高爐噴吹系統(tǒng)

噴吹系統(tǒng)

1編輯ppt復(fù)習(xí)導(dǎo)入本節(jié)內(nèi)容煤粉制備的工藝流程（中速磨）煤粉制備的主要設(shè)備2編輯ppt噴煤系統(tǒng)組成

高爐噴煤系統(tǒng)主要由原煤貯運(yùn)、煤粉制備、煤粉噴吹、熱煙氣和供氣等幾部分組成。高爐噴煤系統(tǒng)工藝流程圖3編輯ppt5.2.1噴吹工藝從制粉系統(tǒng)的煤粉倉后面到高爐風(fēng)口噴槍之間的設(shè)施屬于噴吹系統(tǒng)，主要包括煤粉輸送、煤粉收集、煤粉噴吹、煤粉的分配及風(fēng)口噴吹等。

5.2煤粉噴吹系統(tǒng)4編輯ppt高爐噴吹有兩種模式：直接噴吹和間接噴吹1.高爐噴吹設(shè)施的布置方式(1)直接噴吹工藝：在煤粉制備站與高爐之間距離小于300m的情況下，把噴吹設(shè)施布置在制粉站的煤粉倉下面，不設(shè)輸粉設(shè)施，直接將煤粉噴入高爐，這種工藝稱為直接噴吹工藝。(2)間接噴吹工藝：在制粉站與高爐之間的距離較遠(yuǎn)時(shí)，增設(shè)輸粉設(shè)施，用設(shè)在煤粉倉下面的倉式泵，將煤粉輸送到高爐附近的噴吹罐組內(nèi)，再向高爐噴吹煤粉的工藝稱為間接噴吹工藝。5.2.1煤粉噴吹工藝5編輯ppt圖5-16

直接噴煤工藝流程圖1、6一PM1皮帶機(jī)；2一配煤槽；3一可調(diào)式給煤機(jī)；4—稱量皮帶；5一PM2皮帶機(jī)；7一原煤倉；8—圓盤給料機(jī)；9－落煤管；10－中速磨煤機(jī)；11－旋風(fēng)分離器；12－布袋收粉器；13－排煙風(fēng)機(jī)；14－螺旋給料機(jī)；15、16－螺旋輸送機(jī)；17－收粉罐；18、22－波紋管；19、21—鐘閥；20—貯煤罐；23—噴煤罐；24—混合器；25—給料調(diào)節(jié)裝置；26—快速切斷閥；27—氮?dú)夤蓿?8—壓縮空氣罐；29—分配器6編輯ppt圖5-17

間接噴煤工藝流程圖1一原煤槽；2一卸煤機(jī)；3一皮帶運(yùn)輸機(jī)；4—電磁分離器；5一原煤倉；6一粗粉分離器；7－布袋除塵器；8—收煤罐；9－分配器；10－燃燒爐7編輯ppt直接噴吹與間接噴吹工藝特點(diǎn)的對(duì)比5.2.1煤粉噴吹工藝8編輯ppt(1)串罐噴吹

是將三個(gè)罐重疊布置的，從上到下三個(gè)罐依次為煤粉倉、中間罐和噴吹罐。5.2.1.2高爐噴煤罐的布置方式.5.2.1煤粉噴吹工藝高爐噴吹分為高壓噴吹和常壓噴吹。以高壓噴吹為主。高壓噴吹又叫做罐式噴吹，噴吹又分為串罐式噴吹和并罐式噴吹兩種。9編輯ppt串罐噴吹工藝倒罐順序：

煤粉由輸煤管道輸送到噴吹站的集煤罐中，并通過打開上鐘閥6，煤粉由煤粉倉3落入中間罐10內(nèi)，裝滿煤粉后關(guān)上鐘閥。當(dāng)噴吹罐17內(nèi)煤粉下降到低料位時(shí)，中間罐開始充壓，向罐內(nèi)充入氮?dú)?，使中間罐壓力與噴吹罐壓力相等，依次打開均壓閥9、下鐘閥14和中鐘閥12。待中間罐煤粉放空時(shí)，依次關(guān)閉中鐘閥12、下鐘閥14和均壓閥9，開啟放散閥5直到中間罐壓力為零。

