[发明专利]一种高炉粒煤喷吹输煤装置

说明书

技术领域

本发明属于高炉制粉领域，具体涉及一种高炉粒煤喷吹输煤装置。

背景技术

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、烟煤粉或两者的混合煤粉，在高炉冶炼过程中以替代焦炭起到提供热量和还原剂的作用，从而降低焦比，降低生铁成本。高炉喷吹煤粉是现代高炉冶炼的一项重大技术革命，按煤粉粒度划分其可以分为有粉煤喷吹和粒煤喷吹两类工艺技术，其中粒煤喷吹的煤粉粒度分布特点为小于5mm占100％，小于2mm达到95％，小于0.074mm(即200网目)仅占25％左右，平均粒度为0.55mm～0.65mm。按喷吹罐组的布置形式粒煤喷吹一般分为并列式和串罐式。并列式喷吹罐组，即由两台或三台喷煤罐并列布置，由一台喷煤罐喷吹煤粉，另一台喷煤罐贮煤，两台或三台喷煤罐交叠使用；串罐式，即将贮煤罐(上罐)与喷吹罐(下罐)重叠设置，其可实现连续喷吹，且喷吹量稳定，厂房占地面积小，大型高炉可视喷吹量设双系列或多系列的吹喷灌。

图1为一种使用了串罐式喷煤罐典型的高炉粒煤喷吹系统，每座高炉有28个风口，即有28支喷枪。每一组喷吹罐对应一条输煤管道和一组分配器，每一组分配器又对应14支喷枪。这样一座高炉喷煤系统就包括两套串罐式喷煤罐，两条输煤管道和两组分配器。该喷煤罐1上部还安装有泄压所用的放空阀，上罐和下罐上从上到下环绕安装有流化器用于罐内补压和煤粉流化

使用该系统进行粒煤喷吹工艺流程为：喷煤罐1的上罐顶部中间串联安装有上圆顶阀和中圆顶阀并与煤粉仓相连通，装料时放空阀打开泄压，当罐压为零时，中圆顶阀和上圆顶阀先后打开，煤粉在重力作用下从煤粉仓进入喷煤罐1的上罐，装料至设定重量后上圆顶阀和中圆顶阀先后关闭，放空阀关闭，流化器开始流化补压至与下罐压力持平时，上下罐之间的连接阀门下圆顶阀(在图中未示出)打开，上罐物料进入下罐后，下圆顶阀关闭。下罐煤粉在流化氮气，输送煤粉的压缩空气的作用下，通过下罐底部的旋转喂料机(在图中未示出)按照所需喷煤量进入输煤管道3，然后到分配器8，经过分配到风口喷枪(在图中未示出)然后进入高炉内部。当喷煤罐罐重到达设定的下限值时，再次重复上述装料程序。在喷煤罐上罐放空、装料、补压、上罐向下罐装料等过程中，下罐一直连续不间断向高炉进行喷煤。

上述系统中，粒煤喷吹输煤管道为DN100，喷吹流量在40m³/min左右，单支输煤管道喷煤量在20t/h左右，物料流速快，加之粒煤煤粉粒度较大，对输煤管道磨损十分严重。一旦输煤管道磨漏，就要单管线停煤进行焊补，这样便会造成高炉炉况波动，提高冶炼成本。每次处理管道漏点从停煤、泄压、焊补、试漏，再到送煤需近1小时；而管道一旦到使用寿命的后期，磨漏情况将会十分频繁，这样对高炉的影响则会加剧。

清扫风管道4伴随输煤管道3进行铺设，沿线间隔一定距离设置一组清扫口，如41-43分别为第一清扫口、第二清扫口和第三清扫口。各清扫口包括中间一组阀门，两侧两硬管短节分别与清扫风管道4和输煤管道3连接，正常喷煤生产时中间的阀门为常关位。而清扫口的作用就在于一旦输煤管道3出现堵塞，然后逐个打开清扫口的中间阀门对输煤管道进行疏通。但是上述的方案在实际应用中存在如下问题：各清扫口阀门使用多次后可能出现开关不到位，或内漏的情况，这样煤粉就会出现“串道”的现象，影响正常喷煤；另外，因为清扫风管道4和输煤管道3的管径、介质以及介质温度均不同，所以两者的伸缩性存在差异，而使用硬管连接就会产生应力，特别是在合茬位置的焊缝处会形成应力集中，容易造成焊缝开裂、腐蚀、强度降低。而该位置的漏点也需停煤进行焊补，同样会对高炉喷煤造成影响。

粒煤制粉系统制备的煤粉进入煤粉仓后会析出大量的结晶水，从而在仓壁形成挂结的煤泥层，其厚度可达40cm左右。这些煤泥层如果没有在装料流化等过程中冲击粉碎，一旦进入输煤管道则可能会堵塞输煤管道。这时就需要停止喷煤，关闭第二球阀7，打开放散阀6，然后从分配器9侧向喷煤罐1侧逐个打开清扫口疏通堵塞的输煤管道。对于一般堵塞需要近3小时才能疏通恢复喷煤；而严重堵塞，需要拆卸或切割输煤管道进行疏通，大约需要6小时才能疏通恢复喷煤。堵塞位置的判断方法一般就是外部敲击，这对操作人员的经验要求较高。而通过放散阀6放散的煤粉不但难以回收利用，而且还会造成环境污染。而长时间停煤疏通管道对高炉的影响则不言而喻，冶炼成本也会大幅提升。

发明内容