南钢规程3水煤喷吹0311doc.docx
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南钢规程3水煤喷吹0311doc
南京钢铁联合有限责任公司技术标准
高炉水煤工岗位
(喷煤部分)
炼铁新厂工艺技术规程(试行)
高炉系统
目录
●版本修改记录
版本
日期
部分
页
修改内容
V1.0
2003/12/10
首次发布(试行版)
高炉水煤工操作技术规程
(喷煤部分)
1.煤粉喷吹工艺流程及参数
1.1煤粉喷吹工艺流程
南钢高炉工程喷煤系统的喷吹和制粉建在同一构筑物内,喷吹与制粉系统以煤粉仓顶面为界
喷吹系统采用向高炉直接喷吹方式,有一个煤粉仓、仓下设两组并列罐(两罐为一组)、两根喷吹主管、两个分配器工艺。
喷吹系统流化及加压采用氮气,输送采用压缩空气。
煤粉喷吹系统在喷煤主厂房的4~5柱间的A、B、C列中,位于收粉系统下部。
喷吹系统分为A、B两个系列,每个系列均由共用的煤粉仓、相应的并列喷吹罐组、分配器、蒸气加热器、喷吹管线、阀门、喷枪和喷吹用气体系统等设备组成。
在煤粉主管上,采用二次风量对喷煤量进行调节;在分配器后的煤粉支管上,采用补气技术调节各支管煤粉分配精度;系统设有测定△P(热风围管压力与每个风口压力之差)装置,供选择喷煤风口,能确保系统安全。
喷吹系统设置的2个系列,分别对应单、双数风口。
正常情况下,两个系列同时向高炉喷吹煤粉,A系列对应奇数风口,B系列对应偶数风口。
两个系列的控制相对独立,一个系列故障(或喷吹量过低)时,另一个系列也能正常工作。
喷吹系统的煤粉仓下部,通过落粉管、对夹式蝶阀、软连接、钟阀与喷吹罐相连。
每个系列设两个并列成一排的喷吹罐,系统共有四个喷吹罐。
煤粉仓内被流化的煤粉,靠重力落入喷吹罐。
每个喷吹罐均按装粉、加压、等待、喷吹、卸压、再装粉的程序循环交错的运行。
当每个系列的1号喷吹罐向高炉喷煤时,2号喷吹罐就进行泄压,泄压后从煤粉仓装煤粉,然后加压,等待换罐。
当1号喷吹罐排空(留一定量底煤)时,打开2号喷吹罐输煤管上的主喷煤阀(如AV1-3),2号喷吹罐随即转入喷吹状态,1号喷吹罐则又依次转入执行泄压、装粉、加压等程序。
这样每个系列的两个喷吹罐交替工作,将煤粉经喷吹主管、对应的分配器、煤粉喷枪,连续稳定地喷入高炉。
煤粉喷吹系统工艺流程见附图一。
1.2.主要工艺参数
1.2.1煤种及喷吹能力
a)煤种与质量要求
根据南钢用煤条件,高炉采用混合煤喷吹,按烟煤进行防火、防爆进行安全设计。
本工艺是按原煤粒度小于50mm、HGI≥70、Mar≤10%、挥发份15~18%、具有爆炸性进行设计的。
混煤制粉最多使用三种煤,混煤在原料场进行。
喷吹用煤的质量要求见下表:
序号
项目
数值
备注
1
煤种
混合煤
2
灰份Aad
≤12%
3
硫St.ad
≤0.55%
4
可磨性系数HGI
≥70%
5
原煤水份Mar
≤10%
6
煤粉粒度:
-200目
﹤1mm
≥80%
100
100%<1mm
7
煤粉水份Mar
≤1.5%
煤粉进入煤粉仓前需经过煤粉筛,除去纤维、木块等杂质,且煤粉温度≤70℃。
b)喷吹能力
根据高炉原燃料条件、设备装备和操作水平,在风温1200℃、富氧2~3%的条件下,喷吹系统正常喷煤能力设计为29.3t/h(按高炉系数2.2t/(m3.d),煤比160kg/t铁);设备能力为38.5t/h(按高炉系数2.2t/(m3.d),煤比210kg/t铁)。
1.2.2喷吹的主要工艺参数
表2:
喷吹系统主要工艺参数
序号
名称
单位
数值
备注
1
高炉有效容积
m3
2000
2
风口数
个
26
3
高炉热风温度
℃