(1)串罐噴吹

串罐噴吹優(yōu)點(diǎn)：噴吹罐連續(xù)運(yùn)行，噴吹穩(wěn)定，工作可靠，設(shè)備容量大，利用率高，廠房占地面積小。

10編輯ppt(2)并罐噴吹

由兩個(gè)或多個(gè)噴吹罐并列布置，一個(gè)噴吹罐噴煤時(shí)，另一個(gè)噴吹罐裝煤和充壓，噴吹罐輪流噴吹煤粉。并罐噴吹優(yōu)點(diǎn)：并罐噴吹工藝簡單，設(shè)備少，廠房低，建設(shè)投資少，計(jì)量方便，常用于單管路噴吹。并罐噴吹分單罐并列和雙罐雙系列并列兩種。5.2.1.2高爐噴煤罐的布置方式.5.2.1煤粉噴吹工藝5.2.1.2高爐噴煤罐的布置方式.5.2.1煤粉噴吹工藝11編輯ppt①單罐并列。由兩個(gè)噴吹罐并列置于煤粉倉的下面，交替向高爐進(jìn)行噴吹，即一個(gè)罐噴吹用，另一個(gè)罐泄壓裝煤，充壓和均壓，然后進(jìn)人備用狀態(tài)。待噴吹用的罐噴完后，進(jìn)行泄壓、裝煤、充壓和均壓。與此同時(shí)，備用罐開噴。噴吹罐的功能與倉式泵相同。 單罐并列噴吹的特點(diǎn)是：可以連續(xù)噴煤，可降低噴吹設(shè)施的高度，投資少，煤粉計(jì)量準(zhǔn)確，有利于設(shè)備的維護(hù)和檢查，但占地面積大。5.2.1.2高爐噴煤罐的布置方式.5.2.1煤粉噴吹工藝12編輯ppt13編輯ppt②雙罐重疊雙系列并列式。是兩個(gè)系列雙罐同時(shí)向某座高爐進(jìn)行噴吹，也可以相互交替向某座高爐進(jìn)行噴吹。雙罐雙系列并列噴吹的特點(diǎn)是：噴吹量增大，并且當(dāng)一個(gè)系列出了問題，另一系列還可以連續(xù)向高爐噴煤，但需要更大的占地面積。這種裝置適合于大型高爐。并罐式噴吹的特點(diǎn)是，工藝流程簡單，可大大降低噴吹設(shè)備的高度，工程投資省，煤粉計(jì)量容易，可與單罐管路分配器配合使用。5.2.1.2高爐噴煤罐的布置方式.5.2.1煤粉噴吹工藝14編輯ppt5.2.1.3高爐噴煤罐的出粉方式高爐噴煤罐的出粉方式可分為：單管路噴吹和多管路噴吹(1)單管路噴吹噴吹罐下只設(shè)一條噴吹管路的噴吹形式稱為單管路噴吹。單管路噴吹必須與多頭分配器配合使用。各風(fēng)口噴煤量的均勻程度取決于多頭分配器。15編輯ppt單管路噴吹分為上出粉噴吹和下出粉噴吹兩種。下出粉噴吹適合于一般噴吹，而上出粉噴吹可進(jìn)行濃相輸送噴吹。圖5-20單管路下出料加分配器控制原理圖1－轉(zhuǎn)向器；2－過濾器；3－計(jì)算機(jī)入機(jī)接口；4－計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；5－分配器；6－手操器；7－噴煤電子秤；8－噴吹罐；9－混合器；10－執(zhí)行器16編輯ppt圖5-21煤粉給料器工作原理圖1－流化板；2－流化氣室；3－空煤口；4－流化風(fēng)入口；5－流化風(fēng)控制口；6－進(jìn)風(fēng)口；7－執(zhí)行器；8－活動(dòng)噴嘴；9－進(jìn)風(fēng)管；10－活動(dòng)噴槍嘴；11－下煤口；12－噴出口可調(diào)量混合器使用原理17編輯ppt單管路上的出粉噴吹

