浅谈马钢新区高炉制粉喷吹系统
第1页 共10页 浅谈马钢新区高炉制粉喷吹系统
贺仁亮
高炉制粉喷吹系统是世界炼铁正在迅速发展的一项重大技术，其目的是在高炉冶炼技术中，扩大高炉燃料来源，从风口向高炉喷吹煤粉，以价格低的煤粉替代价格昂贵的冶金焦，改善高炉的操作条件；增加高炉的调剂手段；最终达到节焦增产的目的。我自2006年从马钢老区调入新区参加马钢新区建设一直都在从事高炉制粉喷吹的仪控安装，调试及维护工作。下面是我对马钢新区高炉制粉喷吹系统工艺的一些简单阐述。
一、 制粉工艺简介
马钢新区高炉制粉系统采用中速磨加一级布袋收粉工艺，共设置3个制粉系列,全负压运行。用合格烟气作原煤干燥剂。原煤来自原煤场，经配煤、过滤大块和除铁后送至喷煤主厂房的三个原煤仓内，原煤仓贮存的原煤经原煤仓下设置的计量式给煤机均匀给入中速磨。干燥剂通过袋式收尘器后的排粉风机吸入系统。原煤在中速磨内同时进行磨细和干燥，粒度较大的粒煤在中速磨内循环磨碎，合格的煤粉沿上升管道进入气箱脉冲袋式收尘器被收集入灰斗，被分离后的含尘浓度小于50mg/Nm3的尾气通过排粉风机排入大气。灰斗中的煤粉由布袋收尘器落煤管通过叶轮排粉机、煤粉筛排入煤粉仓；煤粉仓下部钟阀、软连接与喷吹系统的喷吹罐相连。原煤中硬度较大的杂物如煤矸石等经中速磨排渣口排出。高浓度袋式收尘器为露天安装，脉冲用气为氮气。为防止结露，影响煤粉输送，收尘器在工作时须维持一定的温度（65℃～110℃）,因此，自中速磨出口至收尘器进口间的上升管道、收尘器本体外层都采取了保温措施。系统中中速磨入口、煤粉仓、收尘器出口设置了O2、CO浓度监控仪，当浓度达到设定报警值时，可采取充氮气保护等措施。中速磨进出口、煤粉仓、收尘器出口设置了温度监控仪，当温度达到设定报警值时，可采取相应措施，确保系统安全。
第2页 共10页 工艺流程：
二、 喷吹工艺简介
马钢新区两座高炉各设有一套（3个喷吹罐）并罐喷吹系统,采用高压并列罐总管加炉前分配器方案,连续地向高炉喷吹煤粉。由计算机自动控制倒罐作业，也可由人工在计算机上手动控制倒罐作业，并应用了喷吹罐卸压氮气回收技术。在每个喷吹罐与煤粉仓之间设有两个气动偏置钟阀，两阀间设有软连接。喷吹罐上设有充压阀、补压阀和卸压阀。喷吹罐底部设有流化装置。上述各阀的开关通过电磁换向阀的换向来实现远程控制。喷吹罐的稳压通过其控制系统来完成。喷吹罐的电子秤称量装置可以准确、连续地测定罐内煤粉重量。
煤粉仓、喷吹罐等设备均设有温度监控，当温度高于设定报警值时，可以采取相应措施，确保系统的安全。除设有高温报警外，还设有低温报警。其目的是防止结露，以免发生堵塞事故。
当喷吹气源压力降至低限时，为防止高炉热风回风，系统中设有自动切断装置，保证系统安全。
喷吹系统按喷吹烟煤或混合煤设计，引进卢森堡PW公司浓相输送技术与设备，通过调节管道煤粉流量控制阀、罐压和流化气量来控制喷煤量，输送浓度≥30kg(煤)/kg(气)或更高，煤粉输送速度在2～4m/s，总量与设定值的误差可控制原煤仓
中 速 磨 给煤机
布袋箱 引风机
烟
气
炉 排粉风机
液压站 密封风机 稀油站 助燃空气
焦炉煤气（点火）
高炉煤气 废气
煤 粉 仓
喷 吹 罐 排 空
仓顶除尘 煤粉筛 排 空 第3页 共10页 在1%范围，分配器后各风口间误差可控制在4%以内。
工艺流程：
三、 制粉控制系统
制粉控制系统从各磨煤机入口至煤粉仓，系统的所有气动、电动设备都可由计算机遥控操作，并设计完善的信号和报警系统，各设备之间可根据工艺需求进行在线检测、联锁控制。其控制及检测的主要配套设备有：主风机、磨煤机、给煤机及布袋除尘器等。 煤粉仓