1200
4
风中富氧
≥2%
5
高炉热风压力(最大)
MPa
0.4
6
喷吹站到最远风口距离
m
约250m
7
喷吹量
t/h
29.3
最大38.5
8
吨铁喷煤量(年平均)
kg/t
160
9
吨铁喷煤量(最大)
kg/t
210
10
加压、流化用氮气接口处压力
MPa(g)
1.5
11
加压、流化用氮气气量
m3/h
2000
12
喷吹用压缩空气接口处压力
MPa(g)
1.2
13
喷吹用压缩空气量
m3/h
2200
14
喷吹罐倒罐周期
min
约25~33
15
煤焦置换比
Kg焦/kg煤
0.8~1.0
2.喷吹系统的主要设备性能与安全措施
2.1喷吹系统的主要设备
1)煤粉仓及相关设施
煤粉仓的作用在于储存一定量的煤粉,以防磨煤机故障时煤粉中断;其次是起缓冲作用,以吸收磨煤机恒定供应煤粉和向喷吹罐一罐一罐装粉的差异。
为了保证快速均匀地排粉,煤粉仓锥体部分装有流化气喷嘴,流化的氮气连续进入煤粉仓。
煤粉仓的有效容积为1×385m3,装煤粉240t,可供正常喷吹量约8.2小时,最大喷吹量约6.2小时,能满足磨煤机故障时高炉变料的需要。
煤粉仓还剩余有足够的空间,可扩散喷吹罐卸压时排放的气体。
煤粉仓在惰性气体条件下操作,不需设防爆安全阀,但需要对O2、CO浓度以及煤粉仓温度连续进行监视和检测,若其中有一个达到预设定值上限,磨煤和干燥系统以及喷吹罐的装粉等操作将停止,同时,粉仓将自动充入氮气,直至测定值再次恢复到正常。
煤粉仓除设有电子称计量外,还设有煤粉高、低料位开关进行监视,以避免煤粉仓出现过量装入煤粉或空料。
2)喷吹罐及相关设施
煤粉仓下面,设有4个相同容积的喷吹罐。
煤粉仓与喷吹罐之间采用φ500蝶阀、软连接及φ500侧开式钟阀连接。
喷吹罐的有效容积为13.5m3,装煤粉8.1t,可供喷吹约25~33分钟。
当某个罐不在线运行时,可通过控制阀进行卸压。
喷吹罐卸压后,喷吹罐应从煤粉仓再次装粉,直至最高料位,并加压至喷吹所需的压力值。
在另一个喷吹罐排空(留有一定量底煤)时,该喷吹罐就应随即转入喷吹运行。
每个喷吹罐均设有与煤粉仓类似的流化料口,在圆锥体下部,还设有一个专门的流化装置,以保证煤粉很容易地流入输送主管。
每个喷吹罐下的流化装置引出一根煤粉管与输送主管相连。
喷吹罐安装在电子压头上,通过电子压头测量喷吹的煤粉重量。
喷吹罐再次装入煤粉前、后的重量差值,用于计算喷吹煤粉的总量。
3)喷吹主管
两个系列4个喷吹罐的4条煤粉管在厂房内连接成2根喷吹主管,引至高炉附近的分配器。
二次风补气装置安装在煤粉管上,采用二次风量对喷煤量进行调节。
4)分配器及输粉支管
高炉的两个分配器安装在位于热风主管上方的分配器平台(20.00m)上,分配器按固定式设计(该分配器相对于每个输出支管具有低流动阻力和相等的流动面积),顶部设有测压点。
支管从分配器引至风口喷枪。
MF-01分配器引出13根喷吹支管,对应双数风口;MF-02分配器引出13根喷吹支管,对应单数风口,支管的数目与高炉风口数目一致。
在每根喷吹支管上设有吹扫(冷却)、补气装置,其作用:
当检知某风口堵塞或指令某风口不喷吹时,可通过气动阀门转换通入压缩空气吹扫并冷却喷枪。
通过手动阀门作微调补气,以实现每根喷枪的流量相等和对压降差值的补偿(由分配器与风口之间管子长度不同所引起压降差值)。
5)保温措施
喷吹系统采用了保温措施以防煤粉回潮。
喷吹罐采用蒸汽外保温;流化、加压用氮气采用蒸汽加热器升温;煤粉仓、输送主管及喷吹罐卸压管采用保温材料外保温。
2.2主要设备的性能参数
1)煤粉仓
煤粉仓有效容积:
385m3;
装粉量:
240t;
直径:
φ7000mm;
