高爐噴煤吹灰工藝流程及氣動噴吹煤粉專用卸灰球閥的應用:
高爐噴煤
高爐噴吹輔助燃料是現代高(gāo)爐煉鐵生產廣泛采用的新(xīn)技術,同時它還是現(xiàn)代高爐爐況調節所不可缺少的重(chóng)要手段之(zhī)一。噴吹的燃料可以是重油、煤粉、粒煤或天然氣。高爐(lú)噴吹煤粉(fěn)是煉鐵係統結構優化的中(zhōng)心環節,是國(guó)內外高爐煉鐵技術發展的大趨勢,也是中國鋼鐵工業發展的三(sān)大重要技(jì)術之一。
噴吹煤粉是(shì)高爐(lú)技(jì)術進(jìn)步的合理選擇,而且應當(dāng)將(jiāng)高風溫、富氧鼓風和噴吹煤粉有機(jī)結合起來後,不僅節焦和增產兩方麵同時獲益,而且這種有機結合也成為一種不可缺少(shǎo)的高爐下部調劑手段。
追求經濟效(xiào)益、降低生鐵成本,是高爐噴煤技術發展的另一個重要原因。由於焦炭和煤粉的差價越來越大,因此,噴煤所取(qǔ)代的焦炭越多,經濟效益越好。
完整(zhěng)的高爐噴煤工藝流程應包(bāo)括(kuò)原煤(méi)儲運係統、製粉係統、煤粉輸送係統(tǒng)、噴吹係(xì)統、供氣係統和煤粉計量(liàng)係(xì)統,最新設計的高爐噴煤係(xì)統還包括整個噴煤(méi)係統的計算機控製中心。
高爐噴煤的意(yì)義
(1)減少煉焦過程對(duì)環境的汙染。高爐噴煤代替(tì)焦炭,就減少(shǎo)了高爐煉鐵對(duì)焦炭的需求。減少焦炭的需求,就(jiù)可以使焦爐少生產焦炭。焦爐少生產焦炭或少建焦爐,就可以減少(shǎo)對環境的汙染。
(2)緩解我(wǒ)國主(zhǔ)焦煤的短缺,優化煉鐵係(xì)統用能結構。煉焦配煤一般需要配50%以上的(de)主焦煤,以滿足(zú)高(gāo)爐煉鐵對焦炭質量(liàng)方麵的要求。噴吹煤粉(fěn)的煤種廣泛,可以不使用(yòng)主焦煤。這就緩解了我國主焦煤的短缺,同時也降低了煉鐵係統的購煤成本(běn)。
(3)高爐噴煤可以實現(xiàn)結構節能。2006年我國重點鋼鐵企業焦化工(gōng)序能耗為123.41kgce/t,噴煤(méi)的製粉和噴吹所需的能耗在20~35kgce/t。高爐每噴吹1t煤粉,就可以產生(shēng)煉鐵係統用能結(jié)構節約lOOkgce/t的效果。
(4)高(gāo)爐噴煤可降低煉(liàn)鐵係統的投資。據統計,國外建設(shè)噴煤車(chē)間的投資是焦化廠單(dān)位投資的25%~30%,轉換為冶金焦的單位(wèi)投(tóu)資是30%~40%;中國噴(pēn)煤車間的單位投資是焦(jiāo)化廠建設單位投資的12%~16%,為冶金焦部分投資的15%~20%。所以,在新建和擴(kuò)容高爐時,噴煤車間必須同步實施,這樣會有較大的經濟效益。
(5)煤粉(fěn)代替焦炭會有巨大的經濟效益。目前,焦炭和煤粉的(de)每噸價差(chà)在400~500元。一個年產400萬t的(de)煉鐵企業,如果噴煤(méi)比在130kg/t,就可以年噴吹52萬t煤粉,代替的等量的焦炭,可以產生年降(jiàng)低208~260萬元的煉鐵成本(běn)。
