高爐噴吹系統(tǒng)

1、噴吹系統(tǒng),復(fù)習(xí)導(dǎo)入本節(jié)內(nèi)容,煤粉制備的工藝流程（中速磨）煤粉制備的主要設(shè)備,噴煤系統(tǒng)組成,高爐噴煤系統(tǒng)主要由原煤貯運、煤粉制備、煤粉噴吹、熱煙氣和供氣等幾部分組成。,高爐噴煤系統(tǒng)工藝流程圖,,5.2.1 噴吹工藝從制粉系統(tǒng)的煤粉倉后面到高爐風(fēng)口噴槍之間的設(shè)施屬于噴吹系統(tǒng)，主要包括煤粉輸送、煤粉收集、煤粉噴吹、煤粉的分配及風(fēng)口噴吹等。,5.2 煤粉噴吹系統(tǒng),高爐噴吹有兩種模式：直接噴吹和間接噴吹1. 高爐噴吹設(shè)施的布置方式(1)直

2、接噴吹工藝：在煤粉制備站與高爐之間距離小于300m的情況下，把噴吹設(shè)施布置在制粉站的煤粉倉下面，不設(shè)輸粉設(shè)施，直接將煤粉噴入高爐，這種工藝稱為直接噴吹工藝。(2)間接噴吹工藝：在制粉站與高爐之間的距離較遠時，增設(shè)輸粉設(shè)施，用設(shè)在煤粉倉下面的倉式泵，將煤粉輸送到高爐附近的噴吹罐組內(nèi)，再向高爐噴吹煤粉的工藝稱為間接噴吹工藝。,5.2.1 煤粉噴吹工藝,圖5-16　直接噴煤工藝流程圖1、6一PM1皮帶機；2一配煤槽；3一可調(diào)式給煤機；4—

3、稱量皮帶；5一PM2皮帶機；7一原煤倉；8—圓盤給料機；9－落煤管；10－中速磨煤機；11－旋風(fēng)分離器；12－布袋收粉器；13－排煙風(fēng)機；14－螺旋給料機；15、16－螺旋輸送機；17－收粉罐；18、22－波紋管；19、21—鐘閥；20—貯煤罐；23—噴煤罐；24—混合器；25—給料調(diào)節(jié)裝置；26—快速切斷閥；27—氮氣罐；28—壓縮空氣罐；29—分配器,圖5-17　間接噴煤工藝流程圖1一原煤槽；2一卸煤機；3一皮帶運輸機；4—電磁分

4、離器；5一原煤倉；6一粗粉分離器；7－布袋除塵器；8—收煤罐；9－分配器；10－燃燒爐,直接噴吹與間接噴吹工藝特點的對比,5.2.1 煤粉噴吹工藝,(1) 串罐噴吹,是將三個罐重疊布置的，從上到下三個罐依次為煤粉倉、中間罐和噴吹罐。,5.2.1.2 高爐噴煤罐的布置方式.,5.2.1 煤粉噴吹工藝,高爐噴吹分為高壓噴吹和常壓噴吹。以高壓噴吹為主。高壓噴吹又叫做罐式噴吹，噴吹又分為串罐式噴吹和并罐式噴吹兩種。,串罐噴吹工藝,倒罐順序：

5、 煤粉由輸煤管道輸送到噴吹站的集煤罐中，并通過打開上鐘閥6，煤粉由煤粉倉3落入中間罐10內(nèi)，裝滿煤粉后關(guān)上鐘閥。當(dāng)噴吹罐17內(nèi)煤粉下降到低料位時，中間罐開始充壓，向罐內(nèi)充入氮氣，使中間罐壓力與噴吹罐壓力相等，依次打開均壓閥9、下鐘閥14和中鐘閥12。待中間罐煤粉放空時，依次關(guān)閉中鐘閥12、下鐘閥14和均壓閥9，開啟放散閥5直到中間罐壓力為零。,(1) 串罐噴吹,串罐噴吹優(yōu)點：噴吹罐連續(xù)運行，噴吹穩(wěn)定，工作可靠，設(shè)備容量大，利用率

