高爐噴吹煤粉工程設計規(guī)范

冶建協(xié)（2019）93號

關于轉發(fā)國家標準《高爐噴吹煤粉工程設計規(guī)范》

第一次編制工作會議紀要的通知

各有關單位：

2007年8月23日至24日在北京召開了國家標準《高爐噴吹

煤粉工程設計規(guī)范》第一次編制工作會議。會議就規(guī)范的編制大

綱及工作支配進行了探討并形成了會議紀要。現(xiàn)將會議紀要（見

附件）轉發(fā)給你們,請貫徹執(zhí)行。

特此通知。

附件：國家標準《高爐噴吹煤粉工程設計規(guī)范》第一次編制

工作會議紀要（請查閱中國冶金建設協(xié)會網(wǎng)）

中國冶金建設協(xié)會

二OO七年七月十七日

附件國家標準《高爐噴吹煤粉工程設計規(guī)范》

第一次編制工作會議紀要

國家標準《高爐噴吹煤粉工程設計規(guī)范》（以下簡稱《規(guī)范》）

第一次編制工作會議于2007年8月23日至24日在北京召開。建

設部標準定額司、中國冶金建設協(xié)會、主編單位以及參編單位參

與了會議（及會代表名單詳見附件1）。

會議由中國冶金建設協(xié)會主持。中冶京誠公司領導代表中冶

京誠致歡迎詞，向各位代表致謝，并表示中冶京誠將大力支持國

家標準的編制工作，在建設部和協(xié)會的指導下，經(jīng)過各位專家的

共同努力，肯定能夠圓滿完成國家標準的編制任務。

建設部標準定額司領導作了重要講話，表示建設部對標準編

寫高度重視，希望大家在標準編制過程中既要留意內(nèi)容也要確保

形式滿意標準的要求。規(guī)范的編寫既要吸取國際先進標準的內(nèi)容,

也要依據(jù)我國的基本國情，結合國內(nèi)詳細的工程實際，深化思索,

仔細總結，把工程中行之有效的閱歷進行推廣。規(guī)范編寫的目的

是提升行業(yè)的競爭力，指導設計，培育年輕人才。在組織編寫規(guī)

范過程中團結協(xié)作，既要發(fā)揮單位優(yōu)勢，也要帶動全行業(yè)有關企

業(yè)參及，規(guī)范必需代表整個行業(yè)發(fā)展方向，遵循統(tǒng)一、簡化、協(xié)

調(diào)、擇優(yōu)的原則，把國家標準編制成兼顧先進性、科學性、協(xié)調(diào)

性、可操作性的好標準。希望主編單位在各參編單位的大力支持

和協(xié)作下，能圓滿完成規(guī)范的編制工作。

中國冶金建設協(xié)會對本規(guī)范的編制工作提出要求，從內(nèi)容、

范圍、深度等方面編好大綱；嚴格按合同內(nèi)容、時間執(zhí)行，合理

分工。同時指出了標準編寫中要留意的問題，標準不同于設計手

冊、教科書和參考資料，描述必需嚴謹，應規(guī)定須要遵守的準則

和達到的技術要求以及實行的技術措施，不得敘述其目的或理由。

國家規(guī)范的編制既要體現(xiàn)國家的產(chǎn)業(yè)政策，也要符合我國的國情，

國家規(guī)范的編寫要接受工程中已成熟的技術，要簡明，易于被工

程設計人員運用。希望主、參編單位加強溝通，團結協(xié)作，發(fā)揮

各位技術專家的特長，保質(zhì)保量完成任務。

本標準主要起草人中冶京誠工程技術股份有限公司吳啟常對

《規(guī)范》的工作大綱和本次會議的打算工作狀況進行了說明。及

會領導和專家就《規(guī)范》編制工作大綱初稿內(nèi)容等進行了深化和

細致地探討和探討，重點探討了《規(guī)范》的特點和編制原則，以

及編制分工和進度支配。代表們通過探討、探討，最終形成和通過了

《規(guī)范》編制工作大綱?，F(xiàn)將主要內(nèi)容紀要如下：

1、確定了《規(guī)范》編制原則

⑴仔細貫徹執(zhí)行建設部《工程建設標準化管理方法》(建標

[19961626號)、國標GB/T1.1-2000《標準化工作導責第1部分：

標準的結構和編寫規(guī)則》以及相關的法律法規(guī)和方針政策。

⑵條文和條文說明的編寫嚴格遵守《工程建設標準編寫規(guī)

