炼铁喷煤控制系统
浅谈第二炼铁厂喷煤节能降耗
2020年第4期南钢科技与管理37浅谈第二炼铁厂喷煤节能降耗张金山（第二炼铁厂）摘要:介绍第二炼铁厂喷煤喷吹系统自动化程序优化及喷吹模式创新，以喷煤制粉生产过程控制、降低氮气消耗为例阐述节能降耗措施，为高炉炼铁成本降低提供有力帮助。
关键词:喷煤工艺优化节能降耗Discussion on Energy Saving and ConsumptionReduction of Coal Injection in Iron-making Plant2#ZHANG Jinshan(Iron-making Plant2#)Abstract:This paper introduces the automatic program optimization and injection mode innovation of coal injection system in Iron-making Plant2#.Taking the pulverizing production process control and reducing nitrogen consumption as an example,the energy saving and consumption reducing measures are elaborated,which can provide powerful help for reducing the cost of blast furnace iron-making.Keywords:Coal Injection,Process Optimization,Energy Saving and Consumption Reduction引言高炉喷煤系统是组成炼铁生产工艺流程的重要一环,是高炉冶炼过程中以煤代焦、节约能源成本和焦炭资源的重要措施。
高炉对其生产过程的连续性、稳定可靠性要求很高，这就对喷煤的生产过程控制有很高的要求。
毕业论文：高炉炼铁系统设计-精品【范本模板】
莱芜职业技术学院毕业论文论文标题：高炉炼铁系统设计作者：凌宗峰学校名称：莱芜职业技术学院专业：冶金技术年级：07冶金技术指导教师：冯博楷日期：2010。
4。
1目录内容提要与关键词¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨3手抄在论文本上，最后再根据内容补填目录，要求手写！正文¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨4参考文献¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨58摘要本设计要求建年产量为200万吨生铁的高炉系统。
高炉车间的七大系统：即高炉本体系统、上料系统、渣铁处理系统、喷吹系统、送风系统、除尘系统和冷却系统都做了较为详细的叙述。
高炉炼铁是获得生铁的主要手段，是钢铁冶金过程中最重要的环节之一，在国民经济建设中起着举足轻重的作用。
高炉是炼铁的主要设备，本着优质、高产、低耗和对环境污染小的方针,在预设计建造一座年产生铁200万吨的高炉炼铁系统，本设计说明书详细的对其进行了高炉设计,其中包括绪论、工艺计算（包括配料计算、物料平衡和热平衡）、高炉炉型设计、高炉各部位炉衬的选择、炉体冷却设备的选择、风口及出铁场的设计、原料系统、送风系统、煤气处理系统、渣铁处理系统、高炉喷吹系统等。
设计的同时还结合国内外相同炉容高炉的一些先进的生产操作经验和相关的数据，力争使该设计的高炉做到高度机械化、自动化和大型化,以期达到最佳的生产效益. 关键词：高炉;炼铁;设计;煤气处理；渣鉄处理;1绪论1。
1概述钢铁是重要的金属材料之一，被广泛应用于各个领域,钢铁生产水平是一个国家发展程度的标志。
喷煤工艺介绍
快速停机动作： 快速停机动作：
1）打开热风炉废气换向阀（FHF），磨机入 口温度调节阀全开 2）烟气废气放散阀打开(YFF)； 3）混合烟气换向阀关闭（HHF） 4）给煤机停（延时0-15S） 5）磨煤机停（延时0-15S）
