高炉喷煤

高炉喷煤（通用7篇）

高炉喷煤 篇1

高炉喷煤系统一般采用中速磨加一级布袋收粉“短流程”全负压制粉工艺系统。原煤从原煤槽通过胶带机运输至原煤仓, 原煤仓出口的给煤机按设定值给磨煤机加煤。磨煤机内原煤经干燥剂干燥及研磨, 由磨煤机上部分离器分离出合格的煤粉。再由排煤粉风机抽引, 进入布袋收尘器, 经气、粉分离, 煤粉流入布袋灰斗, 设计一般采用中间煤粉储仓平衡煤粉的生产和高炉的煤粉喷吹量。

高炉喷吹系统中的磨煤机、煤贮仓、仓式泵、布袋除尘器、喷吹罐组及输送管道等, 都因煤粉的存在有火灾爆炸危险性。另外, 煤粉喷吹一般还会用到热风炉的粗煤气, 煤气也是具有火灾爆炸危险性的物质。因此, 高炉喷煤系统设备的主要危险为火灾爆炸。

1 煤粉火灾爆炸特性分析

1.1 煤的自燃

煤是一种能自燃的物质, 当达到自燃点时就会引起燃烧。煤的自燃能力一般与以下因素有关:煤化程度、存放时间、水分含量、黄铁矿 (FeS2) 的含量、周围环境温度、煤粉粒度等因素。

1.2 煤粉的爆炸性

煤粉与空气混合形成悬浮的雾状气粉混合物, 爆炸极限范围很大, 当气粉混合物的浓度在35~2000 g/m3的范围内时, 遇到明火或一定的温度, 会造成煤粉的爆炸。当气粉混合物的浓度在300~600 g/m3时, 爆炸压力最大, 可达0.306 MPa。爆炸时所产生的冲击波对设备产生猛烈冲击, 甚至损坏设备, 严重时可引起火灾和人身伤亡事故。

1.3 煤粉粒度对爆炸性的影响

煤粉粒度增大, 爆炸性减弱。煤粉尘的燃烧爆炸特性如 (表1) 。

2 喷煤系统主要设备危险分析

喷煤系统一般主要设备有:立式磨、原煤仓、细粉仓、布袋除尘器和喷吹罐组。立式磨因粉碎的煤粉粒径较小, 且粉碎时煤中易于混入杂物 (如铁块、石子等) 产生火花, 从而引起爆炸, 在粉煤时要在立式磨前加设磁铁等以防产生电火花。因为煤长期存积易于自燃, 所以原煤仓消防一定要作好。细粉仓因储存的煤粉粒径较细, 考虑到防火防爆安全, 必须要做好防静电接地, 以防产生电火花。布袋除尘器和喷吹罐组由于涉及的介质都是细小颗粒的煤粉, 所以要充分考虑防爆要求, 都应该安装防爆装置 (如防薄膜、泄爆孔等) 。

3 生产过程危险性分析

高炉喷煤系统一般在以下生产过程中可能引发火灾爆炸事故。

(1) 干煤棚存煤时间过程可能发生自燃。

(2) 喷吹罐爆破膜超期使用, 容易发生爆裂。

(3) 中速磨、布袋、粉仓积粉太多, 遇高温或明火容易发生火灾, 进而引发爆炸。

(4) 储气罐超期、维护不当容易发生爆炸。

(5) 煤粉仓、喷吹罐等容器内储存着煤粉, 如遇致电火花等易引起煤粉自燃式爆炸。

(6) 氧气管道、阀门沾上油污又没有清除干净, 送氧后氧气与油脂作用可能引起燃烧式爆炸事故。

4 喷煤系统防火防爆措施

4.1 消除系统内部积粉

(1) 要消除立式磨机入口积粉。立式磨机入口进煤管与水平夹角应大于58°;立式磨机热风入口中心线与球磨机筒体中心线投影成一直线;在设计上应尽量降低原煤水分, 要求小于10%。

(2) 要消除水平管道。制粉输送系统尽可能避免水平管道, 如果设置水平管道, 必须使气粉混合物流速大于25 m/s, 并设置吹扫装置。

(3) 输煤和喷吹管线布置应避免死角, 设计和施工时, 管道与水平夹角应小于45°, 输煤管线曲率半径应大于2倍管道直径。

(4) 喷吹罐组、仓式泵、煤粉仓、原煤仓等设角度应大于70°。原煤因含水分较高, 下煤不顺, 原煤仓锥体应做成双曲线形漏斗。

4.2 消除静电和明火

(1) 系统电气、仪表、容器和输煤粉管道法兰要安装接地保护设施。仪表应采用防爆型。

(2) 系统照明要采用防爆灯, 并采用接零保护。开关也相应采用防爆型。

(3) 布袋除尘装置的过滤布袋, 要采用防静电材质, 除尘器应有泄爆口。

(4) 混合器出口安装快速切断阀, 当喷吹风压力与高炉冷风压力差小于规定值时, 快速切断阀自动切断, 防止热风倒流。

(5) 粗粉分离器回粉管道锁气器, 要灵活好用, 动作协调, 开关到位。防止热风直接进入布袋箱。

4.3 控制系统含氧浓度

当气相中含氧浓度降至12%以下时, 虽在上述煤粉浓度内, 即使煤粉温度达到燃点以上, 也不会引起煤粉爆炸。为确保安全, 在系统设计中应保证含氧浓度比安全含氧浓度还要低。

4.4 设置防爆膜

煤粉系统仓式泵、喷吹罐组、磨煤机进出管道、细粉分离器进出口管道、布袋除尘器、煤粉仓输煤粉管道及除尘管道等均应设置防爆膜。如果在贮煤罐 (中间罐) 、喷吹罐、仓式泵等容器采用N2冲压, 可不设防爆孔。

参考文献

[1]张殿有.高炉冶炼操作技术[M].冶金工业出版社, 2006.

[2]杨建新.高炉系统工程项目安全管理研究:西安建筑科技大学, 2008.

[3]蒋军成, 韩雪峰.安全评价师[M].中国劳动社会保障出版社, 2010.