定》。條文中的內(nèi)容應精確無誤，依據(jù)充分，可操作性強，文字表

達應簡練、明確，邏輯嚴謹，不能模棱兩可；統(tǒng)一術語或符號應表

達同一概念，同一概念的內(nèi)涵始終接受同一術語符號。

⑶條文說明中不得做補充規(guī)范或加以延長；說明的內(nèi)容及條

文一樣，并應說明規(guī)范的主要依據(jù)及執(zhí)行條文時的主要留意事項。

(4)留意規(guī)范之間的相互協(xié)調(diào)，并體現(xiàn)鋼鐵企業(yè)的特點，不得

將其它規(guī)范的正文作為本規(guī)范的正文和附錄。

⑸規(guī)范中的技術術語、符號、代號，接受國際通用的符號和

國家標準683100~3102-93《量和單位》，GB/T20001.2-2019《標準

編寫規(guī)則第1部分:術語》，GB/T20001.2-2019《標準編寫規(guī)則第2

部分：符號》。

⑹仔細探討總結國內(nèi)外近年來鋼鐵企業(yè)高爐噴煤技術和閱

歷，主動接受國內(nèi)外已有的科技成果和先進標準。

⑺廣泛收集生產(chǎn)單位的實際狀況，深化了解生產(chǎn)單位的看法

和建議。

⑻納入規(guī)范正文的內(nèi)容成熟且行之有效。

⑼遵循高爐工藝設計規(guī)范的原則規(guī)定。

⑩適應高爐生產(chǎn)的須要。

(11)適應技術發(fā)展的須要。

2、確定了《規(guī)范》內(nèi)容的條文章節(jié)。

3、確定了《規(guī)范》各編制單位編寫的內(nèi)容分工。

4、確定了《規(guī)范》編制支配。

附件：

附件1參與會議代表名單

附件2國家標準《高爐噴吹煤粉工程設計規(guī)范》編制

大綱

《高爐噴吹煤粉工程設計規(guī)范》編制組

2007年8月24日

附件1

國家標準《高爐噴吹煤粉工程設計規(guī)范》第一次編制工作會議

參與會議代表名單

序號單位名稱代表姓名

1建設部標準定額司標準處王果英

2中國冶金建設協(xié)會郭啟蛟

3中冶賽迪工程技術股份有限公顏新

-=1

4中冶南方工程技術有限公司湯楚雄

5中冶華天工程技術有限公司韓忠禮

6周淑媛

中冶東方工程技術有限公司

7王衛(wèi)海

8上海寶鋼股份有限公司朱錦明

9北京首鋼設計院唐振炎

10鞍山鋼鐵集團公司湯清華

11胡曉東

12王潔

13吳啟常

14中冶京誠工程技術有限公司王艷民

15胡日君

16劉穎

17邱嘵紅

附件2

國家標準《高爐噴吹煤粉工程設計規(guī)范》編制大綱

1本規(guī)范編制組成員

主編單位：中冶京誠工程技術有限公司

參編單位：中冶賽迪工程技術股份有限公司

中冶南方工程技術有限公司

中冶華天工程技術有限公司

中冶東方工程技術有限公司

北京首鋼設計院

上海寶鋼股份有限公司

鞍山鋼鐵集團公司

2編制本規(guī)范的目的及意義

2.1高爐噴吹煤粉工程設計的現(xiàn)狀

2.1.1我國高爐噴煤發(fā)展歷程

在20世紀50年頭后期，世界上出現(xiàn)了噴吹煤粉的技術。1964

年，我國首鋼、鞍鋼領先把煤粉噴入高爐，揭開了中國煉鐵歷史中

新的一頁。起先由于噴煤缺乏閱歷，受平安的限制，高爐長期噴吹

無煙煤。到1973年已經(jīng)噴了十年煤粉的首鋼一號高爐早就創(chuàng)出了

月平均噸鐵噴煤量200kg以上的世界紀錄。

我國高爐噴煤的三個發(fā)展階段

(1)第一階段1964—1989年

中國高爐噴煤起步雖早，但發(fā)展較慢。這一階段的特點是噴吹

無煙煤，而且大部分只噴山西陽泉無煙煤。由于無煙煤供不應求，

當時大都噴吹未洗原煤，有的煤灰份高達20%以上，置換比很低。

加上風溫水平低，全國重點企業(yè)年平均噸鐵噴煤量在60kg以下,徘

徊了十幾年。

（2）其次階段1990—2019年

1990年，鞍鋼高爐噴吹煙煤試驗勝利，寶鋼二號高爐引進了噴

吹煙煤平安技術，一些企業(yè)起先噴吹煙煤或混合煤。在此期間重點

企業(yè)年平均風溫從970℃提高到了1075C,礦石進口量從每年1400

萬噸增加到5500萬噸。高爐原、燃料條件逐步改善，2019年重點

企業(yè)年平均噸鐵噴煤量達到11妹g,首次超過lOOkgo然而我國焦

炭成本在鐵水成本中所占的比例大大低于國外，廉價焦炭導致高爐

噴煤的經(jīng)濟效益無法體現(xiàn)。

（3）第三階段2000年以后

煤焦價格漸漸及國際接軌，噴煤經(jīng)濟效益的大幅度提高使我國

高爐噴煤進入了一個新的發(fā)展階段。2019年全國58家大型及地方

骨干鋼鐵企業(yè)年平均噸鐵噴煤量125kg,其中，寶鋼1號高爐年平

均噸鐵噴煤量達到了233kgo月平均噸鐵噴煤量為260.6kg,噴

煤率（噴煤比/燃料比）為51%。

高爐噴煤是變更高爐能源結構的關鍵技術，是一項有效的節(jié)能

措施。高爐以煤代焦，可以緩解焦煤的資源短缺，降低生鐵成本。

高爐噴煤具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益，因此，要求新建或改造

的高爐必需設置噴煤設施是必定的結果。

2.1.2高爐最佳噴煤量的設定

一般狀況下，設計單位都是依據(jù)工廠提出的鐵水產(chǎn)量和要求的

最大噸鐵噴煤量來確定噴煤車間的實力。作為設計單位也有責任幫

助工廠對最佳噸鐵噴煤量的設定值進行核算。

每座高爐都有一個及冶煉條件有關的最佳噴煤量，最佳噴煤量

是指具有最佳綜合經(jīng)濟效益時的噴煤量。高爐條件改善了最大噴煤

量也隨著提高，對一些的確要變更條件，如增加富氧率的高爐來說,

設計噴煤設施時噴煤實力要留有適當?shù)挠嗟亍?/p>

高爐噴吹煤粉量應依據(jù)原料、燃料、風溫、富氧、鼓風含濕和

爐頂壓力等條件確定。噴吹量要適當，噴入煤粉的碳素應有效利用,

提高置換比。

《規(guī)范》舉薦的高爐噴煤量見表2-1

表2-1

富氧率，%0~1.01.0~2.02.0~3.02

3.0

每噸鐵噴煤100^130130^170170^2002

量，kg/t200

2.1.3噴煤車間的設計內(nèi)容和范圍

高爐噴煤車間噴煤工藝設施主要包括原煤儲運系統(tǒng)、干燥惰化

系統(tǒng)、煤粉制備系統(tǒng)、噴吹系統(tǒng)、空壓站，以及協(xié)助設施等。干脆

噴煤車間工藝流程見圖2-1。

圖2-1噴煤車間工藝流程示意圖

1一抓斗起重機；2一配煤斗；3一給煤機；4—除鐵器；5—大傾角

膠帶機；6—原煤倉；

7一封閉式自動稱重給煤機；8—磨煤機；9—布袋收粉器；10一鎖

氣器；11—煤粉篩；

12—煤粉倉；13一噴吹罐；14—煤粉安排器；15一煤粉噴槍；16-

主排煙風機；

17—煙氣升溫爐；18一熱風爐煙氣引風機；19一助燃風機

2.1.3.1原煤儲運系統(tǒng)

1)原煤貯運工藝流程

原煤儲運系統(tǒng)，包括干煤棚、卸車、倒堆、裝煤、輸送等配套

設備。

無論南方或北方的工廠，一般都要建一個防雨的儲煤場。大型

噴煤車間大都接受橋式抓斗起重機進行卸車、倒堆和裝煤作業(yè)。

用火車運入原煤時，設卸煤機械。用汽車進入原煤時，一些小型

噴煤車間不設橋式抓斗起重機和棧橋，接受輪式裝載機進行倒堆和

裝煤作業(yè)。噴吹混合煤時，儲煤場內(nèi)設2?3個儲煤斗，下設放開式

帶式稱重給煤機或可調(diào)園盤給煤機，對不同揮發(fā)分的煤進行配煤，

然后經(jīng)帶式運輸機或大傾角帶式運輸機將原煤送到制粉跨原煤倉

頂部。當設計有多個原煤倉時，可用可逆帶式運輸機，卸料器將原

煤裝入各個原煤倉中。

2)工藝設計須要考慮主要參數(shù)

序項目設計考慮參數(shù)備注

號

1干煤棚貯存按生產(chǎn)7~8天考慮天數(shù)要依據(jù)煤源條件

煤量調(diào)整

2配煤設施依據(jù)煤種設2?3個配煤

斗

3皮帶機運輸設備要求為正常運輸主要考慮原煤倉須要

實力實力200%緊急加滿料

3)原煤貯運系統(tǒng)環(huán)保、衛(wèi)生、平安措施

(1)原煤貯運接受封閉廠房或半封閉廠房。

(2)原煤場設干燥打水設施。

(3)原煤運輸揚塵點設除塵設施。

（4）在上煤帶式輸送機的平段上設有電磁除鐵裝置。

4）目前設計遇到問題

（1）原煤倉配煤斗在冬季下煤不流暢。

（2）帶抓斗干煤棚土建結構設計，設計的工作制度確定為中級。

（3）在煤場四周路上設消防井。

2.1.3.2煤粉制備系統(tǒng)

1）制粉系統(tǒng)工藝流程

煤粉制備系統(tǒng)包括原煤倉、插棍閥、封閉式自動稱重給煤機、

磨煤機、布袋收粉器、主排煙風機、系統(tǒng)管道、閥門等。

該系統(tǒng)實行負壓操作（帶有煤粉的煙氣均處在負壓狀態(tài)下），除

布袋收粉器外，一般都不再設有其他收粉裝置。布袋收粉器落粉管

上裝有鎖氣器和煤粉篩。

2）工藝設計主要參數(shù)