设计温度:
100C;
操作温度:
60~80C;
数量:
1台。
2)气动对夹式蝶阀(用于煤粉仓向喷吹罐排放煤粉)
排放能力:
500t/h;
直径:
φ500mm;
数量:
4台。
3)橡胶软连接(装于煤粉仓与喷吹罐之间,以减少煤粉仓与喷吹罐计量相互干扰。
)
直径:
φ500mm;
数量:
4台。
4)侧开式煤粉钟阀(用于煤粉仓向喷吹罐排放煤粉)
排放能力:
500t/h;
直径:
φ500mm;
数量:
4台。
5)喷吹罐
有效容积:
13.5m3;
内径:
φ2400mm;
装粉量:
8.1t(按堆比重0.6t/m3设计)
设计温度:
100C;
操作温度:
30~85C;
设计压力:
1.8MPa;
最高操作压力:
1.5MPa;
数量:
4台。
6)各种阀门
喷吹系统的用于煤粉管线上的阀门均具有防静电、防火、防转轴漏气及具有密封性好等特点。
以上设备由水煤工协助制粉岗位维护、点检。
以下设备由水煤工负责维护与使用:
7)分配器
支管数:
13;
设计温度:
100C;
操作温度:
60C;
设计压力:
1.5MPa;
操作压力:
0.6MPa;
数量:
2台。
8)煤粉喷枪
采用单层煤粉喷枪,喷吹插枪位置可调。
数量:
26台。
2.3喷吹介质参数
1)氮气
喷吹系统的充压、流化全部使用氮气,取自2台80m3氮气罐,氮气罐设在喷吹主厂房外的地坪上。
氮气的主要工艺参数如下:
N2气压力:
1.5MPa(g);
N2气用量:
2000m3/h(标态);
N2气露点:
-40℃(标态)。
2)压缩空气
压缩空气用于输送煤粉;
压缩空气压力(喷吹站接点):
1.2MPa(g);
压缩空气用量:
2200m3/h(标态)。
2.4喷吹系统的主要安全措施
在喷吹系统的设计中,充分重视了喷吹烟煤的安全性,采用了如下措施:
1)喷吹罐的充压、流化全部采用氮气;
2)系统设有紧急操作按钮,紧急时系统可自动向安全方向运行;
3)系统设有多处压力检测,可判断管道堵塞和断煤情况,设有手动吹扫;
4)煤粉仓中设有连续的充氮保护,有CO、温度及O2检测;
5)喷吹控制系统设有UPS电源;
6)设备全部具有防静电能力。
3.喷吹系统控制与操作
3.1喷吹系统的控制概述
3.1.1喷吹站不设喷吹操作室,喷吹装置的控制纳入高炉的计算机控制系统,在高炉控制室内进行操作。
操作人员可通过CRT改变各喷吹参数。
3.1.2喷吹系统可按程序自动倒罐,也可由操作人员手动控制。
3.1.3煤粉仓及喷吹罐均设有计量装置。
喷煤计量与调节采用总量计量的方式,总计量精度≤1%。
3.1.4煤粉仓料面可手动或自动控制。
无论是手动或自动控制,煤粉仓的料面信号均可控制磨煤机的磨煤量,并通过对煤粉仓计量装置的管理,保持喷吹速率与制粉系统的能力平衡。
3.1.5煤粉喷枪采用单层喷枪。
插枪操作为手动进行。
喷枪与风口之间装有手动切断阀,当退出喷枪时能切断热风气流。
3.2喷吹系列、喷吹风口的选择及喷吹量设定
喷吹系统的A、B两个系列可以同时工作,也可单系列喷吹。
在CRT画面上操作,对确定的喷吹系列及喷吹风口进行选择。
吨铁喷煤量由高炉值班工长设定,经计算机换算成小时喷煤量后,送入喷煤控制系统。
在CRT画面上,喷吹操作人员应进行当前喷吹系列、喷吹风口以及喷煤量设定值。
3.2.1喷煤量计算与喷吹风口设定
1)喷煤系统的小时喷煤量计算式如下:
W=60×K×R/1000t/h
式中:
W……A、B两系列总的小时喷煤量,t/h;
K……高炉设定的吨铁喷煤量,Kg/t;
R……高炉铁水生
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