煤仓两个、称重皮带机两台以及B650皮带机等设备。原煤场有防雨、防冻和混配煤功能，储煤能力为4500-6000T。在喷吹系统全负荷生产时，其储煤量可以使用8-10天。

4.2.2工艺设备流程：汽车---储煤场---铲车—混煤仓----皮带称-----皮带机----原煤仓

4.2.3为保证磨机安全，在B650皮带机上设电磁除铁器一台，以清除原煤中的磁性金属物。

4.2.4储煤场主要设备配置见下表

储煤场主要设备配置表

制粉系统

4.3.1系统组成：原煤仓（双曲线型锥底）、密封皮带输送机、碗式中速磨、一次布袋收粉器、主排粉风机以及烟气燃烧炉

4.3.2系统流程:

热风炉废气管道→高温风机→烟气燃烧炉↓

原煤仓→密封皮带输送机→碗式中速磨→一次布袋收粉器→主排粉风机

4.3.3原煤仓容积为60m3，可装原煤42t,能保证磨机小时的用煤量。为使原煤仓下料顺畅，其下锥体部分设空气炮。为避免出现仓满溢出和空仓漏风现象，仓体设上下两点音叉计检测原煤仓料位。

4.3.4选输送机为碗式中速磨供煤，该设备密闭性好、运行稳定、故障率低、采用变频调速连续调节给煤量，煤量调节范围大，精度高。

4.3.5碗式中速磨是由多台设备组成的机组，它包括:磨机本体、主电机、弹簧加载装置、润滑油站等，机组由磨机厂家负责成套供应。

4.3.6烟气燃烧炉用来降低含氧的热风炉废气由100-250℃提高至280-300℃。其发生的高温烟气（800-1000℃）一般只占总烟气量的5-10％。选用卧式密闭炉型，前部为燃烧室，设有煤气烧嘴。后部为混合室，利用系统负压从其顶部吸入热风炉废气与高温烟气混合后，进入磨煤机。

4.3.7燃烧炉主燃高炉煤气。为了稳燃，燃烧炉燃烧室内设计有格子砖蓄热。

4.3.8为了克服管道的阻力和烟囱的自然抽力，在热风炉废气管道上设有一台高温风机。

4.3.9制粉系统安全防爆措施：

1用近于惰性的烟气作为磨煤的干燥气和输送煤粉的气源，并且控制系统漏风率，使布袋出口烟气含氧浓度≤12％，以确保制粉系统安全运行。

2线监测磨机入口和布袋出口干燥烟气的氧气机一氧化碳浓度，超标立即报警，并采取充氮或切断阀门等措施。

3钢球磨设氮气吹扫管道，磨机温度偏高或停开机时，使用氮气进行短时间吹扫；

4严格控制磨机出口温度不高于90℃，高于90℃时自动报警，温度达到110℃时，收粉系统自动停机。

5系统各设备均设有温度检测及报警装置。

6布袋收粉器采用防静电滤料，设备及管道均进行接地，法兰

导线相连。

4.3.10制粉系统主要设备配置见下表

制粉系统主要设备配置表

喷吹系统

4.4.1喷吹指标：两座380m3高炉，按年产生铁100万吨得。在热风富氧2-3％的条件下，设计喷煤比为180 kg/t铁，

4.4.2喷吹煤种：中阳周边地区煤炭资源丰富，可以保证原煤，本设计按全烟煤喷吹设计，为降低制粉和喷吹成本，取得喷煤置换比，拟选择低挥发份烟煤与高挥发份烟煤作为中钢喷煤。前期喷吹清除低挥发份烟煤，顺行后逐步经混喷向中等过度。喷吹煤种以清除一带贫煤为主，配一定比例的陕西

4.4.3喷吹工艺：喷吹系统采用双罐并列喷吹总管加炉前分配，喷吹间设两个喷吹系列，共六个喷吹罐。

4.4.4喷吹系统的工艺特点

4.4.4.1、煤粉仓的下锥体均安装点式流化器，流化气采用氮气，保证，除能够避免棚料和积粉现象，也能使容器内部堕化，避免煤粉氧化着火。

4.4.4.2、喷吹罐采用下出料方式，通过控制罐压和改变补气流量实现喷吹量的调节。其设计、装备及工艺在国内属于先进水平。

4.4.4.3、喷吹罐设人孔无防爆孔。由于采用氮气充压与流化，并且严格控制罐内温度，罐内煤粉不存在自燃着火甚至爆炸的条件。

4.4.4.4、喷吹罐设充压与放散阀，以实现自动稳压，保证罐压衡定在设定值偏差（±），从而使喷吹速度稳定。

4.4.4.5、为保证喷吹计量准确，完全消除盲板力对电子称的影响，在进料口软连接处设旁通放散管道。

4.4.4.6、喷吹系统各阀门采用煤粉专用阀门，耐磨损、使用寿命长。

4.4.4.7、喷吹罐采用电子称计量

4.4.4.8、炉前安装煤粉分配器，其分配精度为±5％，可以保证各风口均匀喷吹

4.4.4.9、喷吹系统各气动阀门由计算机自动控制。

4.4.4.10、设70m3氮气储罐和压缩空气储罐各一台，以稳定气源压力。

4.4.5喷吹系统

4.4.6安全措施

（1）常压容器煤粉仓设防爆孔

（2）煤粉仓和喷吹罐的锥体外角按≥60°设计，以避免产生积粉

（3）主要电气设备采用防爆电器，系统所有设备、管道均可靠接地，以消除静电。（4）煤粉仓和喷吹罐设多个温度测点，实时监测煤粉温度变化。如果温度大于80℃，报警并紧急充氮保护。

主要辅助设施

4.5.1配电室：新建配电室，为喷煤系统（包括空压站）提供二路6KV和380V电源。总容量为1080KVA.

4.5.2高炉煤气管道：喷煤站附近就近接取高炉煤气管道为DN800，供燃烧炉使用。

4.5.3氮气管道：向喷煤站铺设一条专用氮气管道，管道为DN150，接入氮气储罐。

4.5.4压缩空气：设两台34m3/min螺杆空压机，一用一备，为高炉提供喷吹气源。

炼铁一厂喷煤

2015年3月25日