高炉喷吹煤粉常见问题汇总

日期:2016年11月03日/ 人气: /编辑:房森 /来源:本站原创


1. 什么是高炉喷吹煤粉?
现在高炉冶炼需用焦炭,它在高炉中的作用是提供冶炼过程需要的热量;还原铁矿石需要的还原剂;以及维持高炉料柱(特别是软熔带及其以下部位)透气性的骨架。高炉喷吹煤粉是从高炉风口向炉内直接喷吹磨细了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,它是现代高炉冶炼的一项重大技术革命。
2. 高炉喷吹煤粉有哪些重要意义?
高炉喷煤对现代高炉炼铁技术来说是具有革命性的重大措施。它是高炉炼铁能否与其他炼铁方法竞争,继续生存和发展的关键技术,其意义具体表现为:
(1) 以价格低廉的煤粉部分替代价格昂贵而日趋匮乏的冶金焦炭,使高炉炼铁焦比降低,生铁成本下降;
(2) 喷煤是调剂炉况热制度的有效手段;
(3) 喷吹煤粉可改善高炉炉缸工作状态,使高炉稳定顺行;
(4) 喷吹的煤粉在风口前气化燃烧会降低理论燃烧温度,为维持高炉冶炼所必需的t理,需要补偿,这就为高炉使用高风温和富氧鼓风创造了条件;
(5) 喷吹煤粉气化过程中放出比焦炭多的氢气,提高了煤气的还原能力和穿透扩散能力,有利于矿石还原和高炉操作指标的改善;
(6) 喷吹煤粉替代部分冶金焦炭,既缓和了焦煤的需求,也减少了炼焦设施,可节约基建投资,尤其是部分运转时间已达30年需要大修的焦炉,由于以煤粉替代焦炭而减少焦炭需求量,需大修的焦炉可停产而废弃;
(7) 喷煤粉代替焦炭,减少焦炉座数和生产的焦炭量,从而可降低炼焦生产对环境的污染。
3. 高炉喷吹的煤属于哪类煤?
高炉喷吹煤粉是用来代替焦炭的,所以它用的煤是属于非粘性煤,也就是非炼焦煤。喷吹用煤在煤的分类中属于无烟煤、烟煤中的贫煤、不粘煤、长焰煤以及褐煤。
4. 什么是煤的挥发分?
煤在限定条件下隔绝空气加热后,挥发性有机物质的产率称为挥发分。
5. 什么是煤的固定碳含量?
煤的固定碳就是测定挥发分后残留下来的有机物质的产率。
6. 什么叫煤的可磨性和可磨性指数?
   煤的可磨性是指煤研磨成粉的难易程度。
   某一种煤的可磨性指数是将此种煤磨碎到与标准煤同一细度所消耗电能的比值。
7. 什么是煤的着火温度?
在有氧化剂(空气)和煤共存的条件下,把煤加热到开始燃烧的温度叫煤的燃点,也叫煤的着火温度。
8. 煤氧化与自然对煤质有哪些影响?
煤的氧化和自然都使煤的灰分升高,固定碳下降,煤的发热值下降,降低了煤的质量。
9. 可燃粉尘爆燃的必要条件有哪些?
(1) 可燃粉尘浓度处于爆炸下限与爆炸上限之间的爆炸区;
(2) 有足够氧化剂支持燃烧;
(3) 有足够能量的点火源点燃粉尘;
(4) 粉尘处于分散悬浮状态;
(5) 可燃粉尘云处于定容空间内。
10. 高炉喷煤对煤的性能有何要求?
高炉喷吹用煤应能满足高炉冶炼工艺要求和对提高喷吹量和置换比有利,以便替代更多的焦炭。
(1) 煤的灰分越低越好,灰分含量应与使用的焦炭灰分相同,一般要求A<15%.