6、高，廠房占地面積小。,(2) 并罐噴吹 由兩個或多個噴吹罐并列布置，一個噴吹罐噴煤時，另一個噴吹罐裝煤和充壓，噴吹罐輪流噴吹煤粉。并罐噴吹優(yōu)點： 并罐噴吹工藝簡單，設(shè)備少，廠房低，建設(shè)投資少，計量方便，常用于單管路噴吹。 并罐噴吹分單罐并列和雙罐雙系列并列兩種。,5.2.1.2 高爐噴煤罐的布置方式.,5.2.1 煤粉噴吹工藝,5.2.1.2 高爐噴煤罐的布置方式.,5.2.1 煤粉噴吹工藝,① 單罐并列。由兩個

7、噴吹罐并列置于煤粉倉的下面，交替向高爐進行噴吹，即一個罐噴吹用，另一個罐泄壓裝煤，充壓和均壓，然后進人備用狀態(tài)。待噴吹用的罐噴完后，進行泄壓、裝煤、充壓和均壓。與此同時，備用罐開噴。噴吹罐的功能與倉式泵相同。單罐并列噴吹的特點是：可以連續(xù)噴煤，可降低噴吹設(shè)施的高度，投資少，煤粉計量準(zhǔn)確，有利于設(shè)備的維護和檢查，但占地面積大。,5.2.1.2 高爐噴煤罐的布置方式.,5.2.1 煤粉噴吹工藝,② 雙罐重疊雙系列并列式。是兩個系列雙罐同

8、時向某座高爐進行噴吹，也可以相互交替向某座高爐進行噴吹。雙罐雙系列并列噴吹的特點是：噴吹量增大，并且當(dāng)一個系列出了問題，另一系列還可以連續(xù)向高爐噴煤，但需要更大的占地面積。這種裝置適合于大型高爐。并罐式噴吹的特點是，工藝流程簡單，可大大降低噴吹設(shè)備的高度，工程投資省，煤粉計量容易，可與單罐管路分配器配合使用。,5.2.1.2 高爐噴煤罐的布置方式.,5.2.1 煤粉噴吹工藝,5.2.1.3 高爐噴煤罐的出粉方式,高爐噴煤罐的出粉方式

9、可分為：單管路噴吹和多管路噴吹(1)單管路噴吹 噴吹罐下只設(shè)一條噴吹管路的噴吹形式稱為單管路噴吹。單管路噴吹必須與多頭分配器配合使用。各風(fēng)口噴煤量的均勻程度取決于多頭分配器。,單管路噴吹分為上出粉噴吹和下出粉噴吹兩種。下出粉噴吹適合于一般噴吹，而上出粉噴吹可進行濃相輸送噴吹。,圖5-20　單管路下出料加分配器控制原理圖1－轉(zhuǎn)向器；2－過濾器；3－計算機入機接口；4－計算機系統(tǒng)；5－分配器；6－手操器；7－噴煤電子秤；8－噴吹罐

10、；9－混合器；10－執(zhí)行器,圖5-21　煤粉給料器工作原理圖1－流化板；2－流化氣室；3－空煤口；4－流化風(fēng)入口；5－流化風(fēng)控制口；6－進風(fēng)口；7－執(zhí)行器；8－活動噴嘴；9－進風(fēng)管；10－活動噴槍嘴；11－下煤口；12－噴出口,可調(diào)量混合器使用原理,單管路上的出粉噴吹,優(yōu)點：工藝簡單、設(shè)備少、投資低、維修量小、操作方便以及容易實現(xiàn)自動計量；由于混合器較大，輸粉管道粗，不易堵塞；在個別噴槍停用時，不會導(dǎo)致噴吹罐內(nèi)產(chǎn)生死角，能保持下

11、料順暢，并且容易調(diào)節(jié)噴吹速率；在噴煤總管上安裝自動切斷閥，以確保噴煤系統(tǒng)安全。,(2) 多管路噴吹,從噴吹罐引出多條噴吹管，每條噴吹管連接一支噴槍的形式稱為多管路噴吹。多管路噴吹也按出料方式也分為上出料和下出料兩種。,5.2.1.3 高爐噴煤罐的出粉方式,圖5-22　多管路噴吹煤粉工藝流程示意圖a一下出料；b—上出料1一噴煤罐；2—下煤閥；3一壓縮空氣閥；4一混合器；5一三通旋塞閥；6一吹掃閥；7一噴槍；8一高爐風(fēng)管；9一流化板