優(yōu)點(diǎn)：工藝簡單、設(shè)備少、投資低、維修量小、操作方便以及容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)量；由于混合器較大，輸粉管道粗，不易堵塞；在個(gè)別噴槍停用時(shí)，不會(huì)導(dǎo)致噴吹罐內(nèi)產(chǎn)生死角，能保持下料順暢，并且容易調(diào)節(jié)噴吹速率；在噴煤總管上安裝自動(dòng)切斷閥，以確保噴煤系統(tǒng)安全。

18編輯ppt(2)多管路噴吹

從噴吹罐引出多條噴吹管，每條噴吹管連接一支噴槍的形式稱為多管路噴吹。多管路噴吹也按出料方式也分為上出料和下出料兩種。

5.2.1.3高爐噴煤罐的出粉方式19編輯ppt圖5-22

多管路噴吹煤粉工藝流程示意圖a一下出料；b—上出料1一噴煤罐；2—下煤閥；3一壓縮空氣閥；4一混合器；5一三通旋塞閥；6一吹掃閥；7一噴槍；8一高爐風(fēng)管；9一流化板；10—煤粉導(dǎo)出管；11一流化風(fēng)管12一合流管；13一二次風(fēng)調(diào)節(jié)閥；14—二次風(fēng)20編輯ppt5.2.2主要設(shè)備

5.2.2.1混合器

混合器是將壓縮空氣與煤粉混合并使煤粉啟動(dòng)的設(shè)備，由殼體和噴嘴組成.

工作原理：是利用從噴嘴噴射出的高速氣流所產(chǎn)生的相對(duì)負(fù)壓將煤粉吸附、混勻和啟動(dòng)的。噴嘴周圍產(chǎn)生負(fù)壓的大小與噴嘴直徑、氣流速度以及噴嘴在殼體中的位置有關(guān)。混合器可以分為噴射混合器、流化罐混合器、沸騰式混合器。21編輯ppt目前噴射混合器多用于多管路下出料噴吹形式中。特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格便宜，壽命長，但是煤粉混合濃度低，而且濃度不均勻，不易實(shí)現(xiàn)煤量自動(dòng)控制。圖5-23

噴射混合器示意圖1一混合器外殼；2一混合器噴嘴（1）噴射混合器5.2.2主要設(shè)備——混合器

22編輯ppt（2）流化罐混合器圖5-24

流化罐混合器示意圖5.2.2主要設(shè)備——混合器

流化罐外觀呈一罐形，內(nèi)設(shè)水平流化板，下為氣室，煤粉輸出管道垂直于平流化板由上部插入，其距離大小可調(diào)節(jié)煤粉噴吹量。23編輯ppt（3）沸騰式混合器圖5-25沸騰式混合器5.2.2主要設(shè)備——混合器

特點(diǎn):殼體底部設(shè)有氣室，氣室上面為沸騰板，通過沸騰板的壓縮空氣能提高氣、粉混合效果，增大煤粉的啟動(dòng)動(dòng)能。24編輯ppt5.2.2.2

分配器

單管路噴吹必須設(shè)置分配器。煤粉由設(shè)在噴吹罐下部的混合器供給，經(jīng)噴吹總管送入分配器，在分配器四周均勻布置了若干個(gè)噴吹支管，噴吹支管數(shù)目與高爐風(fēng)口數(shù)相同，煤粉經(jīng)噴吹支管和噴槍噴入高爐。目前使用效果較好的分配器有瓶式，盤式和錐形分配器。5.2.2主要設(shè)備25編輯ppt（1）瓶式分配器見左圖。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且噴吹介質(zhì)和煤粉在分配器內(nèi)易產(chǎn)生渦流，阻力大，易積粉。（2）盤式分配器見右圖。具有較高的分配精度。煤粉和介質(zhì)沿固定流向出入，所以阻損小不積粉，分配煤量均勻。5.2.2主要設(shè)備——分配器26編輯ppt該分配器呈倒錐形，中心有分配錐，煤粉由下部進(jìn)人分配器，經(jīng)分配錐把煤粉流切割成多個(gè)相等的扇形流股，經(jīng)各支管分配到各風(fēng)口。煤粉在該分配器前后速度變化不大，產(chǎn)生的壓降小，分配器出口煤粉流量受噴煤支管長度的影響。 由于錐式分配器和盤式分配器的內(nèi)壁噴鍍耐磨材料，其壽命大大提高，可以滿足生產(chǎn)要求，所以這兩種分配器應(yīng)用廣泛。（3）錐形分配器