(2) 硫含量越低越好,煤的含硫量应与使用的焦炭含硫量相同,一般要求S<1.0%。
(3) 胶质层越薄越好,Y<10mm,以免在喷吹过程中结焦,堵塞喷枪和风口影响喷吹和高炉正常生产。
(4) 煤的可磨性好,高炉喷煤需要将煤磨到一定细度,例如—200目达到65%~85%,可磨性好,则制粉消耗的电能就少,可降低喷吹费用。
(5) 煤的燃烧性能能好,即其着火温度低,反应性强等,这可以使喷入高炉的煤粉能在有限空间和时间内尽可能多地气化,少量未及气化的煤粉也因反应性好而与高炉煤气中的CO2和H2O反应而气化,不给高炉冶炼带来麻烦。另外燃烧性能好的煤也可以磨得粗一些,即—200目占的比例少一些,这为降低磨煤能耗和费用提供了条件。
(6) 煤的发热值越高越好,喷入高炉的煤粉是以其放出的热量和形成的还原剂CO、H2来代替焦炭在高炉内提供热源和还原剂。因此煤的发热值越高,在高炉内放出热量越多,置换的焦炭量也越多。
11. 为什么高炉喷吹的煤以配成混合煤好?
对喷吹煤的性能要求来对照生产用的各种煤,则可以发现任何一种煤都不能达到全部要求,只能满足其中的1~3项,另外各种煤源由于产地远近、开采方法、运输方式等不同,其单位价格也不相同,为了获得较全面的喷吹和经济效果,应利用配煤来达到:
(1) 磨煤机台时产量趋近理想的经济产量;
(2) 提高煤粉在风口前的燃烧率,扩大喷吹量;
(3) 达到较高的置换比和高炉生产技术经济指标;
(4) 煤的价格经济合理;
(5) 综合利用各种煤资源,供煤、运输合理而有保证。
国内外配煤常用含碳高、发热值高的无烟煤和挥发分高、易燃的长焰煤配合,使混合煤的挥发分达到20%~25%(平均22%),灰分在12%以下,充分发挥两种煤的优点,取得良好的喷吹效果。
12. 对制粉出来的煤粉的质量有什么要求?
满足多项要求的配煤和单一煤种在制粉系统中经磨机加工成细粉,对这样煤粉的要求就是粒度、温度和水分含量。
(1) 粒度  它影响煤粉在风口前燃烧带中的燃烧率,显然煤粉越细比表面积越大,在风口前的燃烧速度就快,燃烧率可以提高,但是煤粉磨得越细,能耗越大,磨煤机出力减少,制粉费用增加,目前认为,喷吹无烟煤时,粒度应小些,—200目的达到70%~80%;而喷吹烟煤粒度则可大些—200目的达到60%~65%即可,而含结晶水的烟煤,在高炉富氧率较高时,粒度还可以更粗些,例如西欧一些高炉喷吹的这种烟煤平均粒度达到0.5mm。
(2) 温度  煤粉的温度控制在70~80℃,主要是保证煤粉载体—烟气中的饱和水蒸汽不结露,一旦结露,冷凝的水被煤粉吸附,影响其输送,严重时还会使布袋“挂肠”,管路堵塞。
(3) 水分  煤粉的水分控制在2.0%以下。水分大一方面影响煤粉的输送,另一方面喷入高炉后,在风口前燃烧带煤粉燃烧时,带入的水分要分解,加剧t理的下降,增加补偿热,无补偿手段时要降低喷吹量。
13.胶带机运行过程要监视哪些问题? 
     (1)监视胶带不跑偏、不打滑、不超负荷。  
(2)监视和取出夹杂在煤中的石头、矸石、铁物、杂草等杂物。
(3)监视输送机的减速机、马达不过热、无杂音、接手联接良好。
(4)监视头轮、尾轮、涨紧轮及所有的托辊运行灵活、无杂音,轴瓦、轴承不过热。
(5)监视转运站的漏斗不积煤,不挂煤。
(6)监视水坑水面不溢出,防止水淹尾轮,及时排水。
14.输送机停机后要做哪些工作?
(1)清理漏斗挂肠。
(2)清理落在地面及皮带架上的积煤。
(3)检查输送机各机电设备及主体设备有无伤痕、脱落、损坏、漏油等现象。
(4)记录输送机运行时间及当班运行问题。
15.胶带机跑偏有哪些原因?怎样处理?