12、；10—煤粉導(dǎo)出管；11一流化風(fēng)管12一合流管；13一二次風(fēng)調(diào)節(jié)閥；14—二次風(fēng),5.2.2 主要設(shè)備,5.2.2.1 混合器 混合器是將壓縮空氣與煤粉混合并使煤粉啟動的設(shè)備，由殼體和噴嘴組成. 工作原理：是利用從噴嘴噴射出的高速氣流所產(chǎn)生的相對負壓將煤粉吸附、混勻和啟動的。噴嘴周圍產(chǎn)生負壓的大小與噴嘴直徑、氣流速度以及噴嘴在殼體中的位置有關(guān)?；旌掀骺梢苑譃閲娚浠旌掀?、流化罐混合器、沸騰式混合器。,目前噴射

13、混合器多用于多管路下出料噴吹形式中。特點是結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，壽命長，但是煤粉混合濃度低，而且濃度不均勻，不易實現(xiàn)煤量自動控制。,圖5-23　噴射混合器示意圖1一混合器外殼；2一混合器噴嘴,（1）噴射混合器,5.2.2 主要設(shè)備——混合器,（2）流化罐混合器,,圖5 -24 流化罐混合器示意圖,5.2.2 主要設(shè)備——混合器,流化罐外觀呈一罐形，內(nèi)設(shè)水平流化板，下為氣室，煤粉輸出管道垂直于平流化板由上部插入，其距離大小可調(diào)節(jié)煤粉噴吹

14、量。,（3）沸騰式混合器,圖5-25　沸騰式混合器,5.2.2 主要設(shè)備——混合器,特點:殼體底部設(shè)有氣室，氣室上面為沸騰板，通過沸騰板的壓縮空氣能提高氣、粉混合效果，增大煤粉的啟動動能。,5.2.2.2 分配器,單管路噴吹必須設(shè)置分配器。 煤粉由設(shè)在噴吹罐下部的混合器供給，經(jīng)噴吹總管送入分配器，在分配器四周均勻布置了若干個噴吹支管，噴吹支管數(shù)目與高爐風(fēng)口數(shù)相同，煤粉經(jīng)噴吹支管和噴槍噴入高爐。 目前使用效果較好的分配器有瓶式，

15、盤式和錐形分配器。,5.2.2 主要設(shè)備,（1）瓶式分配器 見左圖。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且噴吹介質(zhì)和煤粉在分配器內(nèi)易產(chǎn)生渦流，阻力大，易積粉。（2）盤式分配器 見右圖。具有較高的分配精度。煤粉和介質(zhì)沿固定流向出入，所以阻損小不積粉，分配煤量均勻。,5.2.2 主要設(shè)備——分配器,該分配器呈倒錐形，中心有分配錐，煤粉由下部進人分配器，經(jīng)分配錐把煤粉流切割成多個相等的扇形流股，經(jīng)各支管分配到各風(fēng)口。煤粉在該分配器前后速度變化不大，產(chǎn)生的壓降小，

16、分配器出口煤粉流量受噴煤支管長度的影響。由于錐式分配器和盤式分配器的內(nèi)壁噴鍍耐磨材料，其壽命大大提高，可以滿足生產(chǎn)要求，所以這兩種分配器應(yīng)用廣泛。,（3）錐形分配器,5.2.2 主要設(shè)備——分配器,分配器結(jié)構(gòu)示意圖 1－分配器外殼；2－中央錐體；3－煤粉分配刀；4－中間法蘭；5－噴煤支管；6－噴煤主管,錐形分配器,（4）球式分配器,球式分配器是一種新型的分配器。研究出發(fā)點是克服其他分配器要求垂直安裝的高度問題及實現(xiàn)濃相輸送的均

