來源：市場資訊

（來源：中國煉鐵網(wǎng)）

郭立濤 李傳永

（山東泰山鋼鐵集團(tuán)有限公司煉鐵部）

摘 要 高爐噴煤系統(tǒng)是組成煉鐵生產(chǎn)工藝流程的重要一環(huán)，給定噴煤量后，通過人工操作罐壓、流化、補(bǔ)氣量等，調(diào)整所需煤量，但噴吹速率波動(dòng)較大，煤粉沒有達(dá)到均勻噴吹目的。通過研究噴吹系統(tǒng)現(xiàn)狀，實(shí)施一鍵智能噴吹改造，實(shí)現(xiàn)均勻噴吹目的，用以解決噴吹過程中連續(xù)性、穩(wěn)定性、波動(dòng)等問題，為高爐爐況穩(wěn)定順行打好基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞 一鍵操作 均勻噴吹 噴吹速率 小時(shí)噴煤量

1 前言

高爐噴吹煤粉是從高爐風(fēng)口向爐內(nèi)直接噴吹磨細(xì)了的煤粉，以替代焦炭起提供熱量和還原劑的作用，從而降低焦比，降低生鐵成本；這是現(xiàn)代高爐冶煉的一項(xiàng)重大技術(shù)革命。

高爐給定噴煤量后，通過操作罐壓、流化、補(bǔ)氣量等操作進(jìn)行噴煤，噴吹效果主要依賴于操作人員的技術(shù)水平；從效果看噴煤量是達(dá)到了高爐的要求，但是有時(shí)候噴吹率波動(dòng)較大，煤粉沒有達(dá)到均勻噴吹，并且為了防止管路堵塞加大罐壓等操作，增加了氣量消耗。

高爐對噴煤生產(chǎn)過程的連續(xù)性、穩(wěn)定性要求很高，這就要求噴煤的生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)較高水平的自動(dòng)化控制，消除因外界因素產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差，滿足高爐穩(wěn)定運(yùn)行的生產(chǎn)需求。

2 噴煤生產(chǎn)工藝流程

噴煤系統(tǒng)主要生產(chǎn)流程：各種進(jìn)廠煙煤、無煙煤、蘭炭等卸至煤場，經(jīng)抓斗行車抓到五個(gè)料倉；焦化除塵灰使用罐車直接打入1個(gè)封閉式料倉中，使用料倉下部的六臺(tái)配料秤，按照一定配比將所需原料通過M1、M2皮帶機(jī)輸送到M3皮帶機(jī)，M3皮帶機(jī)為可逆式往返皮帶，可分別向1#、2#原煤倉輸送原煤，1#、2#原煤倉下部為密閉給煤機(jī)，原煤經(jīng)計(jì)量后分別進(jìn)入1#、2#中速磨，同時(shí)升溫爐產(chǎn)生的高溫?zé)釟馀c抽取熱風(fēng)爐低溫廢氣混合后的合格氣體一并進(jìn)入中速磨，原煤經(jīng)過中速磨烘干、碾壓、分離，研磨制出合格的煤粉，被主排煙風(fēng)機(jī)抽到脈沖袋式收塵器中，收集輸送到煤粉倉中，煤粉倉下設(shè)有4個(gè)噴吹罐，煤粉進(jìn)入噴吹罐后經(jīng)過充壓、流化、助推，經(jīng)煤粉總管輸送到兩高爐分配器中，由高爐風(fēng)口噴入高爐中。其中1#、2#噴吹罐對應(yīng)2#高爐煤粉主管道，3#、4#噴吹罐對應(yīng)1#高爐煤粉主管道，兩個(gè)噴吹罐實(shí)現(xiàn)并罐噴吹，連續(xù)不斷向高爐噴吹煤粉。工藝流程圖見圖1。