流化调节阀
输煤阀 卸压阀
流化罐 喷吹罐 下钟阀 上钟阀
高炉 补气调节阀组 切断阀1
切断阀2 煤量调节阀 稳压阀
充压阀
喷枪 吹扫阀 喷吹阀 分配器 反吹调节阀 返回阀 氮气罐 第4页 共10页 每个原煤仓设有两个料位检测，每个仓设有两个低位报警信号，提示操作工及时补充原料，以防断煤，并控制梨式卸料机，把原煤放入指定的原煤仓中。
给煤机有配套一套控制柜，该控制设备以控制柜中的皮带称重积算器、变频器和SIEMENS可编程控制器为核心。
基本控制方式如下图
给煤机有两种控制方式：自动时，根据高炉喷吹率及中速磨的实际工况，经过计算，得出给煤率，通过变频器，控制给煤机皮带称的皮带速度，以达到控制给煤率的要求；手动时，由操作工通过外设定（通过中控室DCS系统给出）或内设定（通过给煤机控制器给出）给出给煤率（频率）指令，磨煤机根据这个给煤率控制着给煤速度。给煤机本体的控制，由它自带的控制器来完成。它的操作，也有两种方式，即机旁和遥控：机旁时，由操作工在现场通过启/停按扭完成对给煤机各个设备的启停控制；遥控时，由操作工通过操作员站画面进行启／停机器的操作。给煤量的控制也有两种方式：开环控制、闭环控制。无论哪种方式，给煤机的工作状况，如皮带运行指示及速度、煤重瞬时值、累计值等，均可在操作员站上显示。
原煤阀（落煤阀）的控制： 原煤阀（落煤阀）的操作分为开和关两种，当开阀报限指示灯亮时，表明阀门已开到最大，此时只能进行关阀操作；当关阀极限指示灯亮时，表明阀门已完全关闭，此时只能进行开阀操作。
清扫机的控制： 清扫机的操作分远方和就地操作两种模式。当“给煤机”开关打在“遥控”位置时，清扫机的运行由控制系统发出启动给煤机操作，控制 三相动力电
给
煤
机
本
体
控
制
柜 光字报警系统
集
FSSS系统
控
控 CCS手操单元
室 制 远方控制信号
柜
计算机系统 第5页 共10页 柜PLC完成控制；当“给煤机”开关不在“遥控”位置时，清扫机的运行由控制柜就地面板操作。
给煤机的启／停及紧急停控制： 给煤机的启／停操作分“就地”和“远方”及备用三种操作状态。
远方控制： 当“给煤机”开关打在“遥控”或“远方手操”位置时，给煤机处于“远方”操作状态。由自动化控制系统按控制程序给出启／停给煤机控制信号。
就地控制： 给煤机的启动必须在“紧急停止”按钮解锁状态。就地操作给煤机的启／停，给煤皮带的运行由控制柜就地面板操作。
紧急停控制：当保护没投入，因故障而需停机时，按下“给煤机紧急停止”按钮，给煤机整机停止工作。故障消除后，需重新投入工作时，需转动“给煤机紧急停止”铵钮使之解锁，此后，给煤机可重新投入工作。当保护投入后，出现需停机的故障时，给煤机自动紧急停机。
磨煤机系统所附属的其它设备还有密封风机、稀油泵及电加热器、液压油泵及电加热器等，它们均可通过画面选择其自动/手动工作方式。自动时，密封风机、稀油站、液压站油泵均受磨煤机自动控制运行，两个电加热器受各自的油箱油温控制，托辊只有机旁控制，手动时，磨煤机系统所附属的其它设备均由操作工在画面上单独控制。
磨煤机为高压电机，它必须通过高配室来完成对它的运行控制。自动时，当启动条件成立后，它向高配室提出“申请启动”。高配室具备启动条件后，向DCS发出信号，DCS系统检测到高配室回答的“允许启动”应答信号后，DCS系统发出“启动”指令，高配室完成合闸动作，启动中速磨煤机；手动时，需操作工根据实际情况，通过启动画面上的“按扭”，用鼠标或键盘发出“申请启动”命令，待操作画面上出现“允许启动”后，按下“启动”“按扭”，完成启动。
