萊鋼1000m3高爐噴煤制備與噴吹集成技術(shù)的研究與應(yīng)用

孫連生 薛俊璽 李連海 劉輝

摘要：通過優(yōu)化制粉工藝提升制粉系統(tǒng)產(chǎn)能，建立最佳的混煤配比模型提高煤粉燃燒利用率，采取自動(dòng)倒罐等系列新技術(shù)改進(jìn)，滿足了萊鋼四座1000m3高爐煤比160kg/t鐵以上的噴吹需求。

Abstract： This paper optimizes the milling system to improve the capacity of the milling system， establishes the best blending coal ratio model to improve the utilization rate of pulverized coal combustion， and adopts a series of new technologies such as automatic pot to meet the injection requirements of the four 1000m3 blast furnace coals of Laiwu Iron and Steel Company above 160kg/t iron.

關(guān)鍵詞：制粉產(chǎn)能;噴吹穩(wěn)定性;煤粉質(zhì)量;煤比

Key words： milling capacity;injection stability;quality of pulverized coal;coal ratio

中圖分類號(hào)：TF573? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2018）34-0112-03

0? 引言

噴煤系統(tǒng)作為高爐的服務(wù)單位，生產(chǎn)的首要方向就是滿足高爐煤比需求。萊鋼老區(qū)共配置四座1000m3高爐，與其匹配的老區(qū)噴煤生產(chǎn)共有三套生產(chǎn)系統(tǒng)，分別建成于1999年9月、2003年4月和2007年1月，改進(jìn)前主要存在三方面難題：一是制粉系統(tǒng)產(chǎn)能低，二是原煤煤種質(zhì)量不穩(wěn)定問題，三是噴吹系統(tǒng)穩(wěn)定問題。

1? 現(xiàn)狀分析

1#、2#中速磨由于投產(chǎn)按照750型高爐噴煤能力設(shè)計(jì)，單臺(tái)磨生產(chǎn)能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不滿足擴(kuò)容后的1000m3高爐需求。3#中速磨自投產(chǎn)以來，由于生產(chǎn)壓力大工況惡劣，出現(xiàn)磨輥軸承密封裝置效果差，后期大修時(shí)磨輥安裝位置不正，降低研磨面積，制粉產(chǎn)量僅為45t/h，無法滿足3#、4#高爐160kg/t的煤比需求。

2? 技術(shù)改進(jìn)

2.1 制粉系統(tǒng)產(chǎn)量提升的技術(shù)開發(fā)

2.1.1 兩套制粉系統(tǒng)共用一套臥式煙氣爐送溫工藝實(shí)施

1#、2#制粉系統(tǒng)單臺(tái)磨煤氣用量在4200m3/h左右，同時(shí)生產(chǎn)需消耗煤氣量8500m3/h左右。為了節(jié)約生產(chǎn)成本，拆除漏風(fēng)嚴(yán)重的立式多燒嘴煙氣爐，設(shè)計(jì)共用一套單燒嘴圓形臥式送溫系統(tǒng)，如圖1所示，燃燒能力：高爐煤氣16000Nm3/h;值班常明火：焦?fàn)t煤氣100Nm3/h（間斷使用）。單燒嘴圓形臥式送溫工藝先進(jìn)、燃燒能力強(qiáng)，煙氣爐的密封性好。采用鼓風(fēng)機(jī)為系統(tǒng)提供助燃風(fēng)配煤氣進(jìn)行燃燒，大大提高了煤氣的燃燒值，供風(fēng)管道上安有電動(dòng)、手動(dòng)的調(diào)節(jié)蝶閥，用以調(diào)節(jié)風(fēng)壓和風(fēng)量。密封的煙氣爐微正壓操作，一般爐內(nèi)壓力控制在-50Pa至+150Pa之間，高爐廢氣調(diào)節(jié)閥開度可達(dá)到100%，提高干燥煙氣中高爐廢氣比例，減少高爐煤氣消耗量在2000m3/h左右，入磨風(fēng)量達(dá)到45000m3/h以上，可滿足單臺(tái)磨小時(shí)產(chǎn)量35t的供氣需求。

2.1.2 1#、2#制粉系統(tǒng)產(chǎn)能互補(bǔ)工藝改進(jìn)

由于1#、2#制粉系統(tǒng)產(chǎn)量一直維持在28-30t左右，均不能單獨(dú)滿足3#、4#高爐噴煤需求，且1#制粉系統(tǒng)使用的是舊A、B、C、D噴吹罐噴吹，裝煤量僅為6.5t，使用小罐噴吹倒罐次數(shù)頻繁，噴吹穩(wěn)定性差，高爐反饋有懸料現(xiàn)象。為均衡產(chǎn)能，實(shí)施1#、2#制粉系統(tǒng)產(chǎn)能優(yōu)化改造。將1#磨制粉系統(tǒng)旋風(fēng)分離器下方更換星型排料閥1臺(tái)、螺旋輸送機(jī)1臺(tái)，將旋風(fēng)分離器收集的煤粉輸送到FG煤粉倉（圖2），在星形排料閥下煤粉下料管上增設(shè)螺旋輸送機(jī)1臺(tái)。1#布袋箱下星型排料閥增設(shè)螺旋輸送機(jī)，將1#布袋箱收集的煤粉輸送至三期HI煤粉倉（圖3），實(shí)現(xiàn)1#、2#制粉系統(tǒng)共同為4#900m3高爐制備輸送煤粉。

2.1.3 實(shí)施中速磨磨輥找正技術(shù)