3喷煤喷吹工艺流程 喷煤喷吹工艺流程
1）煤粉喷吹设计参数 ） 最大喷煤量：200kg/t 正常喷煤量：125kg/t 每座高炉14个风口全部喷煤。 2）喷吹设施 ） 四座高炉的喷吹站与制粉间合建在一起，每座高炉的喷吹系统设计采用两个并列喷吹罐，单管路加炉前分配器 的喷吹方式，共设有八个喷吹系列。每座高炉的两个并列罐交替喷吹，通过可编程序控制器进行自动喷吹与换 罐。制粉间的磨煤机室、喷吹站的喷吹间为封闭外式的混凝土结构。 3）喷吹工艺及特点 ） 四座高炉的喷吹站与制粉间合建在一起，设有一个喷煤主控室。 ——喷吹形式 每座高炉的喷吹罐采用并列式布置，两个并列罐上出料浓相交替喷吹。主要设备为两个煤粉仓，两个喷吹罐。 煤粉仓有效容积60m3，储煤粉量可以满足高炉在最大喷吹量的条件下连续喷吹6小时。煤粉仓采用料位计进行 料位监测，喷吹罐采用电子称进行重量监测。由煤粉仓卸下的煤粉加入到喷吹罐内，可使喷吹罐交替向高炉喷 吹煤粉。喷吹罐设计有效容积为14m3，直径∅2000mm，按高炉喷吹量200kg/t计算，一罐煤粉可以供高炉连续 喷吹40分钟。 ——补气调节器 高炉喷煤采用上出料浓相喷吹形式，采用补气调节器，通过调节补气量的大小改变调节器内煤粉的输送状态， 达到调节喷吹量的目的。煤粉经管道、炉前分配器，通过喷枪喷入高炉。 ——喷吹罐设置自动稳压装置，工作压力自动稳定在设定值。使喷吹罐压力不因煤粉输出而降低，以确保输煤 速率的稳定均匀。 ——喷吹系统各阀门采用气动煤粉专用球阀。电磁阀在电磁阀站内集中维护管理。 4）喷吹系统安全措施 ） 为保证喷吹烟煤的安全可靠，采取一系列的防火防爆措施。例如：煤粉仓内设有CO分析仪时实监控煤粉仓内的 CO浓度，若CO浓度超标则进行紧急充氮气保护；喷吹罐内设有温度、压力等检测仪表。 5）喷吹系统主要设备组成 ） 喷吹系统由喷吹罐、喷吹主管路、炉前分配器、喷吹支管路、喷枪组成。
炼铁生产工艺流程
均压
上料小车 绳轮
过滤、消音
鼓风机
高炉工艺路线 2—送风系统
放风阀
燃烧室
煤气
蓄热室（格子砖）
送风阀
冷风总管
热风炉
高炉本体
送风装置
热
倒
助燃风机
风流
休
热风围管
热风总管
风 阀
高炉炉顶
高炉工艺路线 3—喷煤系统
煤气 上升管
粗煤气
煤气 下降管
煤气柜 热风炉
布袋 除尘器
重力 除尘器
放渣 出铁箅渣
高炉工艺路线四—水渣系统
炉喉 炉身
炉腰 炉腹 渣口 炉缸
高炉本体
高炉炼铁过程是连续 不断进行的，高炉上部 不断装入炉料和有煤气 导出，下部不断鼓入空 风口 气和定期放出渣铁。
铁口
高炉工艺路线 1—上料系统
碎矿
原料场
碎焦
电除尘
皮带机 高炉矿烧结矿
布料
炉顶料罐
振动筛
斜桥
上料
称重料斗
皮带机
料斗
气密箱 溜槽 探尺
图 2-4
炼铁生产工艺流程
高炉主要分为以下几大系统
·高炉本体
·上料系统
·送风系统
·出铁场
·煤气系统
·水渣系统
※ 喷煤系统
高炉生产新技术
软水密闭循环冷却
富氧喷煤
球团矿
焦碳 烧结矿
高炉炼铁工艺总路线
上料
布料
冶
热送 化验 出铁
炼
炼钢
铸铁
放渣
送风 喷煤 煤气
水渣系统
图 2-4 炼 铁 生 产 工 艺 流 程（续一）
干渣沟 冲渣泵
水渣沟
炼铁厂喷煤车间危险源及控制措施
炼铁厂喷煤车间危险源及控制措施（最新版）Security technology is an industry that uses security technology to provide security servicesto society. Systematic design, service and management.（安全管理）单位：姓名：日期：编号：AQ-SN-0750矿山安全技术 I Mine Safety Technology矿山安全炼铁厂喷煤车间危险源及控制措施（最新版）1、安全操作规程2、应急处置措施（应急预案）3、管理制度：安全生产奖惩制度、安全教育培训制度、安全检查和隐患整改制度、安全生产互保联保制度、岗位安全生产责任制、消防安全管理制度。