主风机亦为高压电机，其控制过程与磨煤机相似，但风机有一个调节量，即风量调节，它通过预旋开度来实现。对预旋开度的调节，有两种方式：主风机的风量调节。自动时设定值可通过棒图键设定，也可直接给出设定数值。控制系统根据反馈进行PID 运算自动控制调节设备的手操器进行的。手动时，由操作工在操作员站上设定输出控制值，完成对调节阀的调节以达到对主风机风量的控制。第6页 共10页 主风机起停预旋必须处于关位。
布袋箱控制器的控制：布袋除尘器脉冲间隔时间控制，由布袋箱控制柜器完成，并且控制系统可以给出时间间隔的控制要求。布袋控制器启动/停止控制方式可分：内控操作（布袋箱控制器控制柜操作）、外控操作（控制系统发出控制命令）。布袋箱运行中布袋箱提升阀、脉冲控制阀的控制，由布袋箱控制柜的PLC装置控制，系统只对它进行监控。布袋箱的工作状态，如箱内的脉冲情况、脉冲阀动作的室号、温度、压力及压差、脉冲的时间间隔、时间间隔的控制及相关报警等，均可通过操作员站CRT画面反映。
内控操作：在控制柜上直接启动布袋箱控制器、设定布袋除尘器脉冲间隔时间控制。
外控操作：在操作站通过画面启动布袋箱控制柜器、设定布袋除尘器脉冲的时间间隔，由控制系统发出对控制柜的控制要求。
提高制粉系统安全保护的灭火装置：由于系统按喷吹混合煤设计，系统要求采取严格的防爆措施。在系统的磨煤机、高浓度布袋箱收尘器和煤粉仓等主要设备上均设置了O2浓度、CO浓度、温度监控设施。当O2浓度、CO浓度、温度达到报警时，可采取相应措施（在系统内的磨煤机、布袋箱、煤粉仓等大型设备上均设置N2灭火装置），确保系统的安全。
为确保操作人员现场操作安全，N2灭火装置不设机旁操作。N2灭火装置为气动电磁阀，控制通过自动控制系统手动或自动联锁控制。手动：通过操作员操作画面上的一些“按扭”开关对应设备的N2灭火电磁阀门喷充N2 。自动：一旦检测到磨煤机进口、煤粉仓、布袋出口等部位，氧气、一氧化碳、温度超标，控制系统自动开启对应设备部位N2灭火电磁阀门喷入氮气保护，严格控制有关指标超标。
给煤机起／停时，开启磨煤机进口部位氮气灭火电磁阀门喷入氮控制含氧气量／温度标超，确保系统的安全。
制粉系统一些与工艺过程无甚关联，长期保持某一运行装态的设备控制系统只设手动操作。如：助燃风机、仓顶除尘风机、总管高炉煤气切断阀、冷风阀等。对这些设备的操作只须操作员通过操作画面上的一些“按扭”、“起/停”对设备逐一进行操作、控制即可完成。
高炉煤粉喷吹系统
高炉煤粉喷吹系统
才野光男;邓志贤
【期刊名称】《钢铁译文集》
【年(卷),期】1989(000)005
【总页数】17页(P72-88)
【作 者】才野光男;邓志贤
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中 文
【中图分类】TF325.63
【相关文献】
1.高炉煤粉喷吹系统中喷吹罐下料阀的选用 [J], 范超
2.煤粉灰分成渣特性对高炉喷吹煤粉性能的影响 [J], 孙忠贵
3.通过采用混合煤来提高高炉喷吹煤粉的喷吹率 [J], Korth.,B;杨婉萍
4.高炉煤粉喷吹控制系统 [J], 吉勇
5.高炉煤粉喷吹系统流化装置优化改进 [J], 常学峰;张亮
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买
高炉喷吹煤
高炉喷吹煤
高炉喷吹煤粉是从高炉风口向炉内直截了当喷吹磨细了的无烟煤粉或烟煤粉或这两者的混合煤粉，以替代焦炭起提供热量和复原剂的作用，从而落低焦比，落低生铁本钞票。
一般高炉喷吹煤包括：烟煤、无烟煤、贫煤、贫瘦煤等，结焦性低、灰分较低，固定碳相对较高、可磨性好的煤种都能够作为高炉喷吹用煤。