5.2.2主要設(shè)備——分配器27編輯ppt分配器結(jié)構(gòu)示意圖

1－分配器外殼；2－中央錐體；3－煤粉分配刀；4－中間法蘭；5－噴煤支管；6－噴煤主管

錐形分配器

28編輯ppt（4）球式分配器

球式分配器是一種新型的分配器。研究出發(fā)點(diǎn)是克服其他分配器要求垂直安裝的高度問題及實(shí)現(xiàn)濃相輸送的均勻分配，它是由一個(gè)球形空腔及空腔中一個(gè)垂直圓筒組成，圓筒下部與球體密封固定，煤粉流從側(cè)面切向進(jìn)入球內(nèi)壁與圓筒外側(cè)的空腔內(nèi)，邊旋轉(zhuǎn)邊上升，從上面旋轉(zhuǎn)進(jìn)入球筒內(nèi)部后，再旋轉(zhuǎn)下降，從下面等角布置的出口流出。圖5-27球式分配器結(jié)構(gòu)示意圖1－球槍；2－圓筒；3－進(jìn)口；4－出口5.2.2主要設(shè)備——分配器29編輯ppt使用分配器應(yīng)遵循的一些原則：1）一座高爐使用兩個(gè)分配器比使用一個(gè)分配器好。使用兩個(gè)分配器，除了工藝布置靈活外，分配精度也可以提高；2）兩個(gè)分配器應(yīng)對(duì)稱布置在高爐兩側(cè)，這樣可保證分配器后噴吹支管的長度大致相等，從而使噴吹支管的壓力損失近似；3）噴吹主管在進(jìn)入分配器前應(yīng)有相當(dāng)長的一段垂直段，一般要求大于3.5m，以減少加速段不穩(wěn)定流的影響，保證適當(dāng)?shù)臍夥鬯俣燃霸诔浞职l(fā)展段煤粉沿徑向均勻分布。

4）評(píng)估分配器的性能，只從壽命及精度來評(píng)估是不全面的，還應(yīng)從分配器對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性來考慮，如噴槍堵塞時(shí)的性能等。

5.2.2主要設(shè)備——分配器30編輯ppt5.2.2.3

噴煤槍

噴煤槍是高爐噴煤的主要設(shè)備之一。由耐熱無縫鋼管制成，直徑15-25mm。根據(jù)噴吹介質(zhì)不同可分為：普通型噴煤槍和氧煤槍A、普通型噴煤槍根據(jù)噴槍插入方式可分為三種形式：（1）斜插式：從直吹管插入，噴槍中心與風(fēng)口中心線有一夾角，一般為12～14o。斜插式噴槍的操作較為方便，直接受熱段較短，不易變形，但是煤粉流沖刷直吹管壁。5.2.2主要設(shè)備31編輯ppt噴煤槍

32編輯ppt（2）直插式：噴槍從窺視孔插入，噴槍中心與直吹管的中心線平行，噴吹的煤粉流不易沖刷風(fēng)口，但是妨礙高爐操作者觀察風(fēng)口，并且噴槍受熱段較長，噴槍容易變形。（3）風(fēng)口固定式：噴槍由風(fēng)口小套水冷腔插入，無直接受熱段，停噴時(shí)不需拔槍，操作方便，但是制造復(fù)雜，成品率低，并且不能調(diào)節(jié)噴槍伸入長度。