高炉喷煤的控制系统设计 篇2

1.1供电负荷

1座2 500 m3容积高炉喷煤工程内容应包括原煤上料系统、制粉系统、喷吹系统、干燥剂系统等。喷煤系统总装机容量约为3 540 kW, 其中高压负荷为2 540 kW。

1.2供电方案

该系统设1 000 kVA变压器 2 台 (不同的工程详细数据可能有变动) 。在喷煤主厂房内设有喷煤车间低压配电中心, 所有喷煤主厂房内的低压负荷都通过低压配电屏引出。

1.3主要电气设备选型

(1) 变压器采用运行稳定、安全、可靠的S9-M型全密封式变压器;

(2) 变压器至低压进线柜之间的连接采用由专业厂家量身定制的全封闭式母线槽;

(3) 低压开关柜采用TG6型开关柜;

(4) 低压元器件采用先进、成熟产品, 便于维护, 缩短故障处理时间, 如CW1、CM1系列等;

(5) 喷煤系统的电气、仪表、计算机合一, 采用PLC系统进行控制。

1.4自动控制网络

(1) 一级操作站采用专用工控机。

(2) 操作站与PLC系统之间的通讯采用工业以太网。

(3) PLC系统通过控制高、低压配电柜来控制现场设备的启动与停止。

(4) PLC系统通过继电器接口柜直接控制现场阀门的精确调节与开闭。

1.5电气传动

为提高喷煤系统的自动化水平, 保证质量, 节约能源, 提高生产效率, 原煤上料系统、制粉系统、喷吹系统、干燥剂系统等采用先进的“三电”合一控制方式。喷煤系统所有用电设备均设短路保护。高压电机设速断、过负荷、单相接地保护等, 低压电机采用接触器启动, 具有高分断能力的自动开关作短路保护, 热继电器作过载保护。生产线上的大部分低压设备采用操作站和机旁两种控制方式, 高压设备增加高压开关柜控制。操作站控制由PC操作站连接PLC系统来完成对生产设备的高度自动化控制, 监视及故障报警, 可检测各个系统中生产设备的工作状态与各个系统中一些重要的工艺参数, 并可按已确定的控制原则对各个设备进行控制和调节, 操作人员可通过CRT上的实时动态画面监视现场的生产状况。机旁控制主要用于检修及试车。

1.6照明

主厂房照明主要采用汞钠混光灯及反射型投光灯, 喷吹车间采用防爆灯。车间变电所、主控室、操作室、办公室、值班室等采用高效节能荧光灯照明, 主控室等重要部位配有消防应急照明灯。

1.7防雷接地

主厂房采用避雷带防雷。变压器二次侧中心点接地, 变电所接地电阻不大于4 Ω。正常非带电设备金属外壳、电缆桥架等均与工作保护接地网相连。计算机系统单独接地, 其电阻值按设计要求。

1.8电缆敷设方式

厂房内电缆线路尽可能采用电缆桥架或电缆沟敷设, 局部配管。低压电缆均采用一般低压电缆, 模拟量使用的电缆均采用屏蔽电缆。

1.9防火措施

变电所、低压配电中心、中央控制室等进出电缆的孔洞均采用耐火堵料加以封堵。

2自动化仪表及计算机系统

2.1自动化仪表

在喷煤系统中, 所有设置的仪表均进入PLC系统, 由操作站加PLC系统完成过程检测、控制、越限报警、主要运行参数记录及趋势分析等功能。

2.2主要检测、控制项目

(1) 磨机进出口温度、压力监测, 磨机进出口温度与压力的动态监视能使操作工实时的掌握好磨机的运行情况, 使磨机达到最佳运行状态。

(2) 布袋收粉器温度、压力及布袋收粉器灰斗温度的监测, 该温度与压力的动态监测能保证布袋收粉器安全、稳定进行收粉工作。

(3) 磨机减速机及其润滑、液压系统温度与压力的监测, 该温度与压力的动态监测是保证磨机安全、可靠、稳定运行的必不可少的手段。

(4) 喷吹系统气源的压力监测, 该压力的动态监测能够保证喷吹系统的稳定运行。

(5) 各个喷吹罐温度、压力监测, 喷吹罐温度与压力的动态监测是使喷吹系统喷向高炉的煤粉稳定、连续的有效保证。

(6) 喷吹管道的压力监测, 该压力的动态监测可以使操作工迅速、准确地判断煤粉的通畅状况。

(7) 烟气炉系统的煤气、空气流量监测, 该流量的动态监测可以了解烟气炉的燃烧状况, 以保证烟气炉系统稳定运行。

(8) 烟气炉系统的温度监测, 该温度的动态监测可以掌握烟气炉的燃烧状况, 使烟气炉系统能给整个喷煤系统提供稳定的、高质量的烟气, 以确保喷煤系统稳定、可靠的运行。

(9) 布袋收粉器后的流量监测, 该流量的动态监测能使操作工控制好制粉系统的风量, 以使制粉系统生产出合格的煤粉。

(10) 磨机电流、减速机轴瓦温度的监测, 该二项参数的动态监测可以实时掌握磨机电机、减速机的运行状况, 以保证系统的正常运行。

2.3调节手段

(1) 磨机出口温度的调节, 该系统是根据磨机出口温度和由进出口差压及流量构成的气阻这一复合工程量来调节进口干燥气体和原煤给煤量的综合性调节系统。

(2) 烟气炉燃烧的调节, 该系统是根据烟气炉内煤气与空气最佳燃烧比例与烟气炉内温度要求, 通过煤气流量设定实现的。

(3) 喷吹罐压力的调节, 该调节是根据喷吹罐喷吹压力的需要设定, 通过自动均压手段实现。

2.4保安措施

(1) 磨机进出口压力的超限报警的措施;

(2) 磨机进出口温度超限报警与停止制粉系统的措施;

(3) 各电机与减速机轴承温度超限报警与停车的措施;

(4) 煤粉仓温度超限报警与充氮气冷却、防爆的措施;

(5) 喷吹管道压力的超限报警。

2.5阀门的控制

在本设计方案中, 喷煤系统的所有调节阀门均取消伺服放大操作器, 通过PLC系统的模拟量输入与数字量输出精确地调节阀门, 从而改善了系统的可靠性, 控制精度也得到很大程度的提高。

2.6主要仪表的选型

喷煤系统中的仪表选型各种各样, 现将常用的主要仪表选型列出以供参考:料位仪表选择德国VEGA产品;压力仪表横河川仪EJA或PDS系列产品;温度仪表主要的采用热电阻与热电偶;流量仪表采用不锈钢流量孔板加差压变送器或是涡街流量计的方式;称重仪表采用余姚太平洋的称重产品。

2.7计算机系统

计算机系统采用仪电合一的一级控制系统, 并设有工程师站、操作站。工程师站为工程师专用站, 主要用于程序的修改、参数的更正、画面的调整等。操作站为操作人员专用站, 操作站上设有丰富的画面, 所有工艺参数、各类运算和控制、设定都可通过CRT监视和键鼠操作完成。

根据以上的控制系统方案设计, 可以确保喷煤系统的可靠、稳定的运行。同时, 该系统还为今后上二级管理系统留有接口, 自动化系统主要硬件配置如下:

(1) PLC:1 套; (2) 工控机:3 台; (3) CRT:3 台; (4) PLC控制柜:1 套; (5) 计算机工作台:1 套; (6) UPS:1 台。

3结束语

高炉喷煤制粉用烟气炉改造实践 篇3

国内炼铁高炉通常都会对高炉进行喷煤,从生产安全性角度上说,无烟煤是最佳选择,但是无烟煤价格较高,出于成本考虑,在确保生产安全性的前提下,往往采用有烟煤粉与无烟煤混合喷煤的方式,以节省成本。

因混合煤的挥发性及含氧量较高,为确保生产的安全性,必须对混合煤粉进行烘烤,以降低其挥发性及含氧量。国内现有的煤粉烘干用烟气炉(混合室由连带烟气出口的锥套构成)大都采用高炉煤气与空气的燃烧高温气体及引进高炉热风炉所产生的废气(或磨煤机自循环气体)进行混合处理,这样不仅可以充分利用能源,又能控制住煤粉烘烤所用的气体温度及含氧量。要求的出口气体温度正常范围为300℃左右,磨煤机处为250℃左右,但事实上,喷煤烟气炉出口混合室因温度控制、实际生产需要及中间管路较长等因素的影响,需要出口气体温度升到400℃以上,这样才能保证气体在到达磨煤机处时达到250℃左右,让磨煤机内的煤粉充分烘烤。

中天钢铁集团有限公司(以下简称“中天钢铁”)原本设计的混合室出口温度约300℃左右,烟气炉极易发生出口处钢架构锥套变形塌陷、内部的砌筑耐材也随之塌陷损坏的情况,从而严重影响烟气炉的正常使用甚至造成报废。损坏后的烟气炉不仅修复复杂,且修复后很快就会在使用中再次受损,大大缩减了使用寿命,因此需实施改造。

1 烟气炉改造方案

中天钢铁在修复损坏后的烟气炉时,通常按照原生产制造厂家的要求进行修复,不改动内部结构。但按原设计要求修复使用一段时间后又出现原有损坏现象,混合室处外壳钢结构的表面温度较高,导致外壳变形而内部塌陷受损,混合室内锥体损坏,需要更换。

为此,公司对原有烟气炉进行了改造,具体技术方案如下:采用一种改进型高炉喷煤用烟气炉(见图2),包括钢架构炉体,炉体内腔设有带烟气出口的混合室,混合室由炉体自身内腔形成并呈直筒形,混合室的烟气出口设于炉体的端面,处于混合室段及烟气出口所在端面部分的炉体内壁砌筑有耐材层。该改进型高炉喷煤用烟气炉取缔了原有的锥套式混合室,而直接由炉体自身钢架构内腔配合耐材形成混合室及烟气出口。烟气炉炉体内壁砌筑的耐材层由按内壁向里方向依次布置的耐高温浇注料层、轻质保温砖层及耐火砖层组成。如为做得更好,可优选炉体内壁砌筑的耐材层由按内壁向里方向依次布置的耐高温浇注料层、轻质保温砖层,耐火砖层及耐高温涂料层组成。

改进后烟气炉炉体的混合室及烟气出口均由锥套形成,取消了原有的锥套式混合室,而直接由炉体自身钢架构内腔配合耐材形成混合室及烟气出口。

2 改造实践

2.1 4#高炉喷煤烟气炉检修改造

4#高炉喷煤烟气炉因砌筑耐材的烟气炉燃烧室外壳没大的损坏,主要是混合室内部锥套变形损坏及出口段的外壳烧损严重。为保证尽快生产,采用了以下方式对4#高炉喷煤烟气炉进行了改造:(1)把不能利用的混合室内的出口锥套及变形损坏的外壳体拆除;(2)对变形损坏之处的筒体进行更换修复;(3)对烟气炉分段重新进行砌筑,原燃烧室部分按原结构重新砌筑,对混合室采用保温砖加耐火砖的砌筑方法修复,因锥段砌筑较难,故只砌筑至直段。在烘炉及生产过程中,烟气炉的烘烤烟气量完全能达到公司的生产需要,即磨机处煤粉的烘烤温度能达250℃。同时,烟气炉混合室处外壳的温度只有110℃左右。

2.2 1#高炉喷煤烟气炉技改

1#高炉喷煤烟气炉砌筑耐材的燃烧室烟气炉外壳完好,而混合室内部锥套变形损坏及出口段的外壳烧损严重。为此,公司对1#高炉喷煤烟气炉进行了改造;(1)把烧坏的混合室的出口锥套及变形损坏的外壳拆除;(2)对变形损坏之处的筒体按图二中外形修复,筒化了出风口结构;(3)按烟气炉(见图2)采用保温砖加耐火砖的砌筑方法,对烟气炉分段重新进行砌筑,增加了筒体内壁的浇注层。在烘炉及生产过程中,烟气炉的烘烤烟气量完全能达到生产需要,即磨机处煤粉的烘烤温度能达250℃。同样,烟气炉混合室处外壳的温度也在控制范围之内,只有100℃左右。

2.3 改造效果

改造后,2台喷煤烟气炉使用情况良好。不仅获得的烘煤气体达标,且大大提高了混合室及烟气出口处的结构强度与耐高温防护能力。

3 结束语

改进型高炉喷煤用烟气炉不仅可有效避免混合室出口处因高温受损,且能确保所获得的烘煤气体达标,从而延长了烟气炉设备的维护周期与使用寿命。

参考文献

兴澄特钢大高炉喷煤系统工艺设计 篇4

1.1工艺流程

从厂内露天煤场的原煤经皮带运至喷煤车间的干煤棚, 用行车将原煤装入受煤斗, 后经受煤斗下的振动给料机、平皮带机、大倾角皮带机和配仓皮带机加犁式卸料器给4只原煤仓加煤, 原煤仓的原煤经称重调速给煤机均匀地加进磨煤机, 干燥剂为烟气炉高温废气与排粉风机出口部分废气和高炉热风炉废气的混合气, 干燥剂经过制粉系统中的排粉风机形成的负压吸入磨煤机, 原煤在磨煤机中粉碎和干燥。粒度较大的颗粒经粗粉分离后重新磨制, 合格的煤粉沿管道进入布袋收粉器被收集后进入煤粉仓, 煤粉仓下设置3只高压并列式喷吹罐将煤粉输送至高炉, 高炉平台上设1台分配器, 将输送过来的煤粉经分配器分配后, 再由喷枪喷入高炉风口。高炉喷吹采用单总管加分配器的喷吹形式, 采用高压并列罐直接喷吹工艺, 制粉和喷吹在同一厂房内, 制粉系统的煤粉收集仓就是喷吹系统的煤粉贮备仓, 磨制的煤粉直接由喷煤车间向高炉喷吹。

