李平 陳龍

摘 要：萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司新建3#3200m3高爐，配套新建噴煤設(shè)施。采用中速磨制粉，布袋1級收粉，噴吹罐下設(shè)ROTOFEED旋轉(zhuǎn)給料機(jī)的出粉方式，雙系列并罐、噴吹總管加爐前分配器的雙管路噴吹。

關(guān)鍵詞：高爐；噴煤；設(shè)計(jì)；ROTOFEED旋轉(zhuǎn)給料機(jī)

1 概況

為了進(jìn)一步提高市場競爭力，萊鋼集團(tuán)于2008年在萊蕪市鋼城區(qū)銀山型鋼區(qū)域新建3200m3高爐，產(chǎn)能280萬噸/年，設(shè)計(jì)噴吹能力85t/h，最大噴吹能力100t/h。同時新建配套的噴煤設(shè)施。

噴煤按干燥無灰基揮發(fā)份大于25%的強(qiáng)爆炸性煙煤設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)煤比200kg/tHM，最大煤比250kg/tHM。制粉系統(tǒng)與噴吹系統(tǒng)共用一座噴煤主廠房，采用直接噴吹方式向高爐噴吹煤粉。制粉系統(tǒng)設(shè)備采用國內(nèi)設(shè)備及技術(shù)；噴吹系統(tǒng)為英國克萊德公司的濃相輸送工藝。

2 制粉系統(tǒng)

制粉采用雙系列中速磨煤機(jī)負(fù)壓制粉、布袋一級收粉。使用熱風(fēng)爐廢氣作為干燥氣的主要介質(zhì)。最大制粉能力為116t/h，單臺磨出力58t/h。每個制粉系列設(shè)煙氣爐、給煤機(jī)、中速磨煤機(jī)、布袋收粉器、主排煙風(fēng)機(jī)各1臺。

根據(jù)萊鋼已有高爐噴煤的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)以及對各種類型的磨煤機(jī)進(jìn)行的對比，最終選用了某廠生產(chǎn)的ZGM123N型中速磨煤機(jī)。磨煤機(jī)共2臺，根據(jù)萊鋼高爐噴煤所用煤種參數(shù)及中速磨煤機(jī)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，該型號磨煤機(jī)煤粉出力能夠滿足58t/h的要求。磨煤機(jī)給煤采用電子稱重耐壓密封式給煤機(jī)，給煤能力為8～80t/h。

采用煙氣爐作為干燥氣發(fā)生裝置。煙氣爐形式為臥式，內(nèi)部為雙層套筒式結(jié)構(gòu)，設(shè)有燃燒室和混風(fēng)室。使用高爐煤氣作為燃料，點(diǎn)火用焦?fàn)t煤氣，燃燒產(chǎn)生的廢氣與熱風(fēng)爐廢氣在混風(fēng)室混合形成300℃左右的干燥氣。煙氣爐共2臺，分別與兩臺磨煤機(jī)對應(yīng)使用，其干燥氣發(fā)生量最大為126000Nm3/h。

煤粉收集系統(tǒng)采用一級收粉，收粉器采用布袋收粉器。磨煤機(jī)出口煙氣含粉量為400～800g/m3，選用的布袋收粉器過濾面積為4300m2，過濾風(fēng)速～0.5m/min，可以處理含粉濃度500～1000g/m3的煙氣，且布袋出口含塵濃度小于30mg/m3，布袋收粉器濾料為防靜電針刺氈濾袋，布袋清灰反吹系統(tǒng)氣源為氮?dú)?，確保煙煤系統(tǒng)安全。布袋收粉器灰斗出口設(shè)有木屑分離器，收集的煤粉經(jīng)木屑分離器篩除木屑等雜物后落入煤粉倉。

布袋收粉器凈化后的尾氣經(jīng)設(shè)置在制粉系統(tǒng)末端的主排煙風(fēng)機(jī)排放至大氣。經(jīng)計(jì)算，選用的主排煙風(fēng)機(jī)的額定風(fēng)量為130000m3/h，全壓14000Pa。

制粉系統(tǒng)配置2臺原煤倉，每臺磨煤機(jī)對應(yīng)一個原煤倉。原煤倉有效容積450m3，可裝原煤425t，能夠滿足磨煤機(jī)正常工作7小時的需求。原煤倉為圓形倉，錐段采用利于原煤下行的雙曲線型設(shè)計(jì)。原煤倉錐部設(shè)有原煤疏松機(jī)，可以在發(fā)生堵煤時自動啟動，耙松原煤，消除堵煤的情況。

3 噴吹系統(tǒng)

噴吹系統(tǒng)引進(jìn)了英國克萊德公司的低速濃相輸送技術(shù)，采用雙系列并罐噴吹、雙主管加爐前雙分配器的輸送工藝。

設(shè)計(jì)噴吹能力85t/h，設(shè)備最大能力100t/h。單系列設(shè)備能力50t/h。輸送固氣比40kg（煤粉）/kg（氣）。

系統(tǒng)設(shè)4個噴吹罐，每罐容積50m3，4個罐共用1個煤粉倉，煤粉倉有效容積700m3，可裝煤粉420t，能夠滿足高爐正常噴吹時5小時的需求。煤粉倉設(shè)有電子稱重。煤粉倉設(shè)有倉頂除塵器，當(dāng)煤粉倉內(nèi)壓力上升時，可將壓力有效放散同時過濾氣體中的煤粉，防止煤粉逸出。