5.2.2主要設(shè)備——噴煤槍33編輯pptB.氧煤槍氧煤槍是將氧氣由風(fēng)口及直吹管之間加入，促進(jìn)煤粉的燃燒。是高爐富氧的有效方法。富氧的方法有兩種：一是在熱風(fēng)爐前將氧氣混入冷風(fēng)；二是將有限的氧氣由風(fēng)口及直吹管之間，用適當(dāng)?shù)姆椒尤搿?.2.2主要設(shè)備——噴煤槍34編輯ppt

氧煤槍有三種結(jié)構(gòu)：（A）為螺旋形，它能迫使氧氣在煤股四周做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以達(dá)到氧煤迅速混合燃燒的目的；（B）為向心形，它能將氧氣噴向中心，氧煤股的交點(diǎn)可根據(jù)需要預(yù)先設(shè)定，其目的是控制煤粉開始燃燒的位置，以防止過早燃燒而損壞槍嘴或風(fēng)口結(jié)渣現(xiàn)象的出現(xiàn)；（C）為退后形，當(dāng)槍頭前端受阻時(shí)，該噴槍可防止氧氣回灌到煤粉管內(nèi)，以達(dá)到保護(hù)噴槍和安全噴吹的目的。5.2.2主要設(shè)備——噴煤槍35編輯ppt氧煤槍

5.2.2主要設(shè)備——噴煤槍36編輯ppt倉式泵有下出料和上出料兩種，下出料倉式泵與噴吹罐的結(jié)構(gòu)相同，其結(jié)構(gòu)如圖5-30所示，上出料倉式泵實(shí)際上是一臺(tái)容體較大的沸騰式混合器，其結(jié)構(gòu)如圖5-31所示。

5.2.2.4倉式泵5.2.2主要設(shè)備37編輯ppt圖5-30

下出料倉式泵結(jié)構(gòu)示意圖1一防爆裝置；2—封頭；3一圓筒體；4一錐體；5一噴嘴；6一流化裝置；7一混合器；8一放散閥圖5-31上出料倉式泵結(jié)構(gòu)示意圖1一煤粉倉；2—給煤閥；3一充壓閥；4一噴出口；5一沸騰板；6一沸騰閥；7一氣室；8一補(bǔ)氣閥38編輯ppt倉式泵倉體下部有一氣室，氣室上方設(shè)有沸騰板，在沸騰板上方出料口呈喇叭狀，與沸騰板的距離可以在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。倉式泵內(nèi)的煤粉沸騰后由出料口送入輸粉管。輸粉速度和粉氣混合比可通過改變氣源壓力來實(shí)現(xiàn)。夾雜在煤粉中比重較大的粗粒物因不能送走而殘留在沸騰板上。在泵體外的輸煤管始端設(shè)有補(bǔ)氣管，通過該管的壓縮空氣能提高煤粉的動(dòng)能。5.2.2主要設(shè)備——倉式泵39編輯ppt5.2.3噴煤操作（自學(xué)）1.高爐噴煤正常工作狀態(tài)的標(biāo)志（1）噴吹介質(zhì)高于高爐熱風(fēng)壓力0.15MPa。（2）罐內(nèi)煤粉溫度小于70℃（煙煤）或小于80℃（無煙煤）。（3）罐內(nèi)含氧量低于8％（煙煤）或含氧量低于12％（無煙煤）。（4）煤粉噴吹均勻、無脈動(dòng)現(xiàn)象。（5）全系統(tǒng)無漏煤、無漏風(fēng)現(xiàn)象。（6）煤粉噴出在風(fēng)口中心，不磨風(fēng)口。（7）電氣極限，信號(hào)反應(yīng)正確。（8）安全自動(dòng)聯(lián)鎖裝置良好、可靠。（9）計(jì)量器、各儀表信號(hào)指示正確。40編輯ppt5.2.4