(1)全条胶带跑偏是胶带两边张力不平衡。调整调心轮两侧螺栓,使胶带两边张力平衡。
(2)煤流偏析引起胶带跑偏则要调整头轮上面的漏斗挡板的两边高度及方向。
(3)胶带局部跑偏是由于部分托辊不转、转动不灵活、脱落或局部粘结胶带粘偏影响。对此则要更换,检修托辊或局部胶带重新粘结。
16.胶带机打滑的原因是什么?怎样处理?
(1)胶带机负荷大。
(2)胶带涨力不够。
(3)胶带内表面有水。
处理是根据打滑原因,减轻胶带负荷,适当地增加胶带的涨力,往胶带表面涂抹增加其摩擦力的皮带油。
17.抓斗吊车作业应注意哪些安全问题?
(1)抓斗装载量不要超过其额定负荷。
(2)抓斗抓物料前,确定周围无人作业。
(3)抓斗在空中运行路线下面,不许有人经过、站立或作业。
(4)煤堆底煤层太薄,不应用抓斗。
18.制粉干燥气有哪些种类?各适合干燥何种煤?
  制粉干燥气分:燃烧炉干燥气、热风炉烟气干燥气和混合干燥气3种。
(1) 燃烧炉干燥气:是将高炉煤气在燃烧炉内燃烧后,再兑入一定量的冷空气,使烟气温度降到300℃左右,再经磨煤机入口的负压,抽入磨煤机中干燥煤粉。它的温度、流量易控制,但含氧量高,适合于无烟煤的制粉系统。
(2) 热风炉烟气干燥气:高炉热风炉烧炉时的烟气亦可做为磨制煤粉的干燥气,既可利用它的余热,又能惰化制粉系统的气氛,是实现烟煤制粉系统安全的重要条件。它的温度偏低、波动又大,一般单独使用较少,只有在热风炉烟气温度较高的中小高炉制粉系统中有所应用。
(3) 混合干燥气:混合干燥气是热风炉烟气和燃烧炉烟气混合起来的气体,前者的温度在150~300℃,用量一般为90%~95%,后者为900~1000℃,用量占5%~10%.两者混合后的温度可控制在磨煤机入口要求的范围内(200~280℃)。此种干燥气,工艺系统运行可靠,完全可以满足制粉磨煤机的要求。它适合磨制各种煤,特别是烟煤,是制粉系统的常用干燥气。
19.燃烧炉烟气与热风炉烟气有几种混合方式?各自有何特点?
  燃烧炉烟气与热风炉烟气有3种混合方式,即烟道混合、交叉混合、引射混合。
(1) 烟道混合:燃烧炉的高温烟气管道,直接插在热风炉烟气管道上,在管道中混合。
(2) 交叉混合:干燥气燃烧炉由燃烧室和混合室组成,以过火隔墙为界,前部为燃烧室后部为混合室,燃烧炉的高温烟气,通过火隔墙与由混合室上方引入的热风炉烟气交叉混合,通过管道送入磨煤机。
(3) 引射混合:干燥气燃烧炉前部为燃烧室,后部为环状引射式混合室。燃烧室后部收缩段的外面设有与其同心热风炉烟气环状喷口。燃烧室燃烧的高温烟气经收缩后喷出与由上方进入环室由环状喷口喷出的热风炉烟气引射混合。
它们各自的特点:
烟道混合:结构简单、阻损小,但混合不均匀,现采用的已较少。
交叉混合:在混合室内交叉混合,混合较均匀,但若调节不当易引起燃烧室回火。
引射混合:由于两种气体都有引射作用,混合均匀。但炉子结构较为复杂、砌筑难度较大。
20.什么叫空气过剩系数?
  为了保证一定量的煤气完全燃烧,以充分放出燃料的能量,在实际操作中,燃烧煤气所用的实际空气量一般都大于理论空气量,把实际空气量与理论空气量的比值,叫做空气过剩系数。
21.燃烧炉正常工作状态的标志是什么?
正常工作状态的标志是:
(1) 炉子设备正常运转,各阀门开关灵活准确,无漏风漏气现象,工作场所含CO<30mg/m3.