(6)提高企業勞動生產率,降低生產運行費。噴煤(méi)車間的員工人數和生產運行費用要比焦(jiāo)化廠少,這樣就可以產生因(yīn)高爐噴煤而提高鋼鐵企(qǐ)業勞動生產率、障低生(shēng)產運行費用的效果。
原煤儲運係統
為保(bǎo)證高爐噴煤作業的連續性和(hé)有效性,在噴煤(méi)工藝係統(tǒng)中,首先要考慮的是建立合適(shì)的原煤儲運係統,原煤儲運係統應包括綜合煤場、煤棚、儲運方式。為控製原(yuán)煤粒度(dù)和除去原煤中的雜物,在原煤儲運過程中還必須設置篩分破碎裝置和除鐵器。篩分破碎即可以控製磨煤機入口的(de)原煤粒(lì)度,又可以去(qù)除某些纖維狀物(wù)質。而除鐵(tiě)器則主要用於清除煤中的磁性金屬雜物。
製粉係統
煤粉製備是指在許可的經濟條件下,通過磨煤機將原煤加工成粒度和含水量均符合高爐噴吹需要的煤粉。製粉係(xì)統主要由給料、幹燥與研磨、收粉與除塵幾部分組成。在煙煤製粉中,還必須設置相(xiàng)應(yīng)的惰化防爆抑爆及相應(yīng)的監測控製裝置。
煤粉的輸送
煤(méi)粉的輸送有兩種方式可供選擇,即采用煤粉罐(guàn)裝專用卡車或采用管道氣力輸送,而氣力輸(shū)送連續性好、能力大且密封性好,是高爐噴煤中最普遍采用的煤粉輸送方式。依據粉氣比μ的不同,管道氣力輸送又分為濃相輸送(μ>40kg/kg)和稀相(xiàng)輸送(μ=10-30kg/kg)。目前,國內廣泛采用的(de)是稀相輸送。濃相輸送不僅可以(yǐ)降低噴(pēn)煤(méi)設備費用和能量消(xiāo)耗,而且有利(lì)於(yú)改善管道內氣固相的均勻分布,有利於(yú)提高煤粉的計量精確度,是煤(méi)粉輸送技術的(de)發展方向。
噴吹係統
噴吹係統由不同形式的噴吹罐組和相應的鍾閥、流(liú)化裝置等組成。煤粉噴吹通(tōng)常是在噴吹罐組內充以(yǐ)壓縮(suō)空氣,在自混合器引入二次壓縮空氣(qì)將煤粉經管道和噴槍噴入高爐風口。其中,噴吹罐組可以采(cǎi)用並列式布(bù)置,裝煤與噴煤交(jiāo)替進行;也可以采用重疊式布(bù)置(zhì),底罐隻作(zuò)噴吹罐,裝煤則通過上罐及(jí)其均排(pái)壓裝置來完成。
供氣係統
供氣係統是高爐噴煤工藝係統(tǒng)中(zhōng)不可缺少的組成部(bù)分(fèn),主要(yào)涉及壓縮空氣、氮氣、氧氣和少量的蒸汽。壓縮空氣主(zhǔ)要用(yòng)於煤(méi)的輸送和噴吹,同時也為一些氣動設備提供動力。氮氣和蒸汽主(zhǔ)要用於維(wéi)持係統的安全(quán)正常(cháng)運行,如煙煤製粉和噴吹時采用氮氣和蒸汽惰化、滅火等,係統防潮采用蒸汽(qì)保溫(wēn)等(děng)。而氧氣則用於富氧鼓風或氧煤(méi)噴吹(chuī)。
煤粉計(jì)量
煤粉計量結果(guǒ)既決定著噴煤操作(zuò)及設備配置的形(xíng)式,同時又受噴吹工藝條件的影響,它是高爐操作人員掌握和了(le)解噴煤效果,並(bìng)根據爐況變化實施調節的重要(yào)依據。煤粉計量水(shuǐ)平的高低,直接反(fǎn)映(yìng)了高爐噴煤技術的發(fā)展(zhǎn)水平。目前煤粉計量主要有兩類,即噴吹罐計量和單支(zhī)管計(jì)量。噴(pēn)吹罐計(jì)量,尤其是重疊(dié)罐(guàn)的計量,是高爐實現噴煤自動(dòng)化的前提,而單支管計量技術(shù)則是實(shí)現風口均勻噴吹或(huò)根據爐況變(biàn)化實(shí)施自動調節的主要(yào)保證(zhèng)。實現煤粉計量的連續化和提高煤(méi)粉計量的準確性是煤粉計量技術的(de)發展方向。