百科名片
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要害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。喷吹煤粉替代局部焦炭，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，同时逐渐成为钢铁企业不可缺少的炉料之一。
名目
简介
开展路径
经济效应
需求特点
需求现状
今后需求
2021年三季度高炉喷吹煤市场推测分析
重大意义
简介
开展路径
经济效应
需求特点
需求现状
今后需求
2021年三季度高炉喷吹煤市场推测分析
重大意义
• 与国际差距
• 要害技术 • 提高煤技术措施
展开
编辑本段简介
[1][2]高炉喷吹煤煤比呈现逐年上升的趋势，同时逐渐成为钢铁企业不可缺少的炉料之一。高炉
高炉喷吹煤
喷吹煤的市场需求要紧取决于钢铁产能的规模、增长动态及高炉喷吹煤煤比〔单耗〕增长趋势两方面的因素。从地域的需求不同层面来瞧，今后一段时期将呈现煤比增长率南低北高的趋势。
高炉喷吹煤粉技术在中国始于上世纪50-60年代之间，当时采纳阳泉煤业集团〔前身为阳泉矿务局〕洗精无烟煤作为工业性试验对象，分不在北方鞍钢及首钢等地试验成功，其中阳泉煤业集团二矿洗煤厂即专门依据鞍钢对高炉喷吹煤产品的需求而设计的，煤炭洗选质量指标也一直沿袭了试验取得成功后由阳泉矿务局统一制定的系列产品标准〔无烟煤〕。
高炉喷吹煤在节约钢铁行业冶炼本钞票等方面，正在扮演着越来越重要的角色。事实上高炉喷吹煤作为冶金用途而咨询世的初衷即决定了如此的趋势：以煤粉局部替代冶金焦炭，使高炉炼铁焦比落低，生铁本钞票下落；调剂炉况热制度及稳定运行；喷吹的煤粉在高炉风口前气化燃烧落低理论燃烧度，为维持T理，需要补偿，这就为高炉使用高风和富氧鼓风制造了条件。
高炉工艺高炉喷煤
高炉工艺高炉喷煤
什么是高炉喷煤？
现代高炉冶炼需用焦炭，它在高炉中的作用是提供冶炼过程需要的热量；还原铁矿石需要的还原剂；以及维持高炉料柱（特别是软熔带及其以下部位）透气性的骨架。高炉喷吹煤粉是从高炉风口向炉内直接喷吹磨细了的无烟煤粉或烟煤粉或这两者的混合煤粉，以替代焦炭起提供热量和还原剂的作用，从而降低焦比，降低生铁成本，它是现代高炉冶炼的一项重大技术革命。
高炉喷煤有哪些重要意义？
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。
高炉喷煤工艺系统由哪些方面组成？
高炉喷煤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。
高炉喷吹煤粉工艺有几种模式？
从煤粉制备和喷吹设施的配置上来分，高炉喷煤工艺有两种模式，即间接喷吹模式和直接喷吹模式。制粉系统和喷吹系统结合在一起直接向高炉喷吹的工艺叫直接喷吹工艺；制粉系统和喷吹系统分开，通过罐车或气动输送管道将煤粉从制粉车间送到靠近高炉的喷吹站，再向高炉喷吹煤粉的工艺叫间接喷吹工艺。一般高炉多的企业宜采用间接喷吹工艺，高炉少的企业宜采用直接喷吹工艺，也有两种工艺模式并用的企业。
高炉炼铁喷吹自动控制系统的研发与应用
高炉炼铁喷吹自动控制系统的研发与应用
罗茂春
【摘 要】主要针对高炉炼铁工艺流程中煤粉喷吹自动控制系统的开发以及应用相关问题进行分析,系统设计过程中主要将高炉炼铁工艺标准以及最佳喷吹质量作为最终目标,而后运用最优控制思想,完成程序编制.自动控制系统现已全面投入运行,一定程度地降低了生产成本,同时也保证了经济效益.