序項目主要考慮因素備注

號

1設備配置

1.1磨煤機臺數(shù)不考慮備用，單

臺設備實力富啟

量按考

慮

1.2主排煙風機

1.3煙氣引風機

1.4布袋收粉器風速~0.8m/min

2系統(tǒng)氣體速度

2.1磨煤機一次風管V=25m/s

道

2.2磨煤機出口管道V=18m/s

2.3布袋出風口管道V=15m/s

3系統(tǒng)溫度

3.1磨煤機一次風進250℃"300℃

口溫度

3.2磨煤機出口溫度85℃

3.3布袋進口溫度<120℃

4系統(tǒng)壓力

4.1磨煤機進口壓力-500"-1000Pa

4.2磨煤機出口壓力-5000"-6500Pa

3）制粉系統(tǒng)環(huán)保、衛(wèi)生、平安措施

（1）煤粉制備系統(tǒng)盡可能靠近高爐，力爭實現(xiàn)制粉及噴吹裝置

合并的干脆噴吹流程。

（2）煤粉制備系統(tǒng)接受負壓操作，有利于平安和環(huán)保。

（3）煤粉制備車間在南方可接受放開廠房結構，北方接受半封

閉結構。封閉廠房廠房按粉塵爆炸計算卸爆面積。

（4）煤粉制備車間設有消防措施，目前設計消防絕大部分接受

高壓水消防，有部分噴煤車間接受水霧消防。消防設計應符合消防

規(guī)范。

（5）煤粉制備系統(tǒng)設計設有氮氣吹掃管道和蒸汽吹掃管道。

（6）煤粉制備系統(tǒng)是密閉系統(tǒng)，內(nèi)部有為煤粉，在高揮發(fā)份煙

煤生產(chǎn)條件下將有可燃氣體揮發(fā)，故須要在系統(tǒng)設計考慮一系列防

火、抑爆、卸爆措施。

a）溫度檢測報警監(jiān)控

?磨煤機進口檢測溫度，依據(jù)煤種設溫度上限報警，＜300℃

?磨煤機出口檢測溫度，依據(jù)煤種設溫度上限報警，＜85℃

?布袋入口檢測溫度，＜90℃

?布袋出口檢測溫度，＜70℃

?煤粉倉檢測溫度，V70℃

b限制系統(tǒng)的氧含量，檢測可燃氣體含量

?檢測磨煤機入口一次風氧含量

?檢測布袋出口氣體氧含量

?檢測煤粉倉內(nèi)氣體氧含量

?檢測磨煤機一次風進口CO含量

?檢測布袋出口CO含量

?檢測煤粉倉內(nèi)氣體CO含量

c限制系統(tǒng)氣體氧含量

?磨煤機設備設有緊急充氮管道，通過磨煤機出口溫度和一次風氧

含量限制緊急充氮。

?布袋收粉器箱體設有緊急充氮管道，通過布袋收粉斗內(nèi)溫度和布

袋出口氣體氧含量檢測限制緊急充氮

?煤粉倉緊急充氮，通過檢測煤粉倉內(nèi)溫度和氣體氧含量限制緊急

充氮

煤粉制備系統(tǒng)是密閉系統(tǒng)，系統(tǒng)中貯存煤粉處設有氮氣惰化氣

體管道，例如：磨煤機出口管道、布袋收粉器收粉斗底部，煤粉倉

錐部。

d設備及管道卸爆裝置

?升溫爐熱風爐廢煙氣進口設有卸爆片，防止CO引發(fā)爆炸，起到

愛護風機作用。

?磨煤機進口設有卸爆片，防止co引發(fā)爆炸，起到愛護磨煤機作

用。

?磨煤機出口管道設有卸爆片，防止煤粉粉塵爆炸和co引發(fā)爆炸,

設計數(shù)量和規(guī)格須要探討確定。

?布袋收粉器中箱體設有卸爆片或卸爆閥。

?煤粉倉倉頂設有卸爆片或卸爆閥。

e設備及管道設計壓力等級

?立式中速磨煤機機體設計耐壓強度小于0.35MPa

?布袋收粉器設計耐正壓15KPa,耐負壓依據(jù)主排煙風機最大實力

確定

?煤粉倉設計壓力小于lOKPa,不按壓力容器設計。

?管道設計壓力及設備一樣。

注：設備和管道在施工過程中必需嚴格重視壓力運用范圍，特

殊是密閉煤粉倉，煤粉倉在常壓下工作，但是煤粉倉在運用中由于

噴吹罐的放散，煤粉倉流化等會使布袋出現(xiàn)壓力波動，因此在設計

時要考慮該因素影響。盡量接受圓形結構。

2.1.3.3干燥惰化系統(tǒng)

1）干燥惰化系統(tǒng)工藝流程

干燥惰化系統(tǒng)，包括接入噴煤車間的高爐熱風爐煙氣管道、煙

氣引風機、煙氣升溫爐及相應設施。

煙氣升溫爐有臥式和立式兩種。升溫爐燃燒器上除有高爐煤氣

和助燃空氣入口外還有焦爐煤氣（自然氣）入口，用以點火和?；稹?/p>

在升溫爐煙氣出口處，設有升溫爐煙氣和熱風爐煙氣的混合室，以

及升溫爐煙氣放散閥。

磨煤機煙氣入口管道上設切斷閥和旁通冷空氣入口閥。當引用

熱風爐煙氣遇到困難時或沒有熱風爐煙氣（融熔還原煉鐵廠的噴煤

車間）時，可以考慮運用磨煤機煙氣自循環(huán)工藝，用自循環(huán)煙氣代

替熱風爐煙氣。

2）干燥惰化系統(tǒng)參數(shù)設計

序項目參數(shù)確定考慮因素備注

號

1升溫爐及磨煤機數(shù)量一樣，依據(jù)一次風管道設

滿意磨煤機最大出力計要求確定升溫爐

要求的風量爐頭混風形式。

2高爐煤氣用加熱氣體到300℃須

量景里

3助燃空氣燃燒空氣過剩系數(shù)按依據(jù)高溫氣體的理

1.2考慮論燃燒溫度確定。

4高熱值煤氣50"100Nm3/h（參考升溫爐點火和愛護

值）用。

5煙氣引風機依據(jù)廢煙氣管道阻損磨制煙煤引熱風爐

和須要煙氣量確定風廢煙氣用。

機全壓。

6升溫路爐內(nèi)限制在

操作壓力-500Pa"-1000Pa范圍

內(nèi)

3）干燥惰化系統(tǒng)平安、環(huán)保措施

（1）煤氣管道設有氮氣吹掃煤氣的吹掃管道，同時設有備用蒸

汽吹掃管道。

(2)升溫爐設有火焰檢測裝置，滅火報警。

(3)自動點火裝置依據(jù)工藝整體自動化水平確定。

(4)煙氣引風機和升溫爐之間管道設有卸爆片。

(5)升溫爐間接受放開式或半封閉廠房結構，保證良好通風。

(6)升溫爐區(qū)電氣，儀表選型按防爆型設計。

2.1.3.4煤粉噴吹系統(tǒng)