1.2原煤条件及煤粉质量

1.2.1 原煤条件原煤种:混合煤;

原煤挥发分:≤25%;

原煤水分:≤12%;

原煤灰分: ≤12%;

原煤粒度:≤40 mm;

原煤灰分中SiO2含量:50%;

原煤哈氏可磨系数:55 Hardgrove。

1.2.2 煤粉质量

煤粉粒度:≤0.088 mm, 占80%;

煤粉水分:<1%。

2喷煤系统主要工艺及设备

2.1室内煤场

室内煤场的大小为33 m×138 m, 能贮存7天的原煤需求量, 煤场采用行车上料, 烟煤与无烟煤分开堆放贮存。

2.2上料系统

上料系统从受煤斗开始 (受煤斗设置在煤场内) , 受煤斗中的原煤经过振动给料机到下方的平皮带机 (B=1 000 m) , 再由大倾角皮带机 (B=1 200 m) 将原煤输送至原煤仓顶的配仓皮带机, 最后由配仓皮带机上的犁式卸料器将原煤分别装入1#～4#原煤仓。

2.3制粉系统

采用一级布袋收粉工艺, 即中速磨—布袋收粉器—主排风机。生产实践证明, 该工艺流程简单、阻损 (电耗) 降低、运行可靠、排放浓度符合国家规定的环保要求。该系统每套制粉设备主要包括:2 个原煤仓 (V=350 m3) 、2台封闭式带式称重给煤机、1台磨煤机、1台布袋收粉器、1台主排风机等。

本喷煤系统设置双系列制粉系统, 单台磨煤机产量大于等于60 t/h (HGI=55, 水分12%, 粒度≤0.088 mm占80%) 的立式中速磨。

2.4干燥剂系统

为保证生产稳定、节省投资, 制粉干燥剂系统采用部分烟气自循环工艺, 即利用烟气炉高温烟气、排粉风机出口部分烟气和高炉热风炉废气的混合气作为干燥剂进入磨煤机。其中主排风机出口自循环烟气量占烟气总量的30%～50%, 引高炉热风炉废气占烟气总量的30%～50%, 两者混合后进入烟气炉, 再经烟气炉加热后进入磨煤机。

该系统建有2 台烟气炉, 每台烟气炉废气发生量在100 000 m3/h 左右。

2.5喷吹系统

大高炉喷吹系统采用3只高压并列罐、总管加分配器、直接喷吹方式, 喷吹罐容积为65 m3。倒罐周期为30 min (按最大喷煤量计) 。设计压力16 kg/cm2, 工作压力约为12 kgf/cm2, 正常喷吹量200 kg/ (t·fe) , 最大喷吹量250 kg/ (t·fe) 。喷吹罐充压、流化、补压采用氮气, 二次补气采用无油无水压缩空气。压缩空气压力1.4 MPa, 氮气气源压力1.6 MPa。

1#～3#喷吹罐出口管道合并一个总管到高炉炉前煤粉分配器, 通过分配器煤粉可均匀喷入各个风口。另设一备用喷煤主管, 可在原喷煤管道出现堵塞的情况下切换到备用管道。

分配器采用锥体式分配器, 分配不均匀度小于3%。分配器设在框架外的悬挂平台上, 该平台在炉顶平台下方, 平台为4 m×10 m, 布置一个32支管分配器, 32根支管上装有用以检测工况的测堵仪, 并设有自动反吹系统, 当某支管出现有堵塞现象时, 反吹系统自动投入工作, 切断支管喷煤出口阀, 开启吹扫支管阀, 进行强行吹扫, 吹通后, 恢复正常喷吹。喷吹支管采用等径等距离等阻损设计, 从炉顶平台至热风平台之间完成等距离管道设计。

喷吹管道伴随有吹扫管, 管道每隔30～50 m 有一个吹扫点, 在管道每个转弯的前后各设置两个吹扫点, 直至高炉风口平台, 当管道发生意外堵塞时, 依次打开气动吹扫阀, 用压缩空气或N2逐步吹通, 并将煤粉送回制粉车间煤粉仓。

系统单独设置一台向石灰窑输送煤粉的喷吹罐, 喷吹罐容积为20 m3, 可贮存煤粉12 t, 设计压力10 kgf/cm2, 工作压力0.5 kgf/cm2。

3喷煤系统的特点

3.1制粉系统

(1) 煤粉制备设置两套制粉系统, 因石灰窑和球团厂的需要, 其中一套可为石灰窑和球团磨制全烟煤, 并单独设置一个煤粉仓和喷吹罐。

(2) 本系统中磨煤机热风进口管道上设置喷淋装置, 当磨煤机出口温度过高时, 采用喷水降温来代替兑冷风降温, 防止增加系统氧含量, 确保磨制烟煤安全可靠。

(3) 磨机入口、煤粉仓和收粉器上设置氮气灭火装置, 当温度过高或发生着火事故时, 可用来充氮降温和灭火。

(4) 系统中保留有传统灭火装置。

3.2烟气发生炉

由于场地较小, 烟气炉采用竖炉形式, 这样既节约用地, 又降低了成本。根据烟气炉内煤气与空气最佳燃烧比和烟气炉内温度要求, 通过煤气和空气流量设定可实现自动调节, 另该系统设置高温摄像装置, 对烟气炉进行实时监控。

3.3喷吹罐压力的自动调节技术

喷吹系统设置自动调节装置, 根据喷吹煤粉量的需要设定喷吹罐压力, 通过气动薄膜调节阀和自动放散阀调节实现罐压的稳定, 可实现自动喷吹。

3.4广喷和匀喷技术措施

采用单主管加分配器的喷吹形式, 三个喷吹罐并列布置, 一个喷吹, 一个等待, 一个装粉。煤粉的充分流态化、分配器的精度、分配器的位置设置以及保证支管的等阻损是实现广喷、匀喷的重要措施。

(1) 采用了喷吹罐底部流化措施, 可以消除喷吹罐出料时的脉动现象, 在出料口底部采用二次沸腾装置使输出煤粉得到了充分流化。

(2) 采用分配均匀的机械导流式分配器

(3) 分配器出口喷吹支管采用等径等长等阻技术, 使喷吹管路阻损基本达到相同, 从而使煤粉分配均匀性有了强有力的保证。

3.5喷吹罐称量系统精度控制方法

(1) 称重传感器采用板式称重传感器。

(2) 钟阀间的软连接使用刚度较小的软连接, 只实现两钟阀连接, 不产生弹性抗力, 同时能够接受额定范围内的上下法兰不同心, 使软连接上下法兰中心偏移在3 mm以内。