(2) 炉子燃烧稳定合理,炉内火焰呈桔红色,透明清晰可见对面炉墙。
(3) 烟气成分合理:CO223%~26%、O21.0%~1.5%,CO为0,过剩空气系数1.10~1.20.
(4) 燃烧产物的温度、压力稳定达到规定要求。
(5) 计器仪表、调节装置运转正常。干燥气的温度、流量、成分稳定,全面达到制粉工艺的要求。
22.燃烧炉的炉膛压力如何控制与调节?
  正常生产时,燃烧炉炉膛呈微负压运行,如果出现正压,炉子可能回火冒烟;负压太大可能导至脱火。因此,控制好、调节好炉膛压力是关系到燃烧炉能否正常运行的重要问题。
  正常情况下以调节燃烧炉烟气出口调节阀的开度(如无此阀可用干燥气放散阀)来保持炉膛压力的设定值。如果炉膛压力出现异常,还可以用燃烧煤气量的大小和兑入热风炉烟气量的多少来控制炉膛压力。
23.为什么煤气易使人中毒?
  生产用的高炉煤气、焦炉煤气、混合煤气中都含有大量的一氧化碳,生产、生活用的炉子废气里都含有一氧化碳,特别是当燃烧不完全时,产生的一氧化碳会更多。
  一氧化碳是一种无色、无味、剧毒的气体,它的密度是0.967kg/ m3,同空气相近。
  一氧化碳一旦扩散到空气中,长时间不上升、不下降随空气流动,人体感觉器官很难发现,这样就容易丧失警惕。一氧化碳经呼吸道吸入后,立即与人体血液中的血红蛋白相结合,生成碳氧血红蛋白,使氧与血红蛋白正常结合受阻,血红蛋白失去了携氧能力,造成缺氧症。人体各基础细胞得不到氧气,特别是人的大脑皮层细胞对缺氧的灵敏度最高,只要8秒得不到氧就丧失活动能力,人的指挥系统发生障碍,就失去知觉,即造成一氧化碳中毒。
24.如何防止煤气中毒?
(1)对新建、大修后的煤气设备投产前,必须经过煤气防护部门的检查验收、严密性试验合格方准投产使用。
(2)发生煤气设备漏煤气,应立即处理好。对室内的煤气设备,应经常定期检查,并用肥皂水试漏,对于局部通风不良而可能泄漏煤气积存场所,应加强监测,测定一氧化碳的浓度。
(3)带煤气作业:如抽、堵盲板;堵漏;冒煤气事故处理等必须配戴防毒面具,不可蛮干。
(4)进入煤气设备内部作业,必须可靠切断煤气来源,赶净煤气,经检测合格后,方可作业。
(5)生活用设施,如上、下水道、蒸汽等严禁与煤气设备相通。
(6)经常普及煤气知识,严禁在煤气设备附近设生活间、休息室。严禁在煤气设备附近休息、取暖。煤气设备场所应设“煤气危险、严禁逗留“字样警示牌。
(7)严禁用煤气取暖,不准私自乱接煤气。
25.什么叫煤气爆炸?煤气爆炸的必要条件是什么?
  煤气爆炸:煤气与空气(或氧气)的混合物,在一定条件下瞬间燃烧时发出光和热,燃烧生成的气体受高热作用温度急剧上升、体积猛烈膨胀,造成压力冲击波,使容器、建筑物受破坏,同时发出巨响,这种现象叫煤气爆炸。
  煤气爆炸的必要条件:
(1) 煤气中混入空气或空气中混入煤气,形成爆炸性的混合气体,高炉、焦炉煤气混入达爆炸浓度比例。
(2) 要有明火或达到煤气燃点以上的温度。
26.怎样防止煤气爆炸?