噴吹系統(tǒng)，包括煤粉倉、倉下安排煤粉裝置、噴吹罐、儲氣罐、

蒸汽加熱器、分氣包、噴吹管線、閥門、補氣器、煤粉安排器、縮

徑噴咀、測堵裝置、煤粉噴槍等。

煤粉倉底部設有氮氣流化和惰扮裝置，煤粉倉和噴吹罐之間設

煤粉安排裝置和下煤閥門。及噴吹罐配套的閥門有：充壓、排壓、

補壓、流化、出口(調(diào)整)，二次補氣等閥門。噴吹系統(tǒng)中設氮氣

儲氣罐，壓縮空氣儲氣罐和蒸汽加熱器(用于加熱氮氣和壓縮空

氣)。

1)高爐噴煤工藝的分類

(1)以制粉車間和噴吹車間的位置區(qū)分，可以分成干脆噴吹

和間接噴吹兩種工藝。

制粉、噴吹裝置合并的集中噴吹系統(tǒng)稱為干脆噴吹系統(tǒng)，不僅

節(jié)約基建投資，節(jié)約能耗，也可簡化操作和修理。目前國內(nèi)外許多

企業(yè)接受這種流程，因此，《規(guī)范》規(guī)定制粉間布置盡量靠近高爐,

高爐噴煤宜接受干脆噴吹方式，噴吹站盡量靠近高爐。

(2)以噴吹罐的排列方式劃分，可以分為串罐和并罐兩種型式。

井罐及串罐相比，具有降低廠房高度和稱量精確等優(yōu)點，是國

內(nèi)外高爐噴煤設施中的主要型式。目前大數(shù)多噴煤設施接受并罐。

高爐接受并罐方式時，噴吹罐的數(shù)量和配置型式有多種。

a一座高爐配置四個噴吹罐

b一座高爐配置三個噴吹罐

c一座高爐配置兩個噴吹罐

這是國內(nèi)外最常見的配置方式。及高爐休風協(xié)作檢修更換閥門，

不設備用罐，兩個罐同樣可以配成雙總管雙安排器。

d兩座高爐合用三個噴吹罐

e兩座高爐合用兩個噴吹罐

(3)多支管和總管加安排器

從管路配置劃分：有多支管和總管加安排器兩種。

噴吹罐出口接有許多根管子，一根管子干脆連接一根噴槍或二

根噴槍稱為多支管方式。多支管方式有它的局限性，一是阻損大，

一般只能用于噴吹距離小于200m；二是只能及串罐型式協(xié)作運用。

噴吹罐出口先接總管，通過一個安排器分成若干根支管，每根

支管接一根噴槍，稱為總管加安排器方式。

(4)上出料和下出料

上出料方式是把流化板放在噴吹罐底部，流化后的煤粉被罐內(nèi)

壓力向上送進帶有喇叭口的噴吹管內(nèi)，上行一小段距離后從側面出

罐。

下出料方式是把流化套(器)放在噴吹罐錐體的出口段，流化

后的煤粉被罐內(nèi)壓力向下壓送進入噴吹管，然后噴吹管再轉向上

行。

上出料和下出料兩種出料方式?jīng)]有什么本質(zhì)上的差別，都是靠

罐壓壓出煤粉，只是煤粉進入噴吹管的位置和方向不同，先上行和

后上行的不同，罐內(nèi)上行和罐外上行的不同。大型高爐接受下出料

方式的較多一些。

2）噴吹系統(tǒng)氣源配置

（1）噴吹無煙煤

噴吹罐接受壓縮空氣作為噴吹氣源，噴吹管道補氣接受壓縮空

氣。

（2）混合煤噴吹

混合煤粉噴吹接受氮氣噴吹，噴吹罐內(nèi)操作氣體必需用氮氣，

噴吹管道補氣氣源接受壓縮空氣或氮氣由噴吹煤氣濃度和揮發(fā)份

確定。

（3）噴吹系統(tǒng)氣源設有貯氣罐，穩(wěn)定氣源。

3）噴吹車間

噴煤車間廠房是接受放開或半封閉廠房。

4）噴吹系統(tǒng)平安、衛(wèi)生、環(huán)保措施

（1）噴吹系統(tǒng)主要設備是噴吹罐，噴吹罐工作為密閉壓力容器。

噴吹罐設有平安閥。

（2）氮氣氣源總管設有平安閥，保證系統(tǒng)工作壓力不超過設計

壓力。

（3）噴吹罐內(nèi)設有溫度檢測，通過罐內(nèi)溫度推斷是否存在煤粉

自燃。

（4）噴吹系統(tǒng)設有壓縮空氣和氮氣兩種氣源時，此兩種氣源可

切換。

（5）煤粉管道設有氮氣吹掃管道。

（6）氮氣貯存管道或容器，設有檢修用蒸汽或壓縮空氣吹掃管

道。

（7）噴吹罐及煤粉噴吹管設有保溫。尤其對用壓縮空氣噴吹的

煤粉管道，在東北寒冷地區(qū)可考慮蒸汽伴熱。

（8）煤粉管道接受法蘭連接處用導線連接，噴吹系統(tǒng)必需保證

牢靠接地，消退靜電。

（9）煤粉噴吹氣體設有蒸汽加熱裝置，保證煤粉輸送中無冷凝

水析出，同時通過加熱氣體輸送煤粉，提高煤粉流淌性。

2.1.4噴煤車間主要設備的選擇及其實力的確定

由于增加噸鐵噴煤量是一項系統(tǒng)工程，而增加噴煤設備的實力

比較簡單，事實上除了各方面條件好的高爐一段時間內(nèi)能夠達到每

噸生鐵的最高噴煤量250kg/t外，絕大多數(shù)高爐還存在相當大的差

距。

《規(guī)范》規(guī)定，噴煤設備的最大實力應以正常產(chǎn)量時的噴煤量

為基礎,富有20%。

1）原煤倉

原煤倉的個數(shù)和磨煤機臺數(shù)相對應，最好接受園筒形直段，雙

曲線錐段結構。凹凸料位的測定接受對人體無害的料位儀。

為了滿意上煤系統(tǒng)設備（膠帶機）檢修時間要求，原煤倉必需

有相應的存煤容積。在高爐噴煤設施中，儲煤實力除了原煤倉以外

還有煤粉倉，原則上兩個倉的儲煤實力應當加在一起考慮。在接受

磨煤機系統(tǒng)煙氣自循環(huán)工藝時，為了降低磨煤機的漏風率，應當適

當加大原煤倉的容積（特殊是高度），倉內(nèi)料面保持足夠的高度可

以削減從原煤倉漏入磨煤機的冷風量，降低制粉系統(tǒng)的含氧率。設

計原煤倉容積時應當區(qū)分對待接受兩種不同工藝的狀況。

原煤倉下應設有手動插棍閥，當檢修下面稱重給煤機時運用。

2）給煤機

封閉式自動稱重給煤機可以按設定值勻稱給煤。封閉型式給煤

機可以制止漏風，這對接受煙氣自循環(huán)制粉系統(tǒng)工藝特殊重要。

3)磨煤機

高爐噴吹煤粉的粒度有兩類：粒煤的粒度較粗，＜2mm的粒度

在95%以上；細磨煤粉的粒度應達到肯定的粒度。

《規(guī)范》對煤粉粒度作了調(diào)整，要求煤粉粒度R74的應小于40%,

含水量應小于1.5%o

國外和國內(nèi)新建的噴煤設施主要接受立式中速磨。國內(nèi)產(chǎn)品中

有北京電力設備總廠的ZGM型磨煤機，沈陽重型機器廠的MPS型磨

煤機，上海重型機器廠的HP型磨煤機，合肥水泥探討設計院設計

生產(chǎn)的HRM型磨煤機以及中國冶金設備南京公司的EM型磨煤機等

可供選用。

影響磨煤機出力的有三個參數(shù)：原煤的可磨性系數(shù)、煤粉細度

和原煤水份，其中影響最大的是原煤的可磨性系數(shù)。ZGM、MPS磨煤

機的實際出力計算見公式2-1。

Q^Q,XfGXfFXf,(2-1)