(3) 对罐体下部四周进行适当周向约束, 防止罐体倾斜偏转。

(4) 系统自校除去气体重量得到真实煤粉重量。

(5) 在总管上安装煤粉流量测量仪, 与喷吹罐称重装置互校。

3.6自动喷吹技术

本系统在喷吹管道上设置煤量调节阀和煤粉流量测量仪。煤量自动调节方法:保持罐体恒压, 调节煤量调节阀的开度大小;开始喷吹时系统自动设定一个调节阀门开启度和罐压。调整罐压等级, 使调节阀的调节开度在有效调节范围内。根据罐重差调节阀门开启度。根据喷吹浓度来调节喷吹、流化气流量。系统程序自动巡检计算并作出相应的修正调整。

4浓相输送技术

国内高炉的喷煤系统一般采用稀相输送方式, 通常气固比为5～10 kg (粉) /kg (气) , 输送能力低, 耗气量大。若要提高喷煤量, 必须扩大喷煤管直径, 在增加喷煤量的同时, 输煤管内的速度增加, 必会造成管道及设备的磨损问题, 易引起设备事故。为了克服上述缺点, 近年来国内外喷煤技术正向着提高喷煤量、增加固-气比的方向迅速发展。国内鞍钢、马钢等钢厂的高炉喷煤采用浓相输送技术, 固-气比达40 kg (煤粉) /kg (气) 。

煤粉浓相输送技术即采用高固气比 (≥40 kg/kg) 、低流速 (1～3 m/s) 输送煤粉的技术。由于输送参数的调节和控制方式的改变, 浓相输送技术具有许多特点: (1) 浓相输送所需的载气量小, 煤粉输送速度低, 既节省能源, 又减少了输粉管道及设备的磨损, 产生的静电小, 更有利于煤粉的安全输送。 (2) 浓相输送的粉气比高, 可维持在稀相输送时的3倍以上, 在喷吹量相同的情况下, 浓相输送既可减少鼓入高炉的冷输送气量, 有利于提高炉内温度, 降低焦比, 又提高了系统的喷吹能力。与稀相输送相比, 输送相同的煤粉量, 采用浓相输送其输送管道的截面积大为减少, 节省了材料和设备投资。

煤粉浓相输送技术具有降低投资、节约能源、检修维护量少、分配精度高、操作灵活、产生静电小、有利于安全喷吹烟煤及提高喷煤量等特点。

4.1采用烟气自循环技术

为便于制粉系统启动和停机的操作, 本系统采用部分烟气自循环技术, 即引用主排风机后30%～50%自循环废气和30%～50%的高炉热风炉废气加烟气炉高温废气混合气作为制粉干燥剂。该技术使整个工程投资额下降, 运行成本降低, 占地面积小, 在节约资金、土地、能源方面具有良好的社会效益。

4.2炉前自动补气技术

(1) 在分配器出口喷吹支管上设置煤粉流量探测仪, 即支管测堵仪, 采用德国SWR的流量探测仪。

(2) 在每个喷吹支管上安装补气管, 利用气动球阀控制。

(3) 当测堵仪测到支管堵塞时, 系统自动打开气动球阀补气。

4.3喷吹管道反吹技术

在喷吹管道沿途设置多个反吹装置, 当喷吹管道堵塞时, 依次打开吹扫阀, 将煤粉反吹至煤粉仓, 反吹气体使用氮气。

4.4喷吹罐余压利用技术

当喷吹罐煤粉喷吹完备后, 将该喷吹罐剩余高压气体充到另外一个待充喷吹罐中, 这样可以减小了喷吹罐泄压时对煤粉仓的冲击, 同时也实现了节能降耗。

5结束语

本喷煤系统具有占地面积小、投资省、能耗低、工艺先进合理等优点。系统中的设备基本立足于国内, 仅引进了少量的关键设备, 为推动大高炉喷煤的技术进步起到了积极的作用。

摘要：介绍了喷煤系统的工艺流程和主要设备, 分析了喷煤系统的主要特点。

高炉喷煤 篇5

江苏某钢厂高炉工程喷煤是2×1080m3高炉工程的一个子项目, 为提高铁产量、节焦降耗而开发的一个项目。在传统的生产过程中, 对高炉的喷吹的是粒状的煤, 喷吹效果差, 而且对煤质的要求比较高。在该工程中, 实现了对煤粉的喷吹, 大大节约了原料的成本, 并且实现了各个系统的连锁控制, 喷吹过程中罐压、喷吹量的PID调节, 也大大节约了人力, 实现了完全的自动控制。

1.1 烟气炉系统

系统为制粉系统提供干燥原煤和输送煤粉的干燥气, 干燥气为热风炉废气与烟气炉烟气的混合气体, 主要采用热风炉废气, 不足热量由烟气炉烟气补充。为了保证磨煤系统所需的一次风量31000-53800Nm3/h, 入口温度180-250℃的混合干燥气。热风炉废气与烟气炉烟气混合后, 经一台高温风机吸送至磨煤机用以干燥原煤和输送煤粉。为了保证磨煤系统所需的一定温度、一定流量的一次混合干燥气, 必须实现干燥气流量和温度的动态调节, 使出口温度处于规定值内, 并通过磨煤机出口温度变化情况进一步控制和调节磨煤机入口的热风炉废气调节阀的开度。

1.2 制粉系统

制粉系统主要包括给煤机系统、磨煤机系统、稀油站系统、布袋收尘器系统、主引风机系统、螺旋输送机系统。其中给煤机可以从上位机控制, 也可以从设备带来的PC控制。

1.3 喷吹系统

喷吹系统主要是及时向高炉输送煤粉, 每座高炉都设计有两个喷吹罐, 细煤粉利用自重从煤粉仓落到喷吹罐中, 并用氮气充压。当一个喷吹罐装满煤粉并充压到压力设定值后, 即准备喷煤 (作为待用罐) ;当另一个正在喷吹的喷吹罐 (操作罐) 一旦喷空时, 待用罐就与煤粉输送管道接通, 在一个短暂的过渡时间后, 喷空的操作罐开始卸压, 装煤粉和再充压的另一个循环。通过程序控制实现了自动倒罐的过程, 补压自动控制, 补气自动控制, 自动喷吹控制, 空压包氮压包自动压力控制, 高温时自动充氮降温, 故障时可实现安全联锁保护。