  防止煤气爆炸事故的发生,从根本上说就是防止和破坏煤气爆炸的两个必要条件同时存在。只要煤气不同时具备爆炸的两个必要条件,就完全可以避免煤气爆炸事故的发生。
(1) 燃烧炉在点火作业前,打开烟道将炉内的残余气体吹净。
(2) 点炉作业应先给火后给煤气。如火灭了应抽气一段时间再行点火。
(3) 在煤气管道和设备上动火,必须检验煤气含量合格后才可动火。凡停产的设备必须及时处理净残余煤气。
(4) 煤气设备送煤气时必须经爆发试验,连续三次合格,方允许点火。
(5) 抽堵盲板等带煤气作业,一定要使用铜质工具,作业点40米以内,严禁动火。
27.吸湿管有何作用?
  吸湿管是一根连接煤粉仓上部与负压较高地方(如排烟风机入口或布袋入口等处)的管道,其作用有:
(1) 清除煤粉仓内气体的水分,保持煤粉水分在一定范围内。
(2) 使煤粉仓内保持有一定的负压,防止煤粉从煤粉仓内漏出,有利于环保。
吸湿管引出后接点位置一般接到负压较高的位置(如布袋系统的入口),在粉仓密封较好的条件下,也可以接到负压较低的位置。吸湿管的阀门尽可能选择不易堵的旋塞阀。
28.制粉系统正常运行的标志是什么?
(1)磨煤机出、入口温度在规定范围内,其波动不超过5℃.
(2)磨煤机轴瓦(轴承)温度不超过规定值。
(3)磨煤机电动机电流在对应值范围内,其波动不超过10A。
(4)排烟风机电动机电流在相应值范围内,其波动不超过10A。
(5)磨煤机出、入口及各种测点压力在调节控制范围内呈小波动。
(6)磨烟煤时,各部O2≤12%.
(7)煤粉分析水分、粒度合格。
(8)系统排放气体含尘浓度达标。
29.磨煤机启动前要进行哪些准备和检查?
(1)检查系统各部位无自然。
(2)检查各机电设备完整,人孔、手孔严密不漏。
(3)检查冷却水、润滑系统已运行到位。
(4)清理木块分离器及木屑分离器。
(5)试验系统各阀门开关灵活、到位。
(6)热烟气供应系统完整到位。
30.如何控制磨煤机的給煤量?
  通常增加磨煤机装入煤量,磨煤机产量相应增加,但是增加过多时,磨煤机产量反而降低。因为随着磨煤机内煤量的增多,钢球空撞机会减少,钢球有效能量利用提高,磨煤机产量随着装入煤量的增多而增加。但是当煤量增加一定程度时,由于装入煤量过大,钢球落下角度降低,球与球之间煤层加厚,钢球落下能消耗于煤层变形而未能充分利用,则磨煤机产量将随装入煤量的增多而下降。因此为了提高磨煤机产量降低电耗,应在生产中根据所用煤中进行试验和探索以求找出最佳装煤量。
31.磨煤机出口温度怎样规定?调节方法有哪些?
  磨煤机出口温度按实际情况规定,北方一般磨烟煤控制在65~75℃,磨无烟煤控制在70~90℃,南方湿度大时可稍高于此值。
调节方法:
(1) 风量  各种干燥介质的温度从高到低顺序为:干燥炉>热风炉烟道废气>循环风>环境冷风。因此要提高磨煤机出口温度则相应的增加温度较高的气体量。反之降低出口温度则增加温度较低的气体量。
(2) 煤量  当增加磨煤机的給煤量时,其出口温度则下降;反之减少給煤量时,出口温度会上升。
32.磨煤机入口负压怎样规定?调节方法有哪些?
  磨煤机出口负压规定在300~1000Pa范围内,系统排烟风机设置不同,其值也不同。总的是以其入口不冒煤为原则。
  调节方法:
(1) 调剂排烟风机入口的阀门开度,开度大则磨煤机入口负压(绝对值)上升;开度小则负压下降。
(2) 调剂磨煤机入口的干燥介质,当进入干燥介质量减少时,其负压则上升;反之则下降。
33.煤粉水分是怎样规定?怎样控制?
  煤粉水分一般规定不大于1%,最大不超过2%。
  控制煤粉水分首先控制原煤水分,在制粉操作中主要控制磨煤机出口温度,提高磨煤机出口温度时,则煤粉水分降低,反之则煤粉水分上升。
34.煤粉粒度是怎样规定的?怎样控制?