式中0——磨煤機的實際出力，當磨煤機在碾磨件磨損后期運行

時，磨煤機的出力0要下降5%；

a—磨煤機的標準出力；

￡?——哈氏可磨度修正系數(shù)；

￡——煤粉細度修正系數(shù)；

方一一原煤水份修正系數(shù)。

4)布袋收粉器

《規(guī)范》規(guī)定，粉煤收集應接受一級負壓布袋收集系統(tǒng)。排放

氣體含塵濃度應小于50mg/Nm3o

布袋收粉器的反吹清粉方式有低壓脈沖和氣箱反吹兩種方式。

要求布袋選用防靜電材質(zhì)。布袋的壽命除了及材質(zhì)、質(zhì)量有關外，

及通過布袋的煙氣流速干脆相關，建議取0.7~1.Om/mino

布袋面積的計算公式見2-2o

''確273101325-Pbfi

式中Ah---布袋總面積，m"；

心一一磨煤機出口煙氣量，Nm7h；

Vbi漏入布袋氣體量，Nm,7h；

面一一布袋入口煙氣溫度，℃；

\Pbfi\一一布袋入口煙氣負壓肯定值，Pa；

Vbf通過布袋煙氣實際流速，m/mino

5）煤粉倉

煤粉倉主要是考慮制粉設備出現(xiàn)故障時起緩沖作用。在制粉設

備出現(xiàn)故障時，煤粉倉能滿意高爐變料周期的須要。煤粉倉的總容

積應滿意制粉系統(tǒng)發(fā)生故障時高爐變料的要求。噴煤設施中的煤粉

倉個數(shù)應當是越少越好，兩臺磨煤機應當合用一個煤粉倉，幾座高

爐共用一套噴煤設施時也可以合用一個煤粉倉。

煤粉倉幾何容積中的75—80%為煤粉倉的最少儲煤容積，常常

儲有煤粉，當磨煤機系統(tǒng)發(fā)生突然事故時用以滿意高爐變料時間

（冶煉周期）的用煤要求。幾何容積中的20—25%用以調(diào)整緩沖磨

煤量和噴吹量之間的不平衡用以及給煤粉倉留有肯定的空間。

6）主排煙風機

選用主排煙風機時要確定三個參數(shù)，即流量、全壓、和功率

a.實際流量計算

主排煙風機入口煙氣實際流量可按下式（公式2-3）計算：

273+t碰x101325

Vmff]—VmffjX273X101325-|^|

(2-3)

3

式中Vmffi一一主排煙風機入口煙氣實際流量，m/h；

Vmffi一一主排煙風機入口煙氣標準狀態(tài)流量，Nm7h；

——主排煙風機入口煙氣溫度，℃；

|只“」一一主排煙風機入口煙氣壓力肯定值，Pa。

b全壓計算

主排煙風機的全壓值2m.等于入口負壓和出口正壓肯定值之

和，可按下式計算：

Pmffk|Pmffi|+|Pmffo\(2-4)

|Pmffi\=\△Pniir△Pmot+AP十△Pfq共△Pnif?t

(2-5)

式中Pm——主排煙風機全壓，Pa；

IPmffiI一一主排煙風機入口煙氣負壓肯定值，Pa；

IPmt-f0I一一主排煙風機出口煙氣正壓肯定值，Pa；

1^-1一一磨煤機入口煙氣負壓肯定值，Pa；

△此一一磨煤機阻損，Pa；

△Pm“一一磨煤機出口煙氣管道阻損，Pa；

△丹一一布袋收粉器阻損，Pa；

△辦二一機后流量計阻損，Pa；

△只以一一主排煙風機入口煙氣管道阻損，Pao

主排煙風機出口煙氣正壓肯定值為：

IE/rJ=△(2—6)

式中一一消聲器阻損，Pa；

△Pmfot一一主排煙風機出口煙氣管道阻損，Pao

7）煤粉倉下部流扮裝置、加煤分料管和閥門組

a煤粉倉下部流扮裝置

煤粉倉下部流扮裝置是促使噴吹罐裝煤順暢和加快下煤速度的

有效部件。煤粉倉下部流扮裝置一般接受三種方式：外圈流化方式、

內(nèi)圈流化方式和底部流化方式。

b加煤分料管

加煤分料管有兩類型式：單管連接和樹枝狀分叉連接。

單管連接，當倉下有4個噴吹罐時，在煤粉倉錐段底部開有4

個出口，每個出口和每個噴吹罐之間連接一根加煤管。

另一類是樹枝狀分叉連接管，從煤粉倉錐段底部引出一根總管

分成『6根支管，每根支管和一個噴吹罐連接，接受樹枝狀分叉管

口寸支管及水平面的夾角不宜小于60°。

每根加煤管上設三個閥門，最上面為手動閥門。當檢修中、下

閥時，切斷煤粉倉下煤通道，平常處在常開狀態(tài)。中閥為氣動閥門，

在加煤作業(yè)完成時切斷煤流，不要求它起密封罐壓作用。下閥也是

氣動閥門，其功能是當噴吹罐充壓，待噴或噴吹作業(yè)時起密封作用，

一般都選用密封性能良好的偏心鐘閥或偏心球閥。

8）噴吹罐

以常用的總管加安排器并罐工藝為例，每個噴吹罐的限制用閥

門有：加煤閥、充壓閥、排壓閥、補壓閥、流化閥、出口閥、二次

補氣閥等。其中，加煤閥、充壓閥、排壓閥，選用氣動開閉閥。補

壓閥、流化閥、二次補氣閥選用具有自動調(diào)整功能的開閉閥，或者

選用一個調(diào)整閥加一個開閉閥。出口閥選配煤粉流量調(diào)整閥或氣動

開閉閥。二次補氣閥通常隨著二次補氣裝置安裝在總管起始端，亦

可安裝在噴吹罐出口管道上。

a噴吹罐的有效容積

噴吹罐為高壓容器。在滿意倒換罐的條件下，其容量應盡量小

一些。目前已經(jīng)提高了噴煤系統(tǒng)的自動化水平，煤粉在噴吹罐內(nèi)的

流化狀態(tài)改善，噴吹一罐煤粉的時間傾向于按25min設計。

《規(guī)范》綜合考慮舉薦，噴吹罐的容量以滿意噴吹25~40min

為宜。

b噴吹罐的排壓

當接受間接噴煤工藝時，噴吹罐的排壓氣排至煤粉倉上的倉頂

布袋。當接受干脆噴吹工藝時，因為已經(jīng)有了大布袋，一般都將排

壓氣排至布袋收粉器入口或煤粉倉。

c噴吹罐煤粉稱重校正

《規(guī)范》規(guī)定，噴吹煤粉要求計量精確，安排勻稱。

高爐噴煤量接受累計噴吹罐的噴煤次數(shù)和每一罐煤粉的稱重值

進行計算。每罐煤粉稱重值等于裝煤完了以后的滿罐稱重值減去倒

罐前的剩煤稱重值，但是在稱取煤粉重量時包括了罐內(nèi)的氣體重

量，因此造成肯定的誤差，罐壓越高，誤差值越大。精確的計量應

當運用煤粉稱重校正值外

(273)

W-V,xPx'xv

”,hw273+r8

[g)

7;c273(2-7)