3 噴吹系統(tǒng)生產(chǎn)現(xiàn)狀

3.1 噴吹系統(tǒng)現(xiàn)狀

我廠現(xiàn)噴吹系統(tǒng)是單管路、雙罐并列式、上出料方式，調(diào)節(jié)煤量方式主要是調(diào)節(jié)流化流量，二次補(bǔ)氣流量和罐壓來實(shí)現(xiàn)，噴吹工根據(jù)高爐煤量要求來手動(dòng)調(diào)節(jié)，存在調(diào)節(jié)后噴吹速度穩(wěn)定率慢，需觀察一段時(shí)間后再根據(jù)噴煤速度的大小來調(diào)整，使噴煤瞬時(shí)流量忽高忽低，波動(dòng)大時(shí)在15t左右，瞬時(shí)噴吹速率的巨大波動(dòng)必然導(dǎo)致煤粉燃燒率的降低，增加能耗。噴吹系統(tǒng)使用雙罐并列式噴吹，一個(gè)噴吹罐噴吹煤粉，另一個(gè)噴吹罐貯煤，兩個(gè)罐交替使用，當(dāng)一個(gè)罐煤粉噴完需導(dǎo)另一個(gè)噴吹罐噴煤時(shí)，中間需有瞬間停煤時(shí)間，需3—6分鐘后才能穩(wěn)定，此時(shí)吹向高爐的只有壓縮空氣，增加能耗，并且剛換罐完成時(shí)噴煤速率波動(dòng)劇烈，對煤粉燃燒率影響較大。噴煤所有過程由人工操作，一方面操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度大，另一方面由于操作人員的操作水平存在差異，不但噴煤過程中的氣體消耗波動(dòng)大，高爐噴煤量的滿足率難以保證。高爐對煤粉噴吹的連續(xù)性、穩(wěn)定性要求高的現(xiàn)狀，當(dāng)前，煉鐵廠高爐噴吹煤粉已不適應(yīng)高爐精細(xì)化生產(chǎn)要求。

3.2 噴吹系統(tǒng)采用的先進(jìn)生產(chǎn)工藝

3.2.1 直接噴吹技術(shù)

即制粉、輸送、噴吹三位一體，其優(yōu)點(diǎn)：簡化工藝流程，減少工程投資，減少噴吹煤粉的中間環(huán)節(jié)，最大可能減少煤粉易燃易爆的不安全因素。

3.2.2 并罐式噴吹技術(shù)

即兩臺(tái)噴吹罐并列布置，一臺(tái)噴吹罐噴吹煤粉，另外一臺(tái)噴吹罐儲(chǔ)煤待噴，兩臺(tái)噴吹罐循環(huán)倒用連續(xù)噴吹，避免倒罐過程中給高爐短暫停煤。

3.2.3 單管路噴吹

即由噴吹罐到高爐輸送的煤粉，僅通過一條管線，單管路噴吹能夠達(dá)到噴吹煤粉均勻性，適應(yīng)煙煤、無煙煤混合噴吹，設(shè)備設(shè)施少、能耗低。

3.2.4 噴吹罐上出料方式噴吹

煤粉通過噴吹罐罐底硫化板經(jīng)氮?dú)饬骰?、沸騰后，從流化板上部噴吹煤粉，實(shí)現(xiàn)出料順暢，不易產(chǎn)生積粉，可進(jìn)行濃相輸送煤粉。

3.3 噴吹系統(tǒng)存在的問題

（1）高爐要求煤量，每小時(shí)內(nèi)的設(shè)定值變化頻繁，人工調(diào)整，線性跟蹤又不及時(shí)，造成設(shè)定值與實(shí)際值偏差超出標(biāo)準(zhǔn)。

（2）倒罐期間，有短暫停噴時(shí)間，重新噴吹時(shí)波動(dòng)較大。

（3）噴煤速率波動(dòng)大，煤粉燃耗率降低增大能耗，易引起爐內(nèi)壓力波動(dòng)。

（4）流化不用調(diào)節(jié)閥，煤量變化時(shí)，沒法達(dá)到精確控制。

4 改造方案及實(shí)現(xiàn)目標(biāo)

