高爐噴吹煤粉可以降低焦炭消耗,減少煉焦污染,調節爐況,促進高爐穩定順行,強化高爐冶煉。首鋼作為我國高爐噴煤技術的開創者和先行者,早在1963年,就進行了系統的研究與試驗,并于1964年在國內率先將其在高爐上進行工業化試驗。1966年,首鋼在全公司的高爐上進行推廣應用,當時的年平均噴煤量達159kg/tHM,最高月平均噴煤量達到279kg/tHM,創造了當時的世界紀錄。1994年至今,經過幾十年的發展,首鋼國際工程公司不斷完善和優化設計,掌握了從原煤料場到煤粉制備和噴吹的全套高爐噴煤工藝設計。近年來,首鋼國際工程公司還參與編制了國家標準GB50607—2010《高爐噴吹煤粉工程設計規范》。
高爐噴吹煤粉技術主要特點
長距離直接噴吹,緊湊型布局。由首鋼國際工程公司設計的首鋼2號、3號高爐噴煤工程,完全采用國產化技術和設備,采用緊湊型短流程工藝,實現了煤粉長距離直接噴吹。2號高爐噴煤總管長度達到452m,已被列入第九批《中國企業新紀錄》。該項工程經有關專家鑒定,達到國際先進水平。
濃相輸送。煤粉噴吹一般按輸送濃度可分為稀相輸送和濃相輸送。稀相輸送工藝相對簡單,運行比較穩定;而隨著煤粉輸送濃度的提高,雖然增加了運行不穩定的可能性,但其可以節約大量輸送氣體的消耗,并且減少了管道磨損,因此其降低了維護和運行費用。為消除輸送過程中的不穩定因素,可通過改善噴煤罐底部的流化狀態,以及改善輸送管道的補氣系統和輸送管路的布置,達到穩定運行的目的。另外首鋼國際工程公司通過吸收國內外先進技術,開發完善了濃相噴煤技術的設計,并將其成功應用于實施項目中。從實際運行效果看,其輸送連續,系統運行平穩,固氣比可達到大于40kg/kg。
均勻噴吹。煤粉分配方式現在主要以單管加分配器方式為主,分配器后各支管的煤粉均勻分配有利于高爐運行穩定。目前首鋼國際工程公司的設計通常采用支管等阻損布置,通過計算機三維輔助設計軟件,噴煤量常規偏差小于4%。
噴煤的全自動化操作和實時監控。隨著設備的大型化和操作的精度等要求的提高,高爐噴煤操作對于自動化控制要求也越來越高。
全自動化操作提高了生產效率。全自動噴吹可使儲煤場,制粉系統,噴吹系統等過程實現PLC自動控制,不但減少人為主觀不確定性和不完全準確性的影響,緩和手工計算與操作和噴煤對爐況影響的滯后性之間的矛盾,還可以大大減少誤操作造成的損失,更能進一步減少在崗人員的數量,使得噴煤系統在時間和空間上都大幅度提高了生產效率。
噴煤控制精度得到提高。全自動噴吹以中速磨為核心,進行連鎖控制,同時實現了對下煤量、煤溫、噴煤量、充壓穩壓自動調節及自動倒罐。在自動控制及計量和調節精度方面,按照高爐要求自動調節,噴煤量計量精度可以控制在1%誤差范圍內,各風口噴吹煤粉的均勻性控制在4%的誤差范圍內。與以往手工計算調節控制相比,更加精確合理。