Pwx-2--7---3--+---乙---x乙y

1—上

了cds

式中Wc---校正后的噴吹罐煤粉稱重值，kg

網(wǎng)——未經(jīng)校正的噴吹罐煤粉稱重值，kg；

匕h——噴吹罐的幾何容積，m3；

PM---噴吹罐的工作壓力（表壓），bar；

te一一噴吹罐內(nèi)氣體溫度，℃；

九一一噴吹罐內(nèi)氣體在標準狀態(tài)下的重度，kg/Nm3；

Yeds---煤粉顆粒真比重，kg/m3o

9）二次補氣器

二次補氣器是裝在噴煤管路中的一個部件，用于補加噴吹氣。

二次補氣器的型式許多，有引射式、環(huán)縫式、旋切式、流化管式等。

10）煤粉篩

煤粉篩是用以篩除夾雜在煤粉中的木屑和織物纖維等雜物的設

備。國內(nèi)一般都安裝在煤粉倉上面的布袋落粉管末端。在運用中存

在的問題是布袋落粉管鎖氣不嚴，布袋產(chǎn)生的抽力，使煤粉不能順

暢地通過篩面，煤粉和雜物一起糊住篩面，甚至造成煤粉向外泄漏。

有些工廠已經(jīng)把裝好的煤粉篩拆掉，有些設計干脆不裝煤粉篩，只

靠裝在總管上的兩個篩網(wǎng)來過濾雜物，用人工清除。其次、一般套

用通用振動篩，不能滿意煤粉篩的功能要求。一般振動篩的篩上物

料多，功率和振動比較大，而煤粉篩只篩除少數(shù)纖維雜物，要求篩

面角度大。目前已有工廠，如德龍鋼鐵廠自已設計制造了專用的煤

粉篩，期盼能有新的標準設備可供選用。

11）煤粉安排器

煤粉安排器是將一根總管分成若干根支管的一個噴煤部件。國

內(nèi)已經(jīng)運用安排器的支管數(shù)最多的是武鋼5號高爐的煤粉安排器，

1根總管分成32根支管。寶鋼高爐噴煤,每座高爐都用兩個安排器,

一個安排器的支管接奇數(shù)風口，另一個接偶數(shù)風口配置。

12）煤粉噴槍和氧煤噴槍

煤粉噴槍的材質(zhì)一般選用!Crl8Ni9Ti不銹耐熱鋼管。為了提

高壽命，前面一段選用耐熱性能更好的材質(zhì)。一些廠還用過自擴散

滲鋁管噴槍也取得了很好效果。為了冷卻噴槍，在直吹管上裝有空

冷或水冷套管，用來冷卻噴槍外壁。

為了取得富氧大噴煤的最佳效果，使風口前的氧、煤更好混合,

提高燃燒率，德國、瑞典等一些高爐長期運用氧煤噴槍。將富氧量

中的部分氧氣，經(jīng)氧煤噴槍進入風口。試驗證明，一個風口裝一支

氧槍、一支煤槍的運用效果，不如一支同軸氧煤噴槍好。同軸氧煤

噴槍分為：內(nèi)管通過煤粉、外管通過氧氣，或者內(nèi)管通過氧、外管

通過煤粉兩種型式。外管通過氧氣的優(yōu)點是可以用冷氧氣冷卻煤管

外壁，使其溫度W900C,內(nèi)管通過氧氣的優(yōu)點是可以縮短煤粉點

火時間提高燃燒效率。德國施韋爾根(Schwelgern)廠試驗結果：

內(nèi)管通過煤，煤粉距噴槍出口端300mm處起先燃燒。內(nèi)管通過氧氣,

煤粉距噴槍出口端50mm處起先燃燒。

國外運用氧煤噴槍時，有嚴格的保證平安措施，除了氧槍入口

處裝有粉末冶金阻燃件外，還必需裝有氧、氮氣快速轉換裝置(每

根支管一組)，遇到發(fā)生“流量異樣”或“溫度異樣”時，就自動

由送氧轉為充氮。

國內(nèi)鞍鋼、包鋼等廠曾做過氧煤噴的工業(yè)性試驗，由于各種緣

由至今尚未進入推廣應用階段

2.1.5磨煤機熱平衡簡化計算

磨煤機的熱平衡計算的步驟如下：

(1)先算出磨煤機熱量支出值。

(2)使磨煤機的熱量收入值等于磨煤機的熱量支出值。

(3)依據(jù)所選磨煤機所要求的一次風量，選用磨煤機入口煙氣

量(在磨煤機要求的一次風流量的90?110%范圍內(nèi)選擇)。

（4）驗算磨煤機入口煙氣溫度。當磨煤量取設計最大值、原煤

水份設定值在12%、煤粉水份設定值11.5%的條件下，算得的磨

煤機入口煙氣溫度在250~300℃的范圍內(nèi)比較合適。也可以依據(jù)設

定的磨煤機入口煙氣溫度，對磨煤機入口煙氣量進行適當調(diào)整。依

據(jù)磨煤機設備要求，入口煙氣量為一次風量90—110%范圍。

（5）計算升溫爐出口煙氣溫度和確定兌入的熱風爐煙氣溫度,

計算升溫爐煙氣量和熱風爐煙氣量。

（6）計算煤氣量和助燃空氣量。

2.1.6噴煤管路的設計及計算

2.1.6.1噴煤量及罐壓

在煤粉輸送過程中，噴吹罐的罐壓是氣體和煤粉兩相流克服管

路阻損，滿意噴煤要求的原動力。

當進行噴煤作業(yè)時，噴吹罐的壓力隨著噴煤量的增加而增加，

通過調(diào)整罐壓可以提高噴煤量。當罐壓已經(jīng)接近上限值時，還想提

高噴煤量，不能靠增加輸送煤粉氣體量的方法來解決問題，首先應

當計算一下氣體流速的凹凸，當流速高于容許值時，應當削減氣體

流量，提高濃度，才能達到在相同罐壓條件下增加噴煤量的目的。

2.1.6.2關于濃相輸送

濃相輸送具有節(jié)約氣量，削減高爐熱風溫降，以及削減管路系

統(tǒng)磨損等諸多優(yōu)點。因此，噴煤設計主見接受濃相輸送。

在不同條件下，都要盡可能提高噴煤濃度。實現(xiàn)高濃度噴吹的

關鍵有兩條：一是流速低，二是流化好。為了盡可能提高濃度，設

計管路時要取最低實際流速。在水平管道中，最低流速應大于沉降

速度，在垂直管道中最低流速應大于噎噴速度。在沒有實際試驗數(shù)

據(jù)時，考慮到煤粉細度和顆粒比重的差別，建議最低實際流速取

4?5m/s(噴吹管道起始位置)。操作時還可以依據(jù)本廠閱歷降低最

低流速，提高濃度。所謂流化好是指噴吹罐出口處接受良好的流扮

裝置和運用適量穩(wěn)定的流化氣，二次補氣裝置也應滿意氣體和煤粉

混合勻稱和氣量穩(wěn)定的要求，兩相流的勻稱穩(wěn)定輸送也是提高濃度

的關鍵措施。

2.1.6.3噴吹罐的工作壓力

假如接受全氮工藝噴吹煙煤。當有條件供應較高的氮氣壓力時,

應適當提高噴吹罐的工作壓力。接受較高的罐壓可以相應減小管徑

提高濃度。

假如接受氮氣和壓縮空氣工藝，噴吹罐的工作壓力比供氮氣的

最低壓力低0.2MPa。

2.1.6.4“以流量換壓力”的條件

在噴煤管路設計時，遇到下列狀況可以接受“以流量換壓力”

的方法：

“以流量換壓力”就是選擇噴吹管路時，管徑、用氣量適當留

有富有，適當降低罐壓和噴煤濃度。

(1)設計遠距離噴吹管路系統(tǒng)時，受到工廠已有供氣壓力的限

制。

(2)選擇空壓機的壓力時，應考慮經(jīng)濟上的合理性。

(3)幾座高爐共用一個噴煤車間，噴吹距離有遠有近，其中一

座高爐又大又遠，假如依據(jù)這座高爐的須要選用空壓機的壓力，對

其他高爐來說富有太多，此時可以實行“流量換壓力”的方法，降

低空壓機的壓力。

(4)當沒有設計超遠距離噴吹系統(tǒng)的把握時，可以考慮“以流

量換壓力”的方法，保證順當投產(chǎn)。

2.1.6.5噴吹用氣量及其計算

在噴吹系統(tǒng)中，噴吹用氣主要有四種：充壓用氣、補壓用氣、

流化用氣和二次補氣。

(1)充壓用氣。

噴吹罐在常壓狀態(tài)下加煤，然后用充壓氣將噴吹罐從常壓狀態(tài)