17、勻分配，它是由一個球形空腔及空腔中一個垂直圓筒組成，圓筒下部與球體密封固定，煤粉流從側(cè)面切向進入球內(nèi)壁與圓筒外側(cè)的空腔內(nèi)，邊旋轉(zhuǎn)邊上升，從上面旋轉(zhuǎn)進入球筒內(nèi)部后，再旋轉(zhuǎn)下降，從下面等角布置的出口流出。,圖5-27　球式分配器結(jié)構(gòu)示意圖1－球槍；2－圓筒；3－進口；4－出口,5.2.2 主要設(shè)備——分配器,使用分配器應(yīng)遵循的一些原則：,1）一座高爐使用兩個分配器比使用一個分配器好。使用兩個分配器，除了工藝布置靈活外，分配精度也可以提高

18、；2）兩個分配器應(yīng)對稱布置在高爐兩側(cè)，這樣可保證分配器后噴吹支管的長度大致相等，從而使噴吹支管的壓力損失近似；3）噴吹主管在進入分配器前應(yīng)有相當(dāng)長的一段垂直段，一般要求大于3.5m，以減少加速段不穩(wěn)定流的影響，保證適當(dāng)?shù)臍夥鬯俣燃霸诔浞职l(fā)展段煤粉沿徑向均勻分布。 4）評估分配器的性能，只從壽命及精度來評估是不全面的，還應(yīng)從分配器對環(huán)境的適應(yīng)性來考慮，如噴槍堵塞時的性能等。,5.2.2 主要設(shè)備——分配器,5.2.2.3 噴煤槍

19、,噴煤槍是高爐噴煤的主要設(shè)備之一。由耐熱無縫鋼管制成，直徑15-25mm。根據(jù)噴吹介質(zhì)不同可分為：普通型噴煤槍和氧煤槍A、普通型噴煤槍根據(jù)噴槍插入方式可分為三種形式 ：（1）斜插式：從直吹管插入，噴槍中心與風(fēng)口中心線有一夾角，一般為12～14º。斜插式噴槍的操作較為方便，直接受熱段較短，不易變形，但是煤粉流沖刷直吹管壁。,5.2.2 主要設(shè)備,噴煤槍,（2）直插式：噴槍從窺視孔插入，噴槍中心與直吹管的中心線平行，噴吹的

20、煤粉流不易沖刷風(fēng)口，但是妨礙高爐操作者觀察風(fēng)口，并且噴槍受熱段較長，噴槍容易變形。（3）風(fēng)口固定式：噴槍由風(fēng)口小套水冷腔插入，無直接受熱段，停噴時不需拔槍，操作方便，但是制造復(fù)雜，成品率低，并且不能調(diào)節(jié)噴槍伸入長度。,5.2.2 主要設(shè)備——噴煤槍,B. 氧煤槍,氧煤槍是將氧氣由風(fēng)口及直吹管之間加入，促進煤粉的燃燒。是高爐富氧的有效方法。富氧的方法有兩種：一是在熱風(fēng)爐前將氧氣混入冷風(fēng)；二是將有限的氧氣由風(fēng)口及直吹管之間，用適當(dāng)?shù)?/p>

21、方法加入。,5.2.2 主要設(shè)備——噴煤槍,氧煤槍有三種結(jié)構(gòu)：（A）為螺旋形，它能迫使氧氣在煤股四周做旋轉(zhuǎn)運動，以達到氧煤迅速混合燃燒的目的；（B）為向心形，它能將氧氣噴向中心，氧煤股的交點可根據(jù)需要預(yù)先設(shè)定，其目的是控制煤粉開始燃燒的位置，以防止過早燃燒而損壞槍嘴或風(fēng)口結(jié)渣現(xiàn)象的出現(xiàn)；（C）為退后形，當(dāng)槍頭前端受阻時，該噴槍可防止氧氣回灌到煤粉管內(nèi)，以達到保護噴槍和安全噴吹的目的。,5.2.2 主要設(shè)備——噴煤槍,氧煤槍,5.2