喷煤车间现场主要危险源及控制措施危险源类别煤粉防爆控制措施系统防爆膜每年更换一次；安全阀每年检验一次；系统充氮设施、消防设施做到每日检查，发现隐患及时整改，保障其可靠有效矿山安全技术 I Mine Safety Technology矿山安全性；在生产操作中，系统氧含量严格控制在12%以下，磨煤机出口温度控制在80℃以下，煤粉储存时间不超过8小时。
每当发现系统生产温度、氧气监测仪不准确或失效的情况下，立即联系仪表工进行维修。
设备检修动火时，要将设备、管道内的煤粉吹扫干净，采取堵盲板等隔离措施，配备防火器材，并办理动火证后，方可进行动火检修作业。
危险源类别特种设备控制措施喷吹罐、氮气罐上的安全阀每年校验一次，罐体每三年检验一次。
天车、电葫芦每年检验一次。
加强设备点检和安全检查，每当发现天车、电葫芦的限位开关、抱闸、钢丝绳、导轨、吊钩等部件有故障时，要停止使用，修复正常后方可进行作业。
危险源类别受限空间控制措施矿山安全技术I Mine Safety Technology矿山安全进入受限空间设备内点检或检修前，职工要认真填写受限空间作业许可证、检修安全许可证，确认停电挂牌；将箱体或机体内煤粉吹扫干净；关闭通往箱体或机体内的氮气、输煤、废气管道阀门, 确认阀门停电、挂牌；翻开箱体人孔，通风降温，保持空气对流；进入箱体或机体内前，用报警器检测箱体内的一氧化碳、氧气含量, 保障一氧化碳含量低于lOppm、氧气含量大于19%时，方可进入检修; 照明设施使用24伏以下的安全电压；高空作业要系好安全带；作业人员随身携带一氧化碳和氧气报警器，采取动态检测，外部指派专人监护。
攀钢炼铁厂4^#喷煤制粉系统工艺设计及计算
（ 总 第 ２ ５ ６ 期 ）
悯离 妻 燃
（ Ｃ ｕ ｍ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｖ Ｎ ｅ ｔ Ｏ ｙ Ｎ ． １ ０ ３ ． ２ ０ １ ３ ２ ５ ６）
．
攀钢炼 铁厂４ ＃ 喷煤制粉 系统工艺设 计及计算
查 笑 乐
（ 攀 钢集 团设 计研 究 院有 限公 司 ，四川 攀枝花 ６ １ ７ ０ ０ ０）
烟煤 甚 至褐煤 进行 混 合 喷吹 。 目前全 国大 中型高 炉 的喷
煤 量平均在 １ ３ ０～１ ８ ０ ｋ ｇ ／ ｔ ． Ｆ ｅ 之 间 ，混合喷 吹也得到全 面推
广 。此 外 ，随着我 国钢铁工业 １ ／ ３ 以上焦炉 的炉 龄老化 、淘 汰 ，部分钢铁 企业的焦炭 产能明显不 足。进一步增加 粉煤
关 键词 ：喷煤制粉 ；炼铁 厂 ；高炉改造 ；袋式收粉 器
中图分类 号 ：Ｔ Ｐ ２ ７ ３
文献标识 码 ：Ａ
文章编 号 ：１ ０ ０ ９ — ２ ３ ７ ４（ ２ ０ １ ３）１ ３ — ０ ０ ２ ９ — ０ ２ 气 在干燥气 发生炉中燃烧产 生约１ １ ０ ０ Ｔ的烟气 与引高炉热 风炉废气混合 而成 。 喷吹系统采用并 罐式设计 ，负责 向＃ ３ 高炉直接 喷吹 以
的主排风 机的抽力形 成负压 。为 降低干燥气 中的氧含量 ， 提高制粉 系统的安全 性 ，掺入部分 热风炉废气 ，干燥 及输
ｍ ３
＂
ｄ ；Ｑ ＝ １ ８ Ｏ ｋ ｇ ／ ｔ ． ｆ ｅ 。 得年需求总量Ｑ ａ ＝ ｌ １ ５ 万 。
１ 主要工艺介绍
经过 长期发展及 生产实践摸 索 ，高炉 喷煤 制粉工艺 已 日益成 熟 ，第４ 号磨机制粉 工艺选择 与原 ３ 条制 粉系统保持 致 ，采用全负压 制粉收粉工 艺。主要流程 为原煤经储运
高炉喷煤系统
• 中速磨优点： 结构紧凑、占地面积小、基建投
资低、噪声小、耗水量小、金属消耗
少和磨煤电耗低。但是不能磨硬质煤 ，原煤中的铁件和其它杂物必须全部
去除。
加热炉
• 将高炉煤气在燃烧炉内燃烧生成的热烟气送 入制粉系统，用来干燥煤粉。
• 木屑分离器
•
木屑分离器安装在磨煤机出口的垂直管道上 ，用以捕捉气流中夹带的木屑和其它大块杂物。
（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T理，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。