【期刊名称】《山西冶金》
【年(卷),期】2019(042)002
【总页数】3页(P80-82)
【关键词】高炉炼铁;喷吹自动控制系统;研发
【作 者】罗茂春
【作者单位】山钢股份莱芜分公司炼铁厂,山东莱芜271104
【正文语种】中 文
【中图分类】TF325.6
炼铁系统的设计过程中高炉喷吹煤粉工艺不仅可对高炉炼铁工艺加以优化、改良，同时也利于节焦增产，可确保高炉顺行。子系统的设计过程中主要利用喷吹工艺模式，喷吹系统共装备了两组喷吹装置，主要负责向高炉喷吹煤粉。整个系统主要分为两个重要组成部分，分别为喷吹控制系统以及制粉控制系统。对系统内部功能进行分析，而后可将其分为加热炉燃烧控制、收粉控制、磨煤机出口温度控制、给煤磨煤控制以及热烟气引风控制等等，以上多项控制功能共同构成了完整的控制系统，同时也保证了系统内部功能的完整性与完善性。
高炉炼铁喷吹自动控制系统的设计过程需秉承着实用性以及先进性的原则，并从整体进行考虑，结合最优的控制系统，保证系统运行的连续性与高效性，同时也可体现设计方案的创新性。尤其是喷吹系统以及制粉系统的设计过程中需要结合设备的控制需要，不断地对测量功能进行完善，还应当有效检测原件，做好选型工作，同时总结煤粉易燃易爆的特性，进一步确定喷煤工艺气氛混合测量方式，真正实现系统运行的自动化以及智能化目标，还可为设备的运作营造安全而可靠的环境，也能降低能源消耗，提高能源利用率。这样的系统运行模式不仅可以减少企业的资金投入，还将为企业带来更高的经济收益。
1 喷吹控制系统概述
高炉喷煤工艺流程的粉吹和喷吹工艺全过程
评定成绩
伊犁职业技术学院
系 别：机电工程系
专 业：机电设备维修与管理
班 级：09-1
学 号：A**********
* *****
****: ***
完成时间: 2012-6-20
伊犁职业技术学院毕业论文 伊犁职业技术学院毕业论文
1 伊犁职业技术学院
姚富强
摘 要
我国的钢铁企业为了节约生产成本，探索了多种节能降耗的手段，而高炉喷煤是钢铁企业降焦比增效益的有效途径。我国对高炉喷煤技术的开发和应用尽管较早，但从近几年的发展情况来看，国家产业政策对高能源消耗进行了限制，高炉要想在激烈的竞争环境中取得生存和发展，只有努力寻求技术创新和进步，着力降低能耗，提高经济效益，减少和控制污染。
关键词:高炉喷煤;工艺流程图;磨煤机;干燥炉
伊犁职业技术学院毕业论文
2 目 录
前言 ..................................................... 3
第一章 绪论 .............................................. 3
第二章 高炉喷煤工艺介绍 ..................................