煤粉倉與噴吹罐之間通過落煤管連接，落煤管從上到下依次設(shè)有手動插板閥、上圓頂閥、軟連接和下圓頂閥，其中軟連接帶有放散口，通過哈氣管連接至煤粉倉，可以使軟連接內(nèi)壓力始終處于常壓狀態(tài)，防止軟連接帶壓給噴吹罐稱重帶來影響。

噴吹罐流化、加壓及補(bǔ)壓氣源均采用氮?dú)?，可以確保噴吹罐內(nèi)部在整個噴吹周期內(nèi)均為惰性環(huán)境，從而滿足噴吹全煙煤的系統(tǒng)安全需求。煤粉輸送采用壓縮空氣作為輸送介質(zhì)。

噴吹罐內(nèi)煤粉通過ROTOFEED旋轉(zhuǎn)給料機(jī)排出，這種給料機(jī)是英國克萊德獨(dú)有的專利產(chǎn)品，其采用變頻電機(jī)驅(qū)動，給料量通過調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，電機(jī)最大調(diào)速比可達(dá)10：1。噴吹精度高，可達(dá)±0.5%。同時配置克萊德公司提供的自動化噴吹系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)全自動噴吹操作；噴吹罐倒罐時兩個罐的給料量分別同步進(jìn)行等量增減，從而實(shí)現(xiàn)倒罐時瞬時噴煤量無波動。噴吹罐裝料系統(tǒng)閥門及出料口閥門采用克萊德獨(dú)創(chuàng)的充氣式密封圓頂閥，圓頂閥閥芯在開閉時不與任何金屬面接觸，降低了閥門磨損對系統(tǒng)性能的影響。

4 噴煤系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)

（1）煙氣爐引入熱風(fēng)爐廢氣作為制粉系統(tǒng)干燥氣的主要介質(zhì)，從而降低干燥氣中的氧含量，保證制粉系統(tǒng)內(nèi)部惰性氣氛，確保制粉系統(tǒng)內(nèi)部無著火的可能性。

（2）嚴(yán)格監(jiān)控系統(tǒng)溫度、氧濃度及一氧化碳濃度。制粉系統(tǒng)管道、煤粉倉及噴吹罐等均設(shè)有溫度檢測，嚴(yán)密監(jiān)控各點(diǎn)溫度。磨煤機(jī)干燥氣入口、布袋收粉器煙氣出口及煤粉倉均設(shè)有可在線連續(xù)檢測氧、CO含量的分析儀，控制磨煤機(jī)入口干燥氣氧含量小于或等于8%，布袋收粉器出口煙氣含氧量小于或等于12%，煤粉倉內(nèi)氧含量小于或等于12%。

（3）磨煤機(jī)、布袋收粉器及煤粉倉均設(shè)計(jì)有事故充氮裝置，當(dāng)檢測到系統(tǒng)溫度、氧含量和一氧化碳含量異常升高時，系統(tǒng)可以自動控制事故充氮裝置向系統(tǒng)內(nèi)相應(yīng)部位進(jìn)行充氮保護(hù)。事故充氮裝置在需要時也可以手動遠(yuǎn)程操作。

（4）噴煤主廠房敞開式設(shè)計(jì)，廠房通風(fēng)良好，并設(shè)有兩個獨(dú)立且全封閉的樓梯間，一旦發(fā)生火災(zāi)時，可以保證人員安全。

（5）噴吹罐的加壓、流化以及煤粉倉的流化均采用氮?dú)猓ＷC內(nèi)部惰性氣氛。

（6）噴煤主廠房內(nèi)所有電氣儀表設(shè)施均按粉塵防爆要求進(jìn)行設(shè)計(jì)制造。

（7）噴煤系統(tǒng)設(shè)有安全可靠的自動控制系統(tǒng)，各關(guān)鍵控制點(diǎn)設(shè)有報警及聯(lián)鎖保護(hù)，系統(tǒng)有嚴(yán)格的啟動、停機(jī)及緊急事故處理程序。

（8）噴煤系統(tǒng)所有設(shè)備及管線均設(shè)有可靠的接地裝置。

5 結(jié)語

2010年3月16日，新高爐建成投產(chǎn)開始送風(fēng)，3月18日，噴煤系統(tǒng)開始向高爐噴吹煤粉。經(jīng)實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證，該系統(tǒng)制粉能力單臺最高達(dá)到60t/h，正常生產(chǎn)煤比約170kg/tHM，均能滿足生產(chǎn)需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]項(xiàng)鐘庸，王筱留，等.高爐設(shè)計(jì)——煉鐵工藝設(shè)計(jì)理論與實(shí)踐.冶金工業(yè)出版社，2007.

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