2 系统配置

该控制系统采用WINCC画面监控软件和STEP7编程软件对所有设备进行计算机监控和自动控制, 主要实现了生产工艺设备的自动/手动启停及联锁保护、工艺数据的自动采集和处理、PID回路的自动调节、工艺画面动态显示、历史和实时趋势显示纪录、紧急停喷报警等功能。该系统由烟气炉、原煤储运、制粉、喷吹四部分组成, 其中原煤储运、烟气炉、制粉有一套PLC系统, AB罐喷吹一套单独的PLC系统。该工程采用西门子系列可编程控制器, 西门子系统是具有快速处理能力的专用计算机系统, 是模块化、可扩展的体系结构, 是用于工业和制造过程实时控制, 具有体积小、内存大、处理速度快、组态灵活和便利用户支持的特点, 在支持新技术的同时, 提高了性能价格比。运用STEP7软件对PLC系统组态编程, STEP7即可以进行复杂的仪控, 又可以进行常规的电气控制。

每个控制系统通过以太网进行数据传输和现场设备的控制。共设在同一个个控制室, 两台上位机, 各上位机之间通过交换机互联, 其中由于原煤储运控制室距另外的控制室较远, 为确保数据传输的准确性, 两台交换机通过光纤介质互联, 其他上位机及PLC之间通过双绞线互联。高压变频监控站通过MB+网控制变频器的频率。该网络结构有两种方式可以为将来与高炉联网做准备, 一是交换机预留光纤口, 通过光纤与高炉进行数据通讯;一是通过CPU上的MB+口进行数据通讯, 为以后的高炉联网打下坚实的基础, 实现数据的透明化, 具有不肯比拟的优越性。

3 控制策略

3.1 安全性

由于煤粉是易燃易爆物品, 因而在煤粉的生产、运输、喷吹的整个过程中, 都要保证各环节的安全可靠性。主要是在全过程监测、控制煤粉的温度和粉尘中氧含量, 在开、停机时进行消防充氮。

3.2 参数控制强调重点

从经济性和实用性出发, 参数量控制只要抓住几个关键点即可。一是控制磨煤机的给煤量和入磨一次风量使风煤比协调, 二是根据高炉生产要求控制喷吹率。

3.3 逻辑联锁简繁适度

若逻辑联锁比较复杂的话, 实际运行中因电气接点的故障而影响系统自动运行的概率增大, 尤其是因瞬间干扰而停机。因此要根据实际情况使逻辑联锁能简而不繁。

3.4 注意系统的易操作性和易维护性

制粉和喷吹的操作分别在各自的操作站上进行, 操作画面丰富、易操作, 对引起停机的故障进行跟踪记忆, 在画面上显示, 以便迅速排查处理。

4 控制调节

4.1 过程参数的调节

生产过程中重要的参数均能随时进行调节, 通过PID回路控制, 使之维持在设定值左右, 所有的PID回路都可以进行PV跟踪, 无扰动切换。所有进行监视和调节的参数, 我们均可在工艺画面中显示出来, 使操作人员易于观察和调节。调节回路有三种工作方式:自动, 半自动, 手动。自动:由PLC自动调节阀门开度。半自动:由操作人员直接在画面上调节阀门开度。手动:由操作人员用手操器操作阀门开度, 画面上跟踪此阀门开度

4.2 喷吹罐罐压自动调节

为了保证喷吹量的稳定, 须保持喷吹罐内压力的稳定。通过调节补压调节阀的开度可保持罐压在设定值。该调节可完全由PLC根据设定值, 反馈值进行PID运算后输出调节值。

4.3 喷吹量自动控制

在一定的喷吹压力下稳定流化氮气量, 压缩空气补气量的变化改变输煤阻力和固气比, 此功能只需人工设定喷吹率设定值和罐压, 喷吹率调节是通过调节补气调节阀来调节, 补气调节阀根据采样数据, 将设定喷吹率与实际喷吹率相比较, 当设定值〉实际值时, 将阀位开大, 当设定值〈实际值时, 将阀位开小。为了提高喷吹率, 在工艺上采用了流化罐装置, 这对于控制喷吹率是有帮助的。自动控制程序框图如图1。

4.4 自动倒罐

为保障高炉喷吹制粉的连续进行, 每座高炉用两个喷吹罐, 当一个罐喷吹制粉时, 另一个罐做准备工作待用, 两罐的工作转换自动进行。

5 生产后的效果

该系统已经进行了近一年的使用, 降低了对原料的要求, 从而降低了生产的成本。在生产过程中增加了自动控制的集成程度, 实现了自动加压、卸压、喷吹和倒罐的控制, 提高了该生产阶段产品的配比精度, 达到了预期的效果。

参考文献

高炉喷煤 篇6

宝钢梅山炼铁厂4#高炉喷煤制粉系统于2009年5月12日投产。煤粉水份控制是以SWR微波固体水份仪M-Sens为检测元件,以此作为温度闭环控制条件的方式来实现精确控制煤粉水份的目的。PLC控制系统采用美国AB公司的Control Logix L63 系列产品,以燃烧炉温度调节来实现煤粉水份的自动控制。下面主要针对整套煤粉水份仪的工作原理及控制理论进行研究和分析。

2 研究技术背景

高炉喷煤是将含水份10%左右、粒度50 mm左右的原煤加入到制粉系统的磨煤机进行研磨、烘干,生成含水份1%~2%的合格煤粉,经布袋收尘器收集,通过布袋收尘器的下灰管加入煤粉仓,收集在煤粉仓内的合格煤粉经过喷吹系统连续、均匀地喷入高炉风口,满足高炉冶炼的需求;制粉系统生产出来的合格煤粉是喷吹系统连续、均匀喷煤的前提,而煤粉的含水高低是煤粉合格的一项重要指标,煤粉水份的控制与原煤水份、磨煤机的出口温度高低直接相关,由于原煤水份存在不确定性,只能通过调整磨煤机的出口温度来确保煤粉水份合格。磨煤机出口温度过高,不利于制粉系统的安全生产,甚至可能造成火灾,而温度过低会造成煤粉的水份过高,这样既影响喷吹的效果也影响高炉的炉况,所以煤粉的实际含水量的准确性和及时性显得尤为重要。检测煤粉水份的方法有2 种:一种是离线检测,将制粉系统生产的煤粉取出来,送化验室进行分析,这样得出的数值具有滞后性,无法得出日常生产过程中煤粉水份实时的真实数据,此外送检后的煤粉外排还存在环境污染问题;另一种是在线仪表检测,这样能够实时反映煤粉水份的数据,通过及时调整制粉系统的工况确保煤粉实时水份始终处于合格状态。目前物料的在线检测仪有中子水份仪、红外水份仪等;但中子水份仪是采用中子辐射源发射中子,会对周围环境,尤其会对现场的操作以及调试的人员产生一定的伤害;同时因为物料生产环境中含有二氧化碳等气体介质,这些气体会吸收红外线,从而影响红外水份仪测量的准确性。我们采用的是微波水份仪,能够保证现场人员安全,同时保证水份数据的真实、可靠,它为制粉系统实现智能操作及系统安全生产创造了条件。