  煤粉粒度是根据各单位的高炉冶炼时煤粉燃烧情况而定的,应以煤粉在风口区达到充分燃烧为准,一般规定—200目的在50%~85%的范围。煤粉粒度过细,会使磨煤机产量下降,电耗上升,易燃易爆因素增加。
  煤粉的粒度主要通过粗粉分离器的钟阀的开度、粗粉分离器的“百叶窗”开的角度及粗粉分离器出口管的套管高低进行控制。中速磨控制细度以调节粗粉分离为主,配合弹簧压力、风量。RP型还可控制折向门的角度。
35.如何控制中速磨煤机的产量?
  中速磨的产量不仅与煤种、磨煤机转速有关,而且与通入干燥介质量、弹簧压力以及转盘上的煤层厚度有关。干燥介质量增加产量上升,但粒度变粗,风量小则磨煤产量降低,在生产中必须保持干燥介质量与给煤量的稳定即保持磨煤出力与干燥出力的平衡稳定。中速磨弹簧压力应根据不同煤种的可磨系数和碾辊的磨损程度及时调整,当煤质较硬和碾辊磨损增加时,应相应增加弹簧压力。但是弹簧压力过大碾辊和磨环的磨损加快,磨损电耗增多,反之过小时,煤粉粒度变粗,磨煤出力降低。所以必须及时调整中速磨的弹簧压力。中速磨生产必须严格控制原煤质量,煤块要适中,煤粒径在10~30mm范围,煤质不能太硬,尤其要杜绝铁线等杂物进入磨内,损坏磨煤机。
36.煤粉加热的意义:
  (1)缩短煤粉在风口带燃烧时间,减少理论燃烧温度,燃烧率提高,降低布袋除尘灰含碳量。
(2)提高了煤粉在喷吹管道内的悬浮度,减少堵枪、堵管次数。
 (3)热风炉废气的再次利用,节能环保。
 (4)煤粉加热后,提高喷煤量,降低焦比。
 (5)降低煤粉中水分,提高理论燃烧温度。
37.煤粉加热器加热管回水温度偏差大是什么问题?
 (1)检查热电阻是否正确,零点校对。
 (2)检查预热管是否有漏气现象,较低的预热管缺水。
 (3)如压力偏差在正常范围,回水温度偏差较大,温度较低的预热管管道内空气量较大,内循环不畅通。
 (4)各节加热管加热不均衡。
 (5)各节加热管保温效果不同。
38.煤粉加热器加热管压力偏差大是什么问题?
 (1)检查压力变送器是否正确,零点校对。
 (2)检查各加热器是否有漏气现象,压力较低的加热器缺水。
 (3)预热管加热不均衡。
 (4)压力较高但回水温度较低,说明加压管内空气含量高,内循环不畅通。
39.加热器每节加热温度偏差大是什么问题?
 (1)检查热电阻是否正确,零点校对。
 (2)加热不明显或不加热的预热管缺水或内循环流通不畅。
 (3)保温效果差。
 (4)预热器受热不均衡,调整燃烧炉压力。
40.预热器气动阀门打不开是什么问题?
 (1)检查电器线路是否畅通。
 (2)手动操作电磁阀,如打不开,检查气缸是否工作,如气缸工作,阀门仍打不开,说明气缸与阀门脱离
 (3)检查阀门是否受热卡阀。
 (4)阀门执行器堵塞不通气
41.预热器加水后为什么排气?
  加水时管道内为常压状态,加热后气体膨胀,排出多余空气为了管道内气体流通,实现自然循环。
42.预热器的工作原理:
  煤粉加热器是利用高炉废气配用部分烟气炉烟气对加热器进行加热,预热器内加有合适的纯净水,受热后的纯净水产生蒸气压力,高温高压的蒸气通过喷煤管强迫煤粉加热,而热量被煤粉带走,蒸气变成水,自然回流到预热器内部循环使用。此设备既解决了高炉高温废气对环境的污染,又对煤粉进行了加热,是一项节能、降耗、环保的好项目。

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