噴吹煙煤的安全措施5.2.4.1煤粉爆炸的基本條件（1）氧濃度。煤粉在容器內(nèi)燃燒后體積膨脹，壓力升高，其壓力超過容器的抗壓能力時(shí)容器爆炸。（2）煤粉懸浮濃度。煤粉在氣體中的懸浮濃度達(dá)到適宜值時(shí)才會(huì)發(fā)生爆炸。由于實(shí)際生產(chǎn)的情況錯(cuò)綜復(fù)雜，煤粉的懸浮濃度一般無法控制，因此消除這一爆炸條件極為困難。（3）溫度。噴煤工藝各點(diǎn)的溫度都控制在低于著火點(diǎn)的范圍。41編輯ppt5.2.4.1煤粉爆炸的基本條件就煤粉本身而言，爆炸的危險(xiǎn)性取決于煤粉的揮發(fā)分，粒度，水分和灰分等。煤粉灰分高，相對(duì)的可爆炸性成份含量小，由于高爐冶煉的要求，不宜采取增加灰份作為抑爆手段；揮發(fā)份越高，煤粉粒度越小，水份越少，煤粉爆炸的可能性就越大。但由于粒度和水份取決于高爐噴煤的工藝要求，不宜以此作為防火防爆措施。噴煤系統(tǒng)防火防爆應(yīng)以采取降低工藝過程的氧濃度及控制溫度和防止積粉為主。5.2.4

噴吹煙煤的安全措施42編輯ppt5.2.4.2.

高爐噴吹煙煤的安全措施

（1）控制系統(tǒng)氣氛。

（2）設(shè)計(jì)時(shí)要避免死角，防止積粉，如煤粉倉錐形部分傾角應(yīng)大于70o，或設(shè)計(jì)為雙曲線形煤粉倉。在儲(chǔ)煤倉、中間罐、噴吹罐下部設(shè)流化裝置。（3）綜合噴吹?？梢圆扇熋汉蜔o煙煤混合噴吹技術(shù)。（4）控制煤粉溫度。嚴(yán)格控制磨煤機(jī)入口干燥氣溫度不超過250～290℃及其出口溫度不超過90℃。（5）設(shè)備和管道采取防靜電措施。管道、閥門及軟連接處設(shè)防靜電接地線，布袋選用防靜電濾袋。（6）噴煤管道設(shè)自動(dòng)切斷閥，當(dāng)噴吹壓力低時(shí)自動(dòng)切斷閥門，停止噴煤。5.2.4

噴吹煙煤的安全措施43編輯ppt5.3

噴煤技術(shù)進(jìn)步噴煤技術(shù)的進(jìn)步主要體現(xiàn)在以下幾方面：5.3.1

噴煤設(shè)備大型化和裝備水平的提高。5.3.2高爐富氧噴煤。5.3.3噴吹煙煤和無煙煤或煙煤、無煙煤混合噴吹。5.3.4濃相輸送。44編輯ppt高爐噴煤采用氣力輸送，按單位氣體載運(yùn)煤粉量的多少，可分為稀相輸送和濃相輸送。氣力輸送過程中，一般稀相輸送的速度在20m/s以上，煤粉濃度在5～30㎏/m3范圍內(nèi)，而濃相輸送的速度則小于10m/s，煤粉濃度大于40㎏/m3。 濃相輸送是先將噴吹罐下部的煤粉通過流化床進(jìn)行流態(tài)化，再在罐壓作用下輸送到高爐風(fēng)口。流化床由多孔材料構(gòu)成，具有一定的透氣性。按照煤粉的物理性質(zhì)——比重、粒度等從流化床下部吹入一定氣體后，使流化床上部的煤粉開始“懸浮”起來，形成氣固兩相混合流，這時(shí)通過流化床的氣流速度稱為臨界流化速度。

5.3.4濃相輸送45編輯ppt1.稀相輸送與濃相輸送的區(qū)別（1）煤粉狀態(tài)：稀相輸送時(shí)煤粉均勻地分布在氣流中，煤粉沿管道斷面均勻分布呈懸浮狀態(tài)；而濃相輸送時(shí)，由于氣體流速低，單位體積內(nèi)煤粉濃度高，形成輸送管道下部煤粉較多，上部較少，但沒有停滯現(xiàn)象，由于煤粉粒度又不很均勻，較大顆粒的煤粉主要在管底流動(dòng)，這種