3 水份仪系统的组成及工作原理

水份仪的组成如图1 所示,主要由标准安装法兰、传感器MMS(带3 m连接线)、中央处理单元MME100、连接传感器和中央处理单元的MMC-Box接线盒组成,中央处理单元MME100 将传感器MMS检测的信号经过计算将煤粉水份以4~20 m A标准信号直接送到PLC控制系统的模拟量输入模块,通过PLC对其进行数据采集、显示。PLC通过对干燥炉煤气调节阀的PID调节器自动调节,实现磨煤机出口温度的控制,从而达到对煤粉水份控制的目的。

当微波入射到物体表面时,就会如图2 所示那样在物料表面产生散射,由于散射的微波载有关于反射物体的频域、时域、相位以及极化信息。这些信息能够完整地反映物体的各种特征(颗粒大小、速度、水份、距离等)。微波固体水份测量仪主要是基于一个安装在不锈钢法兰外壳里外置的共振器工作原理而设计的。通过共振器在测量面表面厚度50 mm、直径100 mm的圆柱形区域里形成均匀的微波测量场,当物料均匀的经过测量区域,会削弱此测量场的能量。这样传感器就可以给出一个信号,该信号与物料的多少,以及物料被极化的难易程度成一定的比例关系,从而可以得到所需要的水份值,它适用于测量物料表面的活性水份。

煤粉含水率指水在煤粉两相混合流体中所占的质量分数,基本理论计算公式为

式中:ηw为煤粉含水率;mw为煤粉含水质量;m0为煤粉质量。

实际计算公式为

式中:ρw,ρ0分别为纯水和纯煤粉的密度;εw′,εw″,ε0″,ε0′,ε′,ε″分别为纯水、纯煤粉、煤粉与水混合物复介电常数的储能因子和损耗因子。

测量传感器的视窗由一块陶瓷平面构成,为了提高视窗表面的耐磨损和耐压值还在传感器的陶瓷表面上安装1块厚度不超过30 mm的塑料材料。工业级准确度±0.1%,采用316L不锈钢外壳和99.99%高纯度Al2O3 陶瓷测量面,防腐耐磨。传感器和转换器可以采用mod⁃Bus(通讯总线)进行远距离数字通讯,高可靠性和高抗干扰。转换单元采用32 位工业级CPU,高速测量、运算,每秒采样25次水份值对于在线测量固体物料的微量水份,可以实现0.01%~0.05%的固体水份精度测量。

4 水份仪控制系统存在的问题及解决措施

4.1 存在问题

4#高炉喷煤系统投产开始阶段,水份仪经常出现“死机”的现象,根据曲线观察情况看也有“振荡”现象的发生。由于该品牌的水份仪没有在喷煤系统使用的相关业绩,也没有同类高炉的使用在线水份仪检测煤粉水份的先例,只能靠技术人员一点点的研究和摸索。

4.2 解决措施

4.2.1 水冷冷却

经过对水份仪长时间跟踪观察发现,煤粉的温度对水份仪有较大影响,死机的原因就是因为煤粉温度过高,有时甚至达到85 ℃以上,而煤粉水份仪最高能承受的温度是60 ℃,超过后就会发生死机的现象,甚至会造成传感器的损坏,而煤粉的温度低于75 ℃是不允许的,所以只能从水份仪的自身来研究如何冷却。在工业企业中冷却通常只有2种:一是氮气冷却,二是通水冷却。喷煤系统使用了大量的氮气,但是由于水份仪需要在测量面表面形成厚度50 mm的煤粉才可以正常测量煤粉水份,如果通过氮气吹扫就变得很难实现,同时氮气的成本很高。那么只能采用水冷的方式,根据水份仪传感器的形状,制作一个专用的水冷套,将带冷却水套的水份仪传感器安装在制粉系统布袋收尘器的煤粉管道上,通过数据线将水份仪数据处理单元与水份仪传感器相连接;冷却水套的进、出口分别安装冷却水阀门,冷却水箱内的冷却水经过循环水泵由冷却水进水管道及冷却水套,再由冷却水出水管道返回后冷却水箱中,从而使得水份仪传感器一直处于冷却状态,冷却水本身通过自然冷却就可以满足其温度要求,只要每月补充2 kg水就足够了,运行成本极低,完全避免因煤粉温度过高引起水份仪传感器“死机”现象发生。

4.2.2 信号滤波

由于在喷煤区域存在着较大的信号干扰源,9 台高压电机和6 台变频器。这对煤粉水份信号有较大程度的干扰,尽管已经采用了屏蔽电缆和单独电缆桥架走线,但是还有信号振荡的情况。这是由于电路内部的噪声和外部的干扰信号导致放大后的信号中夹杂着其他的信号,严重时会淹没放大信号本身,导致无法对信号进行识别和应用。滤波是从模拟信号中消除无用信号的重要手段。经过几次摸索,采用两种方法同时对信号进行滤波,首先在信号隔离器上增加0.01 μF电容器,对信号进行滤波。其次在PLC系统上的水份仪的模拟信号通道采样时间做出修改,由原来的40 ms改为160 ms,该数据是根据PLC系统的NUT(系统的取样周期)时间为5 ms,为了使系统高效匹配,要求每个通道的取样时间是系统NUT时间的2n的整数倍计算出来。以此来减少取样的频次,进而使信号更加平缓,满足现场的使用要求,更重要的是可以使调节系统能够平稳调节,而不是使调节阀跟着信号振荡。通过这两种方式滤波前后效果如图3、图4所示。

5 结论

水份仪检测装置在喷煤系统投用以来,其测量准确、性能可靠及控制合理的优越性已充分显示,煤粉水份的控制是通过调整磨煤机的出口温度来确保煤粉水份合格,有效地保证了煤粉的质量,煤粉水份的精确控制是高炉的高煤比炼铁的必要条件之一,梅钢4#高炉的煤比水平由2009年的每炼1 t铁耗煤120.7 kg,提高到2010年的140.2kg,根据煤粉与焦炭热量换算之比大约为0.8∶1,这就相当于吨铁节约焦炭15.6 kg,很大程度地降低了焦炭的使用量,根据市场的焦炭和煤的价格计算,如果按该水份仪的精确控制贡献系数为10%计算,一年的经济效益可以达到150 万元。目前对于系统维护、检修、标定的相关技术已经非常成熟,在实际应用者中得到充分的认可。