4
第三章 磨煤机． ......................................... 6
第四章 干燥炉 ........................................... 9
前言 伊犁职业技术学院毕业论文
3 高炉喷煤技术始于1840年S．M．Banks关于喷吹焦炭和无烟煤的设想；世界最早的工业应用即是根据这一设想于1840～1845年间在法国博洛涅附近的马恩省炼铁厂实现的。高炉喷吹煤粉是从高炉风口向炉内直接喷吹磨细了的无烟煤粉或烟煤粉或这两者的混合煤粉，以替代焦炭起提供热量和还原剂的作用，从而降低焦比，降低生铁成本，它是现代高炉冶炼的一项重大技术革命。由此背景引出本次毕业设计的题目高炉喷煤工艺流程。课题主要阐述了高炉喷煤工艺流程的粉吹和喷吹工艺全过程。
高炉喷吹煤 2
1 / 16 高炉喷吹煤
高炉喷吹煤粉是从高炉风口向炉内直接喷吹磨细了的无烟煤粉或烟煤粉或这两者的混合煤粉，以替代焦炭起提供热量和还原剂的作用，从而降低焦比，降低生铁成本。
一般高炉喷吹煤包括：烟煤、无烟煤、贫煤、贫瘦煤等，结焦性低、灰分较低，固定碳相对较高、可磨性好的煤种都可以作为高炉喷吹用煤。
百科名片
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X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。
目录
简介
发展路径
经济效应
供应特点
供应现状
未来需求
2009年三季度高炉喷吹煤市场预测分析
重大意义
简介
发展路径 2 / 16 经济效应
供应特点
供应现状
未来需求
2009年三季度高炉喷吹煤市场预测分析
重大意义
• 与国际差距
• 关键技术
• 提高煤技术措施
展开
编辑本段简介
[1][2]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
高炉喷吹煤
喷吹煤的市场需求主要取决于钢铁产能的规模、增长动态及高炉喷吹煤煤比（单耗）增长趋势两方面的因素。从地域的需求不同层面来看，未来一段时期将呈现煤比增长率南低北高的趋势。
高炉喷吹煤粉技术在中国始于上世纪50-60年代之间，当时采用XX煤业集团（前身为XX矿务局）洗精无烟煤作为工业性试验对象，分别在北方鞍钢及首钢等地试验成功，其中XX煤业集团二矿洗煤厂即专门根据鞍钢对高炉喷吹煤产品的需求而设计的，煤炭洗选质量指标也一直沿袭了试验取得成功后由XX矿务局统一制定的系列产品标准（无烟煤）。
高炉喷煤控制系统中喷吹率算法的实现
高炉喷煤控制系统中喷吹率算法的实现
高炉喷煤控制系统中喷吹率算法的实现
李令文裴国军（酒钢检修工程公司自控作业区，甘肃嘉峪关７３５１００）
［摘要］介绍了炼铁高炉喷煤控制系统设备及生产情况，对影响称重信号及喷吹率计算的干扰因素进行了详细分析，并提 出解决方法。喷吹率计算程序中设计了移位寄存器程序块，在保证喷吹率的计算精度的同时又兼顾实时性。经过四年的应用证 明，喷吹率计算稳定，使用效果良好。 关键词 喷吹率 高炉 喷煤称重系统程序算法
１概述 高炉喷煤是降低炼铁生产成本减少焦炭消耗的
重要手段，通过对高炉喷煤可降低焦比（吨铁焦炭的
消耗量）、提高经济指标。而喷吹系统的主要控制指标
之一就是喷吹率。酒钢二炼铁喷煤系统配套于４座 ４５０ ｍ３高炉，每套喷吹系统主要由两个并列喷吹罐组
成，共计四套喷吹系统，每套喷吹系列对应一座高炉。
除喷吹系统外，其它主要系统还包括有烟气炉系统、
制粉系统、布袋收尘系统等。在生产中，高炉操控人员