控製係統
隨著噴煤量的增加,噴煤係統的設備啟動頻率增高,操作間隙時間減少(shǎo),噴吹操作周期縮短,手動(dòng)操作已不能適應生(shēng)產要求,尤其是當高爐噴吹煙煤或采用多煤種配煤(méi)混合噴吹時,高爐噴煤係統廣泛采用了計算機控製和自動化操作。根據實際生產條件,控製係統可(kě)以將製粉與噴吹分開,形成兩個相對獨立的控製站,再經高爐中央控製中心用計算機加以(yǐ)分類控製;也可以將製粉和噴吹設計為一個(gè)操作(zuò)控製站,集中在高爐中(zhōng)央控製(zhì)中心,與高爐采用同一方式控製(zhì)。
噴煤工藝(yì)
噴煤工藝流程的種類繁多,特點各異(yì),通常(cháng)可根據下述方法加以分類。
按噴吹方式(shì)分按噴(pēn)吹方式(shì)可分為直接噴吹和間接噴吹(chuī)。
直接噴吹方式是將(jiāng)噴(pēn)吹罐設置在製粉係統的煤倉下麵,直接將煤粉噴(pēn)入高(gāo)爐風口,高爐附近無需噴吹站。其特點是節省噴吹站的投資及相應的操作維(wéi)護費用。這種(zhǒng)方式中(zhōng)小高爐采用(yòng)較多。
間接噴吹則是將製備好的煤粉,經(jīng)專用(yòng)輸煤管道或罐車送入高爐附近的噴吹站,再由噴吹站將(jiāng)煤粉噴入高爐。其特點是投資較大,設備配置複雜,除噴吹罐組外,還必須配製相應的收粉、除塵裝置。
按噴吹罐布置形式分(fèn)按噴吹罐布置形式可分為並列式(shì)噴吹和串罐式噴吹,通過罐的順序倒換或交(jiāo)叉(chā)倒換來保證高(gāo)爐不間斷噴煤。
為(wéi)便於處理(lǐ)噴吹事故,通常並列罐數最好為3個。並列式噴吹若采用順序倒罐,則對噴吹的穩定性會產生一(yī)定的(de)影響,而采用交叉倒罐(guàn)則可(kě)改善(shàn)噴吹的穩定性,但後者必須配備精確的測量和控(kòng)製(zhì)手段。另外,並列式噴(pēn)吹占地麵積大,但噴吹稱量簡單,投(tóu)資較重疊式的要小。因(yīn)此,常(cháng)用於小高爐直接噴吹流(liú)程係統。
串(chuàn)罐式噴吹是將兩(liǎng)個主體罐重疊設置而形成的噴吹係統。其中(zhōng),下罐亦稱為噴吹罐,它總是處於(yú)向高爐噴煤的高壓工作狀態。而上罐也(yě)稱為加(jiā)料罐,它僅當向(xiàng)下罐裝粉時才處(chù)於與下罐相連(lián)通(tōng)的高壓狀態,而其本身在裝粉稱量時,則處於常壓狀態。裝卸煤粉的倒罐操作須通過連接上下罐的均排壓裝置來實現。根據實際需要,串罐可以采用單係列,也(yě)可以采用多係列,以滿足大型高爐多風口噴煤的需要。串罐式噴(pēn)吹(chuī)裝置占地小,噴吹距離短,噴(pēn)吹穩定性(xìng)好(hǎo),但稱量複雜,投資亦較並列式的大。這種噴吹裝置是目前國內外大型高爐采用較多(duō)的一種噴吹裝置。