22、.2 主要設(shè)備——噴煤槍,倉式泵有下出料和上出料兩種，下出料倉式泵與噴吹罐的結(jié)構(gòu)相同，其結(jié)構(gòu)如圖5-30所示，上出料倉式泵實際上是一臺容體較大的沸騰式混合器，其結(jié)構(gòu)如圖5-31所示。,5.2.2.4 倉式泵,5.2.2 主要設(shè)備,圖5-30　下出料倉式泵結(jié)構(gòu)示意圖1一防爆裝置；2—封頭；3一圓筒體；4一錐體；5一噴嘴；6一流化裝置；7一混合器；8一放散閥,圖5-31　上出料倉式泵結(jié)構(gòu)示意圖1一煤粉倉；2—給煤閥；3一充壓閥；4一

23、噴出口；5一沸騰板；6一沸騰閥；7一氣室；8一補氣閥,倉式泵倉體下部有一氣室，氣室上方設(shè)有沸騰板，在沸騰板上方出料口呈喇叭狀，與沸騰板的距離可以在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。倉式泵內(nèi)的煤粉沸騰后由出料口送入輸粉管。輸粉速度和粉氣混合比可通過改變氣源壓力來實現(xiàn)。夾雜在煤粉中比重較大的粗粒物因不能送走而殘留在沸騰板上。在泵體外的輸煤管始端設(shè)有補氣管，通過該管的壓縮空氣能提高煤粉的動能。,5.2.2 主要設(shè)備——倉式泵,5.2.3　噴煤操作（自學(xué)）,1

24、.高爐噴煤正常工作狀態(tài)的標(biāo)志（1）噴吹介質(zhì)高于高爐熱風(fēng)壓力0.15 MPa。（2）罐內(nèi)煤粉溫度小于70℃（煙煤）或小于80℃（無煙煤）。（3）罐內(nèi)含氧量低于8％（煙煤）或含氧量低于12％（無煙煤）。（4）煤粉噴吹均勻、無脈動現(xiàn)象。（5）全系統(tǒng)無漏煤、無漏風(fēng)現(xiàn)象。（6）煤粉噴出在風(fēng)口中心，不磨風(fēng)口。（7）電氣極限，信號反應(yīng)正確。（8）安全自動聯(lián)鎖裝置良好、可靠。（9）計量器、各儀表信號指示正確。,5.2.4　噴吹煙煤的安

25、全措施,5.2.4.1 煤粉爆炸的基本條件（1）氧濃度。煤粉在容器內(nèi)燃燒后體積膨脹，壓力升高，其壓力超過容器的抗壓能力時容器爆炸。（2）煤粉懸浮濃度。煤粉在氣體中的懸浮濃度達到適宜值時才會發(fā)生爆炸。由于實際生產(chǎn)的情況錯綜復(fù)雜，煤粉的懸浮濃度一般無法控制，因此消除這一爆炸條件極為困難。（3）溫度。噴煤工藝各點的溫度都控制在低于著火點的范圍。,5.2.4.1 煤粉爆炸的基本條件就煤粉本身而言，爆炸的危險性取決于煤粉的揮發(fā)分，粒度，水

26、分和灰分等。煤粉灰分高，相對的可爆炸性成份含量小，由于高爐冶煉的要求，不宜采取增加灰份作為抑爆手段；揮發(fā)份越高，煤粉粒度越小，水份越少，煤粉爆炸的可能性就越大。但由于粒度和水份取決于高爐噴煤的工藝要求，不宜以此作為防火防爆措施。噴煤系統(tǒng)防火防爆應(yīng)以采取降低工藝過程的氧濃度及控制溫度和防止積粉為主。,5.2.4　噴吹煙煤的安全措施,5.2.4.2. 高爐噴吹煙煤的安全措施,（1）控制系統(tǒng)氣氛。 （2）設(shè)計時要避免死角，防止積粉，如煤粉

27、倉錐形部分傾角應(yīng)大于70º，或設(shè)計為雙曲線形煤粉倉。在儲煤倉、中間罐、噴吹罐下部設(shè)流化裝置。 （3）綜合噴吹。可以采取煙煤和無煙煤混合噴吹技術(shù) 。（4）控制煤粉溫度。嚴格控制磨煤機入口干燥氣溫度不超過250～290℃及其出口溫度不超過90℃。（5）設(shè)備和管道采取防靜電措施。管道、閥門及軟連接處設(shè)防靜電接地線，布袋選用防靜電濾袋。（6）噴煤管道設(shè)自動切斷閥，當(dāng)噴吹壓力低時自動切斷閥門，停止噴煤。,5.2.4　噴吹煙煤的安