根据当前的炉况计算并下达需要的喷煤量后，喷吹系
统操作人员需要根据高炉的需煤量调控喷吹系统，使 煤粉均匀地喷入高炉。为了达到这一目的，喷吹操作
人员必须了解喷吹系统当前的工作情况，而反映喷吹
系统工作状态的最直接、最重要的参数就是喷吹率。
由于与喷吹罐相联结的管路较多、工作中气体产生的
冲击以及称重系统精度有限，怎样根据现有测控系统
参数实时准确地计算出喷吹率，是喷吹部分程序设计 中的一个重要内容。因此需要对喷吹系统设备情况、
工作特点以及仪表系统的参数进行准确地分析和了
解。
２喷吹率计算原理和实现方法
２．１喷吹系统设备情况
高炉喷吹系统主要有两种组成结构：串罐式和并
罐式。二炼铁喷吹系统采用图１所示并罐式结构，图
１为一个喷吹系列，对应一座高炉。
如图１所示，每套喷吹系统主要由两个煤粉仓和 两个喷吹罐组成，分为Ａ、Ｂ两个部分，称为Ａ系列和
Ｂ系列。工作时一个系列喷吹另一个系列装填煤粉，
某工程高炉喷吹自动控制系统
某工程高炉喷吹自动控制系统
潘亚男
摘要：介绍了我公司承担的某 ｌ 程高炉喷吹系统 １ 艺流程及过程控制。包括自动喷吹及
倒罐的实现、安全连锁的添加。
ｌ 引言
在高炉冶炼过程中，焦炭作为土要燃
料。近几十年来，炼焦煤在世界范同内的日
渐短缺，而且焦炭生产污染环境、投资巨大。
为了降低成本，减少污染，以煤代焦的高炉
冶炼逐渐显示出了巨大的经济效益平¨社会
效益，越来越多的铡厂开始应用高炉喷煤。ｌ
艺。我公司总承包的某高炉就包含了一套喷
煤系统。 ２工艺流程
喷煤 艺土要由制粉系统和喷吹系统
两大部分组成，生要的 ｒ艺流程如图ｌ所
示。其中，制粉负责制出符合要求粒度的煤
粉，通过排粉风机将煤粉引入收粉设施并储
存在煤粉仓中；喷吹系统通过从煤粉仓受
粉，经过充 、流化等一系列 序，将煤粉
通过输粉管道送入高炉燃烧。
喷吹系统由煤粉仓、喷吹罐和喷吹球阀
组成。单个喷吹罐的流程为：当喷吹罐处于
低压（压力低ｆ ３ｋＰａ），且料空时，喷吹罐
的上料钟阀和下料钟阀先后打开，从煤粉仓
受粉；当达到罐重设定值后，关闭上、下料
钟阀，并打开充压阀，对该喷吹罐进行充压；
当罐压、罐重达到设定值后，打开流化阀， 图１
对该罐内喷流化气，煤粉经流化后，依次打
开补气阀、喷吹阀和出煤阀，由压缩空气经
过输粉管道将煤粉送入高炉。在喷吹过程
中，要根据罐压变化打开补压阀和补压调节
阀，向喷吹罐内补充 力，维持罐压稳定在
设定值。喷吹罐的结构组成如图２所示。
ＮＴＳ高炉喷吹系统采用了并罐布置方
式，包括２个喷吹罐，止常一个喷吹罐向高
炉内喷吹煤粉，另外一个喷吹罐根据正在喷 图２
吹的罐子的料位信号来实现装粉、充 和喷
吹流程。如图３所示。
３过程控制
在自动状态下，将每个罐子的一１ 作流程
分为：装粉、充 利喷吹，并在每个喷吹罐 图３
的操作画面上设置了“装粉”、“充 ”和“喷
吹”三个按钮，通过不同的料重信号，来实
现两个喷吹罐的自动喷吹及倒罐。操作界面
高炉自动喷吹系统的优化与创新
第２２卷增刊 ２０１３年１１月 矿 冶 ＭＩＮＩＮＧ＆ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹ Ｖｏ１．２２，Ｓｕｐｐｌ Ｎｏｖｅｍｂｅｒ ２０１３
文章编号：１００５—７８５４（２０１３）Ｓ０－０２３４—０４
高炉自动喷吹系统的优化与创新
王磊
（北京首钢自动化信息技术有限公司首迁运行事业部，河北迁安０６６４００）