3#中速磨由于生產(chǎn)壓力大工況惡劣，磨輥油腔內(nèi)沉積大量煤粉，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生磨輥“抱死”的惡劣事故。后期大修時(shí)磨輥安裝位置不正，三個(gè)磨輥不同心，出現(xiàn)磨輥“啃”邊現(xiàn)象。為此，延長磨輥中心線，使其中心點(diǎn)作用在同一平面、同一點(diǎn)上，通過反復(fù)調(diào)整磨輥同心度、傾斜度和標(biāo)高，使三個(gè)角處輔助下連接端上表面與輔助上連接端下表面間距，使其成為一近似值。

2.2 高爐噴吹用煤性能技術(shù)研究

2.2.1 對(duì)現(xiàn)用煤種進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)踐分析

萊鋼高爐噴吹煤種較多，主要是無煙煤和貧瘦煤，統(tǒng)計(jì)得出平均值如表1。

高爐噴吹用煤一般控制可磨性指數(shù)應(yīng)在60～90，對(duì)各種原煤分2批次取樣進(jìn)行哈氏方法實(shí)驗(yàn)，得出可磨行指數(shù)HGI如表2。

在3#中速磨進(jìn)行單一煤種制粉產(chǎn)量、噴吹性實(shí)驗(yàn)，得出結(jié)論：主要噴吹煤種中玉門溝、店上、桑樹坪易磨，而東田良、長治北、晉城北、新井煤可磨性相差不大，相對(duì)較易磨。焦作、待旺在所取煤種中可磨性最差。因此，從磨煤能耗來考慮選擇東田良、長治北、晉城北、新井煤更為經(jīng)濟(jì)。

2.2.2 提高煤粉燃燒率

試驗(yàn)利用熱分析測定煤粉燃燒至600℃煤粉燃燒率。首先需精確稱量試樣重量，然后將所稱量的一定量煤粉，加入試樣坩堝，放置于差熱天平上，通入空氣流（60ml/min），升溫速率（20℃/min）加熱煤粉。結(jié)果見表3。

分析表3：無煙煤燃燒率低于貧瘦煤，尤其是在噴煤量比較高時(shí)，過多的未燃煤粉不僅影響高爐順行，還會(huì)降低置換比。對(duì)于目前噴吹的無煙煤，東田良煤種具有較好的燃燒性能，因此制定配比時(shí)在理論計(jì)算固定碳不低于78%的基礎(chǔ)上，控制無煙煤不超過40%，但可以增加?xùn)|田良的配加比例，且東田良可磨性較好。

2.2.3 控制煤粉粒度

綜合考慮，一般控制煤粉粒度一200目以下55-60%左右為宜。首先通過調(diào)整高效粗粉分離器及主風(fēng)機(jī)電流來控制煤粉粒度，風(fēng)機(jī)電流38A、折向門角度50%，控制200目煤粉45-50%左右，中速磨產(chǎn)量為58t/h，當(dāng)煤比達(dá)到160kg/t以上時(shí)高爐出現(xiàn)了堵槍現(xiàn)象，噴吹壓力升高30-50kPa，為此擴(kuò)大槍口直徑由15mm到19mm;調(diào)整高效粗粉分離器，折向門角度調(diào)整為45%，中速磨產(chǎn)量為52t/h;增大燃燒率較高的貧瘦煤配加比例。

2.2.4 煤種綜合評(píng)價(jià)和實(shí)踐

從灰分及冶金性能上綜合考慮，任何單一煤種都不能達(dá)到較理想綜合指標(biāo)。為此，經(jīng)過多次生產(chǎn)實(shí)踐（以老區(qū)3#磨為例），得出以下結(jié)論：

配比模型1：無煙煤（焦作、待旺、晉城北）：貧瘦煤（長治北、玉門溝、新井、大成）=3：7;

配比模型2：無煙煤（東田良、焦作）：貧瘦煤（長治北、玉門溝、新井、大成）=2：3。

2.3 實(shí)施噴吹用供氣系統(tǒng)恒壓穩(wěn)定技術(shù)

噴煤系統(tǒng)用壓縮空氣管道流程長，供氣任務(wù)艱巨，實(shí)施供氣系統(tǒng)恒壓穩(wěn)定技術(shù)可有效提升空壓機(jī)作業(yè)效率和運(yùn)行穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)空氣壓縮機(jī)的啟停及運(yùn)行過程中的故障報(bào)警和保護(hù)，控制在線運(yùn)行的空壓機(jī)逐臺(tái)順序減荷、加載，保證空壓機(jī)作業(yè)率分配均勻。同時(shí)還可根據(jù)壓縮空氣的消耗量來自動(dòng)控制壓縮機(jī)的排氣量，以滿足生產(chǎn)需要，可靠性和自動(dòng)化程度大大提高?？諌簷C(jī)組恒壓方法通過PLC 計(jì)算確定壓力設(shè)定值公式Pmax=（1+S）Pmin，累積經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫，進(jìn)而科學(xué)配置高爐噴煤空壓機(jī)組，根據(jù)負(fù)載快速、準(zhǔn)確設(shè)定空壓機(jī)組壓力值，保證了高爐噴煤空壓機(jī)組恒壓、穩(wěn)定運(yùn)行，解決了頻繁加、卸載造成空壓機(jī)能耗大、設(shè)備損耗高等問題。

3? 改進(jìn)效果

系列改進(jìn)實(shí)施后，2017年10月煤粉固定碳（平均值）達(dá)到78.79%，S<0.5%，灰分<12%，混合煤粉燃燒率達(dá)到了57.63%，煤粉利用率達(dá)到98.14%以上，滿足了高爐冶煉要求滿足老區(qū)四座高爐煤比160kg/t鐵以上的噴吹需求，燃料比低于530kg/t鐵，為鐵前系統(tǒng)的降本增效下良好的基礎(chǔ)。

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