充壓到工作壓力后停止。

(2)補壓用氣

當噴吹罐進入噴吹狀態(tài)后，有壓氣體帶著煤粉顆粒從噴吹罐中

排出，同時須要補氣填補留下的空間，并隨時保持所要求的罐壓。

補壓氣分成兩部份，①一部份補壓氣量用以置換煤粉顆粒的體積的

氣體：在噴吹過程中，這部份補壓氣漸漸積累留在罐內(nèi)，當噴吹罐

轉到裝煤程序時隨著充壓氣一起排出罐外。②另一部份補壓氣：用

來填補隨著煤粉顆粒一起進入噴吹管道的有壓氣體留下的空間。

(3)流化用氣

為了使煤粉勻稱穩(wěn)定地流出罐外，在噴吹罐底部或噴吹罐錐段

下部通過流化板充入肯定量的流化氣，使煤粉顆粒流態(tài)化后進入噴

吹管道，流化氣通過流化板的流速有肯定的范圍，速度太低流化不

起來，速度太高流化層被擊穿。

(4)二次補氣

二次補氣的補壓氣量③由噴煤量的大小確定。噴煤量少時補壓

氣少；流化氣量受到擊穿速度的限制。兩種從罐內(nèi)輸出的氣體總量

達不到噴吹氣最低流速的要求時，必需在總管起始端(或噴吹罐出

口)加入二次補氣來滿意噴吹氣量的要求。

四種噴吹用氣的計算公式見式(2-8)~(2-12)。

(1)噴吹罐充壓用氣量按下式計算

囁=[%x匕+(%一匕,“加(2-8)

式中%--噴吹罐充壓用氣量，Nm7h；

嗑一一罐內(nèi)煤粉在高料位的體積，m3；

匕——煤粉中氣體體積所占的百分比，%;

陷——噴吹罐幾何容積，m3；

P“——噴吹罐工作壓力(表壓)，bar；

Tc----倒罐周期時間，min。

K——煤粉中顆粒體積所占的百分比，％；

九"一一煤粉堆比重，t/m'；

3

八一一煤粉顆粒真比重，t/mo

(2)補壓用氣量分為兩部份

置換煤粉顆粒的補壓氣量①按下式計算：

4?(2-9)

式中：K?——用以置換煤粉顆粒的補壓氣量，Nm7h;

0,——噴煤量，t/ho

進入噴吹管道中的補壓氣量②按下式計算：

j②(2-10)

3

式中心②一一進入噴吹管道中的補壓氣量，Nm/h;

2——噴煤量，t/ho

(3)流化用氣量按下式計算

Vfi=60x%x(%+l)xu/1

(2-11)

式中K1——流化氣量，Nm3/h；

An---流化板總面積，

八一一流化氣通過流化板的實際流速，m/so

（4）二次補氣量按下式計算

嚷③=V?~Vfi

（2-12）

式中：V?——二次補氣量，Nm7h；

3

Vig-―噴吹氣量，Nm/h；

V?——進入噴吹管道中的補壓氣量，Nm7h;

3

Vfi——流化氣量，Nm/ho

2.1.6.6氣、煤兩相流總阻損的確定

1）在噴煤管路系統(tǒng)中，氣、煤兩相流各部份的阻損

a.計算噴煤管路系統(tǒng)中氣、煤兩相流的總阻損是確定噴吹罐工

作壓力的依據(jù)。管路系統(tǒng)總阻損中，除了管道阻損以外，還包括了

管路系統(tǒng)中各個部件的阻損。兩相流總阻損包括了噴吹罐出口煤流

調(diào)整閥、二次補氣器、噴煤總管、分總管、煤粉安排器、噴煤支管、

縮徑噴咀、噴煤槍等的阻損。其中管道的阻損可以應用氣力輸送的

常規(guī)公式或閱歷公式進行計算，而各種部件一般都選用標準產(chǎn)品或

專有技術產(chǎn)品，它們的阻損都應由供貨方依據(jù)自己產(chǎn)品的結構型式

在出廠前，對不同流速、濃度和氣體、煤粉特性等條件下，所得到

的試驗數(shù)據(jù)供應應用戶，然而目前絕大部分產(chǎn)品供貨方都沒有做到

這一點，只能由設計人員依據(jù)自己的閱歷來設定。

b.噴煤管路系統(tǒng)中各種部件，兩相流阻損值范圍

在一般狀況下，因為部件結構型式各異，噴煤設計人員無法作

出精確的設定，最多只能依據(jù)同類型部件在運用中的實際數(shù)據(jù)進行

估計。表2-2為各種部件的阻損值的范圍的參考值。該表只是噴煤

管路系統(tǒng)中，各種部件阻損值的大致范圍。

表2-2各部件兩相流的阻損范圍

部件名稱阻損值范圍，bar

煤粉流量調(diào)整0-2.0

閥

二次補氣器0-0.5

煤粉安排器0.5-1.0

縮徑噴咀1.0-3.0

噴煤槍0.5-1.0

2)噴煤管道兩相流阻損計算

在噴煤管道內(nèi)，既有垂直管道又有水平管道。在垂直管道中，

兩相流阻損包括以下四項：

(1)氣體及管壁的摩擦阻損；

⑵煤粉顆粒及管壁碰撞，以及顆粒之間相互碰撞所消耗的

能量；

⑶煤粉顆粒加速消耗的動能；

⑷在垂直管道內(nèi)，煤粉顆粒因重力產(chǎn)生的位勢。煤粉顆粒

上行時，靜壓力為正值；下降時靜壓為負值。

在水平管道中兩相流的阻損只包括前三項，第四項靜壓為零。

氣體也產(chǎn)生加速動能和靜壓的變更，然而相對數(shù)值微小，計算時忽

視不計。

在噴煤管道內(nèi)，兩相流總阻損計算公式⑵見式(2T3)。

△2+S=△//-+△RQ

(2-13)

△￡=△R，（1+癡）

式中△Pg+s---兩相流阻損，bar；

AP,——兩相流摩擦阻損，bar；

△PE0---煤粉顆粒重力壓損，bar；

AP?---煤粉顆粒加速動力壓損，bar；

△P&---氣體摩擦阻損，bar；

k——兩相流系數(shù)，

Hi---固氣比(濃度)，kg/kgo

在沒有實際試驗數(shù)據(jù)時，A值在0.5~1.0范圍內(nèi)選取。管徑小、流

速高時取低值，反之取高值。

氣體摩擦阻損用式(2-14)計算。

0.75*j.l-75

Zygfl_7

=1,M5X12/°XLXio(2-14)

式△E——氣體摩擦阻損，bar；

中

3

yga一一管段內(nèi)氣體實際平均密度，kg/m；

隊——管段內(nèi)氣體實際平均速度，m/s；

L---管段的內(nèi)徑，m；

L——管段的當量長度，m。

煤粉顆粒重力壓損用下式計算：

式Qi---噴煤量，kg/s；

中

h——垂直管段高度，m；

u——垂直管段內(nèi)氣體實際平均速度，m/s；

ga

2

4---管段內(nèi)面積，m0

煤粉顆粒加速動力壓損用下式計算:

(2-16)