4.1 改造方案

經(jīng)過對工藝管線排查，以及對具體噴煤操作過程的摸索，計(jì)劃實(shí)施一鍵智能噴吹項(xiàng)目，主要改造內(nèi)容包括：

（1）噴吹主管增加V型陶瓷煤流調(diào)節(jié)閥及三次助吹裝置、儀表等；

（2）兩個(gè)并罐噴吹的噴吹罐頂部增加均壓控制裝置、儀表等；

（3）增加PLC相關(guān)控制模塊、智能均勻噴吹軟件控制模型的開發(fā)等；

（4）一鍵智能均勻噴吹軟件的編程及調(diào)試工作等；

（5）噴吹系統(tǒng)各工藝參數(shù)優(yōu)化及崗位操作的調(diào)試等。

4.2 改造實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)

（1）實(shí)現(xiàn)一鍵操作：操作人員根據(jù)高爐要求輸入噴煤量，系統(tǒng)自動(dòng)完成。

（2）噴煤瞬時(shí)速率穩(wěn)定運(yùn)行誤差控制在±1.5t/h范圍內(nèi)，小時(shí)噴煤量累計(jì)值與設(shè)定值的穩(wěn)定運(yùn)行誤差小于150kg。

（3）實(shí)現(xiàn)噴煤濃相輸送，固氣比達(dá)到30～60kg/kg。

（4）實(shí)現(xiàn)噴煤“一鍵均勻噴吹”后，能夠有應(yīng)急通道，智能均勻噴吹系統(tǒng)如出現(xiàn)故障時(shí)，能自動(dòng)報(bào)警，并立即切換至手動(dòng)操作。

（5）實(shí)現(xiàn)倒罐不斷煤，高爐噴煤穩(wěn)定有序，使高爐操作數(shù)據(jù)穩(wěn)定可控范圍以內(nèi)，排除因噴煤不穩(wěn)定、斷煤、空吹等因素影響高爐順行等。

（6）提煤量防堵管，優(yōu)化了噴煤工藝參數(shù)提高噴煤量，均勻噴吹大幅降低了分配器支管的堵塞。

（7）穩(wěn)定熱風(fēng)壓力，避免了噴吹主管壓力的波動(dòng)，消除噴吹系統(tǒng)對高爐熱風(fēng)壓力波動(dòng)的影響。

5 改造實(shí)施過程及效果

5.1 噴吹罐管道改造

高爐正常噴煤時(shí)，將并罐噴吹的兩個(gè)噴吹罐上部管道進(jìn)行改造，增加噴吹罐氮?dú)饩鶋合到y(tǒng)閥門組。

5.2 噴煤主管道系統(tǒng)改造

（1） 高爐正常噴煤時(shí)，敷設(shè)三次補(bǔ)氣閥管道；

（2） 利用高爐計(jì)劃檢修時(shí)間，對噴煤主管道割斷，安裝V型陶瓷煤流調(diào)節(jié)閥、三次補(bǔ)氣閥；

5.3 噴吹系統(tǒng)調(diào)試

高爐正常噴煤時(shí)，對一鍵式均勻噴吹系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，根據(jù)調(diào)試參數(shù)變化情況，多次修改控制程序，使噴吹速率波動(dòng)值控制在標(biāo)準(zhǔn)值內(nèi)。

5.4 改造實(shí)施效果

一鍵式均勻噴吹系統(tǒng)改造完成，經(jīng)調(diào)試合格后，噴煤瞬時(shí)速率穩(wěn)定運(yùn)行誤差控制在±1.0t/h范圍內(nèi)，小時(shí)噴煤量累計(jì)值與設(shè)定值的穩(wěn)定運(yùn)行誤差小于100kg，實(shí)現(xiàn)了改造目標(biāo)。

6 結(jié)語

實(shí)施一鍵式均勻噴吹系統(tǒng)改造后，崗位工操作實(shí)現(xiàn)了全智能化，根據(jù)高爐需求煤量要求，在給定噴煤量設(shè)定后，通過噴吹、放散、裝罐、充壓、補(bǔ)壓、均壓、調(diào)節(jié)、三次補(bǔ)氣、倒罐等工序，實(shí)現(xiàn)全過程自動(dòng)控制，噴吹速率波動(dòng)減少，小時(shí)累計(jì)噴煤量誤差減少，為高爐穩(wěn)定順行打好基礎(chǔ)。