摘 要：随着大高炉炼铁产量的不断提高，对煤粉自动喷吹系统的要求越来越高。针对大高炉的自身 特性，通过把握自身喷吹的特点，展开对输送风与喷吹率关系曲线的研究与改进，进行高煤比试验，只有 达到合理的煤粉喷吹水平，才会取得最佳喷吹效益。通过自主修正外方的喷吹风曲线，并经过精确的计 算确定合理的临界值，使喷吹更为顺畅，为实现高效的自动喷吹扫除障碍。 关键词：钢铁；喷煤；能源；自动化 中图分类号：ＴＦ３２５．６ 文献标志码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５－７８５４．２０１３．ｚ１．０５７
随着钢铁行业的不断发展，提高能源综合利用 效率和节能减排工作已经成为钢铁行业的主要工作
目标，２００９年上半年，全国重点大中型钢铁企业总
能耗１１３８７．９４万ｔ标煤，同比下降５．２５％。炼铁作 为钢铁企业中前端工序，能耗占整个工序的９０％左 右，因而控制炼铁的能源消耗意义重大…。
中国是世界上最早开展高炉喷煤技术的国家之
一。曾经开发了多种喷煤工艺流程，并在实践中不
断得到改进和完善。
早期的喷吹系统多为串联罐系统。喷吹管路有 单管路加分配器，也有许多是多管路直接喷吹。由
于高炉容积小，布置分散，设计参数的不合理以及设 备和控制系统的落后，使得喷吹系统计量和控制误
差大、粉气混合不好，喷吹固气比低，而且喷枪易烧 损，并经常磨坏风口。
随着高炉对喷煤制粉能力和喷吹能力要求的提 高，在喷吹方面，并联罐系统逐渐替代了串联罐系
统，单管路十分配器的结构也得到推广普及。系统 的计量和控制精度得到显著改善。各厂根据高炉的 容积、数量及位置，多采取制粉和喷吹在一起的直接
高炉喷吹煤粉的热解过程及其动力学规律
全国中文核心期刊矿业类核心期刊（ＣＡＪ—ＣＤ规范》执行优秀期刊Ｊ ｒ
高炉喷吹煤粉的热解过程
及其动力学规律
刘仁生，赵 兵，房连增，湛 燕
（山西潞安矿业（集团）煤炭运销总公司洁净煤研发中心，山西长治０４６２０４）
摘要：采用热重分析法（ＴＧＡ）对国内几家钢铁厂喷吹煤粉（天铁、武钢、马钢）的热解过程
及其动力学规律进行了研究。实验中升温速率分别为１０、２０、４０℃／ｍｉｎ，终温为１０００ｏＣ。热
解在氮气气氛下进行，并用高纯氮气作为保护气体。实验结果表明：喷吹煤粉样的热解特征温
度基本随挥发分的增大而降低。随着升温速率的提高，喷吹煤粉的最大热解速度提高，对应的
峰值温度升高，最终失重率呈上升趋势。通过用积分法对热解动力学参数求解，得到喷吹煤的
热解反应级数为２，热解反应动力学参数的计算结果真实地反映了喷吹煤粉的热解情况。
关键词：喷吹煤粉；热解过程；动力学；热重分析
中图分类号：ＴＦ５３８．６３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６－６７７２（２００８）０６－００５１—０４
喷吹煤作为焦炭的主要替代品，在高炉冶炼过
程中部分替代焦炭参与高炉还原反应，可达到降低
焦比、节约能源、减少污染、降低成本的功效，在主要
耗能环节加大喷煤比例，已经成为当前钢铁企业节
能减排、节约成本的有效手段之一…。
喷吹煤的燃烧特性对高炉喷吹和运行有着重要
影响，煤的燃烧要经历加热、挥发分析出、挥发分着
火及燃烧、固定碳的着火及燃烧４个阶段。煤加热
时挥发分析出的热解过程对高炉安全喷吹和煤燃烧
反应过程的数学模拟都是十分重要的 Ｊ。深入研
究煤的热解过程有助于高炉喷吹煤粉的优化选择，
加深对煤在高炉中燃烧过程的理解。ＧｒｉｆｉｎＴＰ、 ＭａｋＴ和徐建国等 曾用热重分析研究煤的热解
历程，但由于煤的结构和化学成分非常复杂，热解产
物的生成交叉重叠，迄今为止，尚未形成统一理论。
笔者拟采用非等温热重分析（ＴＧＡ）方法，研究