摘要：喷煤制粉在线检测煤粉水份并参与控制在国内非常少见,梅钢4#高炉的煤粉水份控制是以SWR微波固体水份仪M-Sens为检测元件,以此作为温度闭环控制条件,达到精确控制煤粉水份的目的。重点阐述水份仪系统的组成、工作原理,和这套系统实际使用过程中遇到的问题及解决方法,以及如何通过煤粉水份检测来实现高炉煤粉水份的稳定控制。

高炉喷煤 篇7

高炉喷煤是指从高炉风口向炉内直接喷吹磨细的无烟煤粉或烟煤粉或这两者的混合煤粉, 以替代焦炭起提供热量和还原剂的作用, 从而降低焦比、降低生铁成本。在高炉生产中起重要作用的喷煤系统对安全要求很高, 如果在磨煤机、煤粉仓或布袋内CO和O2的含量达到一定的浓度, 就容易发生燃烧。所以分析测量其气体成分含量显得越来越重要。

1LGA-3100半导体激光气体分析仪工作原理

LGA-3100激光气体分析仪是一种半导体激光吸收光谱 (DLAS) 气体分析测量仪器, 其工作原理是利用激光能量被气体分子“选频”吸收形成吸收光谱的原理来测量气体浓度, 如图1所示。由半导体激光器发射出特定波长的激光束 (仅能被被测气体吸收) 穿过被测气体时, 激光强度的衰减与被测气体的浓度成一定的函数关系。因此, 通过测量激光强度衰减信息就可以分析获得被测气体的浓度。

1.1 “单线光谱”测量技术

气体“单线光谱”测量技术是指通过测量被测气体某一特定吸收谱线来实现气体测量。首先, 通过对被测气体吸收光谱的分析, 选择某一位于特定波长的吸收光谱线, 使得在所选吸收谱线波长附近无测量环境中其他气体组分的吸收谱线, 以避免这些气体组分对该被测气体的交叉吸收干涉 (红外光谱仪器使用的光源谱宽非常宽, 通常无法避免其他气体的交叉吸收干扰) 。然后, 通过调节激光器的温度和驱动电流, 将激光器的激光束波长调整对应到此吸收谱线波长处。测量时通过改变半导体激光器工作电流来改变半导体激光波长, 从而使激光波长扫描过选择的吸收谱线, 见图2。由图2可知, 半导体激光的谱宽非常窄, 比吸收谱线的谱宽要小的多。

1.2激光频率扫描技术

LGA-3100激光气体分析仪通过调制激光频率使之周期性地扫描被测气体吸收谱线, 激光频率的扫描范围被设置成大于被测气体吸收谱线的宽度, 从而在一次频率扫描范围中包含有不被气体吸收谱线衰减的图2中的“Ⅰ”区和被气体吸收谱线衰减的“Ⅱ”区。从“Ⅰ”区得到的测量信号可以获得粉尘和视窗的透光率Td, 从“Ⅱ”区得到的测量信号可以获得粉尘和视窗以及被测气体的总透光率Tgd=Td·Tg。因此, 激光现场在线气体分析系统通过在一个激光频率扫描周期内对“Ⅰ”, “Ⅱ”两区的同时测量可以准确获得被测气体的透光率Tg=Tgd/Td, 从而自动修正粉尘和视窗污染产生的光强衰减对气体测量浓度的影响。

1.3谱线展宽自动修正技术

在气体温度和压力发生变化时, 被测气体谱线的展宽及高度会发生相应的变化, 从而影响测量的准确性。通过输入4～20 mA方式的温度和压力信号, LGA-3100激光气体分析仪能自动修正温度和压力变化对气体浓度测量的影响, 从而保证了测量数据的精确性。

2LGA-3100半导体激光气体分析仪结构特点

LGA-3100系统的测量探头由发射单元和接收单元组成 (见图3) , 具备了光谱分析、人机交互、正压控制、数据通讯等多项功能, 现场安装和维护简便可靠性好。

3激光气体分析仪检测点分布

3.1江苏苏钢集团有限公司450 m3高炉喷煤系统工艺流程

江苏苏钢集团有限公司 (以下简称“苏钢”) 450 m3高炉喷煤系统工艺流程见图4, 5。原煤由供配煤系统送入原煤仓, 再由电子给煤机给入中速磨煤机, 煤在磨煤机中同时进行干燥和研磨, 使煤粉细度小于200目, 煤粉含水率小于1%。合格的煤粉吸入布袋除尘器落入煤粉仓中, 以满足喷吹用煤量。通过布袋除尘器过滤后达到国家排放标准的气体排入大气。制粉系统为负压操作, 干燥所用介质主要是热风炉废气和加热炉产生的烟气, 干燥气温为240～350°C, 制粉系统磨煤量为16 t/h。入磨煤机烟气量50 000～55 000 m3/h, 入磨烟气温度200～350°C (正常温度240 °C, 预热炉由100～150°C逐渐升高) , 入磨烟气压力～500Pa, 磨机入口含O2量<8% (正常3%～6%) 。

3.2激光气体分析仪工艺要求

激光气体分析仪在高炉喷煤系统的检测点如图6所示。

(1) LGA-3100半导体激光气体分析仪在磨煤机入口检测点1管道中O2, 工艺要求:O2含量<8%。

(2) LGA-3100半导体激光气体分析仪在布袋收尘出口检测点2管道中O2, 工艺要求:O2含量<8%。

(3) LGA-4500半导体激光气体分析仪在煤粉仓检测点3中, 工艺要求:CO含量<200×10-6。

4激光分析仪常见问题及维护

激光气体分析仪内部电子元器件老化, 系统参数将会缓慢漂移, 影响测量准确性, 因此需要对分析系统进行周期性的标定。由于激光气体分析仪采用半导体激光吸收光谱 (DLAS) 技术, 其对粉尘干扰、激光光强变化等因素都有良好的遏制作用, 与传统的红外分析仪器相比, 它具有非常长 (半年以上) 的标定周期。

解决措施:

(1) 对激光气体分析仪进行离线调零, 用标准气体进行标定, 可解决中速磨入口、布袋出口氧气含量检测不准、实际测量值偏低的问题。

(2) 在煤粉仓1, 2各安装采样探头, 对煤粉仓中CO浓度进行在线测量, 在探头上加装氮气反吹装置探头, 解决了探头灰尘积垢对测量参数不准的问题。

(3) 在线测量过程中, 进行一定温度和压力补偿设置, 可以提高参数测量精度。

(4) 透光片运用7°倾斜, 有效缓解管道气体正面的影响。定期清洗光学元件、优化光路, 提高透过率和在线测量参数精确度。

(5) 吹扫气体采用惰性气体氮气、对氮气进行必要干燥, 保证吹扫过程正常进行, 确保参数精确。

5结束语