28、全措施,5.3 噴煤技術(shù)進步,噴煤技術(shù)的進步主要體現(xiàn)在以下幾方面： 5.3.1 噴煤設(shè)備大型化和裝備水平的提高。5.3.2 高爐富氧噴煤。 5.3.3 噴吹煙煤和無煙煤或煙煤、無煙煤混合噴吹。 5.3.4 濃相輸送。,高爐噴煤采用氣力輸送，按單位氣體載運煤粉量的多少，可分為稀相輸送和濃相輸送。氣力輸送過程中，一般稀相輸送的速度在20m/s以上，煤粉濃度在5～30㎏/m3范圍內(nèi)，而濃相輸送的速度則小于10m/s，煤粉濃度大于40

29、㎏/m3。濃相輸送是先將噴吹罐下部的煤粉通過流化床進行流態(tài)化，再在罐壓作用下輸送到高爐風(fēng)口。流化床由多孔材料構(gòu)成，具有一定的透氣性。按照煤粉的物理性質(zhì)——比重、粒度等從流化床下部吹入一定氣體后，使流化床上部的煤粉開始“懸浮”起來，形成氣固兩相混合流，這時通過流化床的氣流速度稱為臨界流化速度。,5.3.4 濃相輸送,1.稀相輸送與濃相輸送的區(qū)別（1）煤粉狀態(tài)：稀相輸送時煤粉均勻地分布在氣流中，煤粉沿管道斷面均勻分布呈懸浮狀態(tài)；而濃相

30、輸送時，由于氣體流速低，單位體積內(nèi)煤粉濃度高，形成輸送管道下部煤粉較多，上部較少，但沒有停滯現(xiàn)象，由于煤粉粒度又不很均勻，較大顆粒的煤粉主要在管底流動，這種現(xiàn)象稱為底密懸浮流動。（2）煤粉流速：在稀相輸送時，煤粉與氣流速度基本一致，是一種均勻流動；而濃相輸送的底密懸浮流動與氣流速度不一致，一般煤粉流動速度僅為氣流速度的1/2左右。,5.3.4 濃相輸送,3.濃相輸送的優(yōu)缺點,優(yōu)點：單位氣體載運的煤粉量大，或者說輸送單位煤粉消耗的氣體量

31、小，煤粉在管道內(nèi)的流速低，對管道及設(shè)備的磨損減小，可以節(jié)省能源，提高煤粉噴吹量。缺點：設(shè)備復(fù)雜，價格較高，對煤粉質(zhì)量的要求嚴格，需用輸送介質(zhì)的壓力也比較高。,5.3.4 濃相輸送,噴煤小知識,1. 入爐品位低的高爐是否適合噴煤?！　∪霠t品位低的高爐，渣量大，對煤粉噴吹確是一個不利的因素，但只要有足夠的風(fēng)溫，控制好煤氣的合理分布，入爐品位低的高爐噴煤也是可行的，一是可以代替部分寶貴的焦炭，二是有利于高爐爐況的調(diào)劑。某380m3高爐入爐

32、品位只有52%，風(fēng)溫1100℃，煤比110kg/t，經(jīng)濟效益十分顯著。,2. 高爐停煤后是否需要拔槍.　　 高爐停煤后如果槍內(nèi)空氣(氮氣)沒有停，對噴槍沒有影響，如果停氣，可以把槍上球閥關(guān)死，兩小時內(nèi)不用拔槍。如果長時間停煤、停氣則需要把槍拔出來。拔槍出來后由于溫度比較高，要輕拿輕放，防止噴槍變形。,噴煤小知識,3. 高爐噴煤安全上需要注意那些方面。　　首先要注意煤氣的安全，監(jiān)護好煙氣爐燃燒情況，磨機、給煤機檢修時防止煤氣中毒，噴