高炉喷煤的重要意义
• 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: （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
炼铁厂喷煤五系列自动化控制系统
能都在 Ｏ ｓ操 作 站 完 成 ， 面 实 现 自动 控 制 。项 全 目投 产后 ， 计算 机控 制 系 统 稳定 、 靠 ， 全满 足生 可
产工艺要求。整个生产工艺操作灵活方便， 简便易
行 。在仪器 控 制和 电气控 制方 面都达 到 预期 的效 果， 实现 了生 产 自动 化 。
系统 ， 此控制系统综合了以前 Ｓ Ｍ Ｎ Ｉ Ｅ Ｓ系统的全部 Ｅ
优点 ： 封闭结 构 的模板 设计 ， 提高 了在恶 劣环境下 运 行 的适 应能 力 ， 便 的信号模 板 的接 口、 方 良好 的用 户 界面、 通讯 灵活 、 障诊断 、 故 调试手 段丰 富 ， 对于 既有
顺 序 控制 ， 又含 大量 连续调 节 ， 特别 对于 喷煤系 统特
ｉ ｌ ｅ ｗｍ ｔ ａ ｃｎｅ ， ｏ ｅ ｄｃａ ｐｏｕｔｎａｄｃｎｅ， ｕｎｎ ｓ ｍ． ｆ ｒｈ ａ ｉｅｔｎｓｓｍ ｇｅ ｔｏｅ‘ ｎ ｕ ｓｒ ａ ｒ ｌ ｏｖｙ ｐｗ ｒ ｏｔ ｒ ｃｏ ｖｙ ｂｒｉｇ ｙｔ Ａｔ ｅｃ ｌ￣ ｉ ｔ ｓｎ ｒ ｃｄ ａ ｅ ｉ ｅ ｄ ｉ ｎ ｏ ｓ ｅ ｅ ｔ ｏ ｃ ｏ ｙ ｅ ｏ ｉｂ ｐ
ａ ｔ ｍａ ｏ ｕ ｏ ｔ ｎ． ｉ
Ｋ ｙｗ ｒｓｃａ ｉｅｔｎ ｕｎｎ ｌ—ｒｇｌ ｏ ；ａｒｓ ｌ ｉ ｔｎ ｅ ｏｄ ：ｏｌ￣ ｉ ；ｂｒｉｇｓｆ ｅ ｕ ｔｎ ｃ ｓｉ ｔ ｏ ｃ ｏ ｅ ａ ｉ ｏ ｍ ａ ｉ
炼 铁 厂 喷 煤 五 系 列 自动 化 控 制 系 统 是 公 司 ２０ ０ ３年确立 的基 建 项 目。为 了提 高煤 粉 的产量 、 质 量 以适 应高 炉生 产 的需 要 ， 司决 定 整 个 生产 过 程 公 全 部 由 计 算 机 控 制 ， 且 由科 技 部 牵 头 ， 立 为 并 确 ２０ ０ ３年公 司 重 点 科 研 攻 关 项 目， 由设 计 院 ， 铁 厂 炼 和新 联公 司共 同承 担该 项 目科研 开 发任务 。经 广大 科 技人员 的共 同努 力 ， 目于 ２０ 项 ０ ３年底 投 产 。
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1前言
高炉富氧喷煤可以以煤代焦，调节炉况，起到降低能耗、提高产量的作用，越来越受到炼铁界的青睐。
喷煤自动控制水平的高低，直接影响到喷煤工艺过程的安全和高炉炉况的稳定。
酒钢二炼铁4座450m’高炉工艺设备由包头钢铁设计研究院设计，酒钢自动化公司进行了自控系统的方案设计和控制功能的编制，实现了喷煤系统的自动控制。
2工艺简介
酒钢二炼铁4座450m’高炉共有4个喷吹系列，每座高炉1个，采用两个并列喷吹罐、1台中速磨、1座烟气炉、两路热风炉废气。
烟气炉是煤粉制备的主要辅助设施之一，其作用是向制粉系统的磨煤机提供符合要求的煤粉干燥介质。
将热风炉产生的废气引至烟气炉，经烟气炉加热调温制成合格热烟气，干燥煤粉。
烟气炉主要由烟气炉本体、煤气燃烧系统、引热风炉废气系统、混冷风系统组成，烟气炉采用焦炉煤气点火。
制粉系统包括：给煤机、磨煤机、布袋收尘器、煤粉风机。
原煤由供配煤系统送入原煤仓，再由电子给煤机给人中速磨煤机，煤在磨煤机中同时进行干燥和研磨，合格的煤粉经布袋收尘器收粉，然后落入煤粉仓中，以满足喷吹用煤量，通过布袋除尘器过滤后已达到国家排放标准的气体排人大气。
4座高炉的喷吹站与制粉间合建在一起，每座高炉的喷吹系统采用两个并列喷吹罐，单管路加炉前分配器的喷吹方式，共设有8个喷吹系列。
每座高炉的两个并列罐交替喷吹，采
用补气调节器，通过调节补气量的大小改变调节器内煤粉的输送状态，达到调节喷吹量的目的。
煤粉经管道、炉前分配器，通过喷枪喷入高炉。