式u---管段內(nèi)氣體實際末速度，m/s；

中e

u---管段內(nèi)氣體實際初速度，m/s；

4管段內(nèi)面積，ml

2

g重力加速度，m/s0

2.1.7噴吹煙煤設計中的平安措施

2.1.7.1引起煤粉爆炸的條件

引起粉塵爆炸必需同時具備五個條件，缺一不行。這五個條件

是：

⑴煤粉呈粉塵云狀態(tài)，而不是粉塵層狀態(tài)。例如，在煤粉

倉料面上方的空間里，有可能出現(xiàn)粉塵云；料面以下積累的煤粉呈

粉塵層狀態(tài)。

⑵煤粉濃度處在爆炸界限范圍之內(nèi)。

（3）具有足夠的氧濃度。

（4）具有足夠的點火能量。

（5）處在相對密閉的空間里，例如磨煤機、布袋、煤粉倉，

磨煤系統(tǒng)管道，噴吹罐，封閉式廠房等。

在高爐噴煤設施的生產(chǎn)操作中，以上五個條件中的第（1）、（2）、

（5）三個條件是無法防止的。以磨煤機為例，磨煤攪拌、煤粉顆

粒上升回落，以及煙氣帶走煤粉，完全處在粉塵云狀態(tài)。濃度通常

在600g/Nm、‘?800g/Nml正好處在爆炸條件最強的區(qū)域，又是一個

相對密閉的容器，同時具備了上述三個條件。因此，在設計中接受

的防爆措施重點應放在第（3）、（4）項上面。實行限制氧濃度的措

施和消解點火的能量。

2.1.7.2防爆措施

在設計噴吹煙煤或混合煤的設施中，主要的防爆措施有：

（1）限制磨煤機系統(tǒng)煙氣的含氧率不超過12%。

（2）從煤粉倉底部不間斷地充入適量氮氣，防止煤粉倉內(nèi)煤粉

自然。

（3）磨煤機、布袋收粉器、煤粉倉等處設氧含量和一氧化碳濃

度在線監(jiān)測裝置，達到上限值時自動報警，達到上上限值時緊急充

氮并停機。

（4）噴吹罐的充壓、補壓、流化必需運用高純度的氮氣（或其

他惰性氣體）。

（5）在噴吹管末端或在全部支管上設自動切換閥，當閥前壓力

降到等于熱風壓力加上偏差值時，自動切斷噴煤通路（包括噴吹罐

出口閥）打開氣體通路，阻擋爐內(nèi)高溫氣體倒流進入噴吹總管甚至

進入噴吹罐內(nèi)。

（6）在噴吹系統(tǒng)中每個閥門都有一個平安位置，假如接受單控

電磁閥限制，斷電時各種閥門都應處在平安位置。假如接受雙控電

磁閥限制，遇到事故斷電或緊急事故時，應設一個平安開關和手動

按鈕，可以自動或手動將全部閥門一起轉到平安位置上。

以上僅僅是列出了一些主要的防爆平安措施?！兑?guī)范》強調(diào)，當

噴吹煙煤或混合煤時，煤粉制備、噴吹系統(tǒng)的設計應遵循GB16543

《高爐噴吹煙煤系統(tǒng)防爆平安規(guī)程》的規(guī)定，必需設置平安設施。

2.1.8磨煤機煙氣自循環(huán)工藝

2.1.8.1磨煤機煙氣自循環(huán)工藝簡介

國內(nèi)高爐噴煤車間磨煤機煙氣自循環(huán)工藝是近幾年才起先應用

的一項技術。過去我國高爐噴煤車間磨制無煙煤時，入磨干燥煙氣

由升溫爐煙氣加冷空氣組成。20世紀90年頭起先，多數(shù)高爐接連

改噴混合煤或煙煤。為了保證平安生產(chǎn)、限制磨煤機系統(tǒng)含氧率在

12%以下，入磨干燥煙氣改為由升溫爐煙氣及熱風爐煙氣組成，見

圖2-2。這兩種方式只是進入磨煤機的煙氣組合不同，都是通過主

排風機把入磨煙氣及其他進入磨煤機系統(tǒng)的氣體全部排放，稱之為

直排式工藝。

圖2-2煙氣直排式工藝

1一熱風爐煙氣；2—升溫爐；3一磨煤機；4■—收粉器

假如把主排風機出口的煙氣分成兩路，一部份煙氣（約占

25~40%）仍舊通過煙囪排放；剩下大部分煙氣（約占60~75%）,

通過一條自循環(huán)煙氣管道返回到升溫爐出口，及升溫爐煙氣混合后

進入磨煤機。自循環(huán)煙氣連綿不斷循環(huán)運用，這就成為了煙氣自循

環(huán)工藝（圖2-3）。

圖2-3煙氣自循環(huán)工藝

1一自循環(huán)煙氣；2—升溫爐；3—磨煤機；4—收粉器

須要說明的是：上述的自循環(huán)工藝是指完全自循環(huán)工藝。也就

是說從主排風機出口只排放掉必需排放的那部份煙氣，其余的煙氣

全部返回磨煤機。在磨煤機入口煙氣中，除了自循環(huán)煙氣和升溫爐

煙氣以外，不再有別的氣體。在以前的高爐噴煤車間里，有些磨煤

機也用一部分自循環(huán)煙氣，但在磨煤機入口煙氣中除了升溫爐煙氣

以外，還加入了大量熱風爐煙氣或冷空氣。這種部份煙氣自循環(huán)工

藝，不在以下說明的自循環(huán)工藝范圍之內(nèi)。

2.1.8.2自循環(huán)工藝的型式

自循環(huán)工藝有兩種型式：帶脫水裝置的和不帶脫水的自循環(huán)工

藝。

在帶脫水裝置的工藝中，自循環(huán)煙氣要經(jīng)過脫水后再返回磨煤

機。由中冶京誠工程技術有限公司參及設計的韓國浦項POSCO公司

支配2019年初投產(chǎn)的年產(chǎn)150萬噸FINEX熔融還原廠噴煤車間的

設計中都接受了帶脫水裝置的自循環(huán)工藝。

另一種是不帶脫水的自循環(huán)工藝。我國2019年投產(chǎn)的河北德龍

鋼鐵廠和河南濟源鋼鐵廠噴煤車間，以及2019年投產(chǎn)的南京鋼鐵

廠噴煤車間接受的都是不帶脫水裝置的自循環(huán)工藝。

接受帶脫水裝置的自循環(huán)工藝須要增加一套浩大的換熱器和循

環(huán)水冷卻裝置，須要交換的總熱量是將每小時數(shù)萬立方米90?95c

的煙氣，冷卻到40~50℃的降溫熱量，還包括要換走水蒸汽里所含

的汽化熱量。自循環(huán)煙氣經(jīng)過脫水以后，還會使系統(tǒng)含氧率增高。

設計優(yōu)先接受不脫水自循環(huán)工藝的觀點是：未經(jīng)脫水的自循環(huán)煙氣

含濕量，雖然比脫水后的自循環(huán)煙氣含濕量要高。但是，仍舊有方

法將磨煤機系統(tǒng)內(nèi)各處的煙氣含濕量，限制在飽和含濕量以下。只

要將磨煤機出口煙氣溫度提高5?10℃,就可以省去一套浩大的脫

水裝置。實踐已經(jīng)證明，自循環(huán)工藝須要重點解決的技術是系統(tǒng)含

氧率的達標問題，而不是煙氣含濕量的增加。增加一套脫水裝置，

反而增加了系統(tǒng)含氧率。除了經(jīng)濟上的考慮以外，接受帶脫水裝置

的自循環(huán)工藝，在技術上也是一種無利有弊的設計。在一般狀況下,

都應當選擇不帶脫水的自循環(huán)工藝。

2.1.8.3適用煙氣自循環(huán)工藝的場合

適用磨煤機煙氣自循