3系统配置及功能
引入远程I/O和PROFIBUS—DP现场总线，操作站采用研祥工控机，操作系统采用Windows2000，人机界面采用Wonderware公司的IntouchHMI、以太网的方式进行通讯。
实现200万喷煤整个系统运行参数的数据采集和过程控制。
喷煤计算机控制系统主要由5个控制站组成，包括制粉与烟气炉、3#高炉喷吹系统、4#高炉喷吹系统、5#高炉喷吹系统、6#高炉喷吹系统。
整个系统共设5台操作员站，集中在主控制室内实现集中监视操作。
此外有布袋除尘SEIMENS系统1套、分析仪SEIMENS系统2套、磨煤机油SEIMENS系统1套、给煤机欧姆龙系统一套，主系统与分析仪SEIMENS系统采用PRO~BUS—DP通讯，与磨煤机油SEIMENS系统、给煤机欧姆龙系统采用硬接线联系。
数据采集。
通过PLC系统的输入输出模板，采集现场的模拟量输入、数字量输入以及脉冲量输入等信息，实现对现场生产工序温度、流量、压力、物位以及设备运行状态的监视，为联锁控制提供详实的现场实时数据。
其中温度57点，压力100点，重量9点，物位8点，调节回路28个。
联锁控制。
包括磨煤机起停连锁、油泵连锁、喷吹过程控制连锁，CO、O超标安全连锁，布袋温度超标安全连锁、切断阀动作超时连锁等。
人机交互。
通过系统设置的5台操作员站，操作人员根据现场生
产状况，实现人为干预控制。
人机界面还实现了设计要求的故障报警、历史趋势和相应的报表开发功能。
特别是事件历史查询，可以在生产出现异常情况时，查找相关信息，为判断事故原因，快速排除故障起到很大的作用。
目前的喷吹控制方式一般是分为自动与手动，在控制上分为装粉与喷吹两个过程，本系统在控制上考虑到操作的方便性、灵活性，喷吹系统的操作分为全自动、半自动、手动3种操作模式。
在控制上将喷吹过程分为泄压、倒罐、充压、喷吹4个过程。
全自动与半自动工作模式。
在该种模式时，系统自动完成泄压、倒罐、充压、喷吹全部过程。
当某个喷吹罐煤粉重量达到“换罐下限”时，该罐将自动进入“泄压”状态，“泄压”状态完成后，系统会进入“倒罐”状态进行装粉，达到“装粉上限”后停止装粉并进入喷吹准备状态；与此同时，另一罐煤粉量如果不小于“充压下限”将进行充压，充压完成后自动进入“喷吹状态”。
(2)手动状态。
无论系统处于何种状态，点击“手动”按钮系统既进人手动状态。
该状态下，所有阀都可以手动开关。
当系统处于某种工作模式时，相应的按钮变成绿色。
如果希望进入某种模式，只要条件满足，单击相应按钮即可。
应该注意的是：非全自动状态时A罐B 罐的操作是独立的，都可以分别进入手动、倒罐、喷吹状态，如果不具备进入某种模式的条件，则点击该按钮没有反应。
不论A罐B罐处于何种状态，只要点击全自动按钮，即可进入全自动状态。
在全自动状态下，A罐及B罐是倒罐还是喷吹，是由系统根据相应条件自动判
断和调节的，操作者不需要干预。
如果希望退出全自动状态，只能通过点击A罐手动或B罐手动即可退出全自动，点击喷吹或倒罐按钮是不能退出全自动状态的。
4系统可靠性措施
系统中运用了网络技术，在工业控制系统中运用交换机Vlan网络技术将喷煤系统与4个高炉系统联网，但各系统子网之间不会相互影响，保证了网络安全。
系统中所有连锁点、控制点的测量值都通过硬件与软件结合，判断短线、开路等外部故障。
当有该类故障时，系统自动将控制系统设置到安全状态，并通过报警提示操作员注意。
这样使系统杜绝了由于线路故障造成的误停机，以及对系统大的干扰。
5结语
喷煤控制系统经过1年的运行，系统稳定，可以进行喷吹过程的全自动运行，满足了现场生产需要。
特别是通过软件采取的一些可靠性措施，使得系统在出现模拟量断线时能够自动处于安全状态，减少了系统误动作，为生产正常运行奠定很好的基础。
但由于设计没有考虑布袋收尘器、磨煤机液压站、润滑油站等设备自带的一些控制系统的监视，这些系统的信息未能全部进入主控制系统，不能给操作提供足够的信息，需要进一步继续完善。
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