1、一、高炉喷煤概述一、高炉喷煤概述二、原煤性能及储运二、原煤性能及储运三、干燥气系统三、干燥气系统四、煤粉制备四、煤粉制备五、煤粉喷吹五、煤粉喷吹六、喷吹煤粉对高炉冶炼过程的影响六、喷吹煤粉对高炉冶炼过程的影响 一、高炉喷煤概述一、高炉喷煤概述 现代高炉冶炼需用焦炭，它在高炉中的作用现代高炉冶炼需用焦炭，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
2、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，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降低生铁成本，它是现代高炉冶炼的一项重大技术革命。技术革命。以价格低廉的煤粉部分代替价格昂贵而日趋匮乏的冶金焦碳，使高以价格低廉的煤粉部分代替价格昂贵而日趋匮乏的冶金焦碳，使高炉炼铁焦比降低，生铁成本下降；炉炼铁焦比降低，生铁成本下降；喷煤是调剂炉况热制度的有效手段；喷煤是调剂炉况热制度的有效手段；喷吹煤粉可改善高炉炉缸工作状态，使高炉稳定顺产；喷吹煤粉可改
3、善高炉炉缸工作状态，使高炉稳定顺产；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须的炼所必须的t t理理，需要热补偿，这就为高炉使用高风温和富氧鼓风创造，需要热补偿，这就为高炉使用高风温和富氧鼓风创造了条件；了条件；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；和穿透扩散能力，有利于矿石还原和高炉操作指标的改善；喷吹煤粉替代部分冶金焦碳既缓和了煤炭的需求，也减少了炼焦设喷吹煤粉替代部分冶金焦碳既缓
4、和了煤炭的需求，也减少了炼焦设施，可节约基建投资，尤其是部分运转时间以达到施，可节约基建投资，尤其是部分运转时间以达到3030年以上需要大修年以上需要大修的焦炉，由于煤粉替代焦炭而减少焦炭需求量，需大修的焦炉可停产的焦炉，由于煤粉替代焦炭而减少焦炭需求量，需大修的焦炉可停产废弃；废弃；喷吹煤粉替代焦炭，减少焦炉座数和生产的焦炭数量，可降低炼焦喷吹煤粉替代焦炭，减少焦炉座数和生产的焦炭数量，可降低炼焦生产对环境的污染。生产对环境的污染。高炉喷吹煤粉的重要意义高炉喷吹煤粉的重要意义喷煤工艺系统组成喷煤工艺系统组成 干燥气制备系统干燥气制备系统原煤储运系统原煤储运系统煤粉制备系统煤粉制备系统煤粉输送
5、系统煤粉输送系统煤粉喷吹系统煤粉喷吹系统高高 炉炉供供 气气 动动 力力 系系 统统如果是直接喷吹工艺，则无煤粉输送部分。如果是直接喷吹工艺，则无煤粉输送部分。喷煤工艺流程图喷煤工艺流程图 二、原煤性能及储运二、原煤性能及储运u煤的分类：煤的分类：按其煤化程度可分为；泥煤、褐煤、烟煤、无烟煤四类按其煤化程度可分为；泥煤、褐煤、烟煤、无烟煤四类 按其粘结性将可分为粘结性煤（炼焦煤）和不粘结性煤（非炼焦煤）按其粘结性将可分为粘结性煤（炼焦煤）和不粘结性煤（非炼焦煤）高炉喷吹煤粉是用来代替焦炭的，所以它用的煤属于非粘结性煤，也高炉喷吹煤粉是用来代替焦炭的，所以它用的煤属于非粘结性煤，也就是非炼焦煤。
6、喷吹用煤在煤的分类中属于无烟煤、烟煤中的贫煤、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。不粘煤、长焰煤以及褐煤。原煤的工业分析（也叫实用分析）包括：煤中的水分，灰分，挥发分原煤的工业分析（也叫实用分析）包括：煤中的水分，灰分，挥发分测定及固定碳的计算，此外还单独列出硫分和发热值测定结果。测定及固定碳的计算，此外还单独列出硫分和发热值测定结果。u煤的挥发分煤的挥发分 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之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之挥发分 名名 称称挥发分（挥发分（V V）无烟煤无烟煤1010烟煤烟煤贫煤贫
7、煤10102020不粘煤不粘煤20203737长焰煤长焰煤3737褐褐 煤煤4040随着挥发分的增加，煤粉的爆炸性也增加随着挥发分的增加，煤粉的爆炸性也增加原煤的工业分析原煤的工业分析u煤的着火温度煤的着火温度：在有氧化剂（空气）和煤共存的条件下，把煤：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。加热到开始燃烧的温度叫煤的燃点，也叫煤的着火温度。我国几种煤的着火点范围我国几种煤的着火点范围煤的工艺性能煤的工艺性能煤煤 种种褐煤褐煤长焰煤长焰煤不粘煤不粘煤贫煤贫煤无烟煤无烟煤着火点着火点26726730030027527533033032032035
8、0350360360390390365365420420u煤粉具有流动性煤粉具有流动性 新磨碎的煤粉能够吸附气体，在煤粒表面形成气膜，它使煤粉新磨碎的煤粉能够吸附气体，在煤粒表面形成气膜，它使煤粉颗粒之间的摩擦阻力变得较小，另外煤粒均为带电体，都是同性电颗粒之间的摩擦阻力变得较小，另外煤粒均为带电体，都是同性电荷，同性电荷具有相斥作用，所以煤粒具有较好的流动性。荷，同性电荷具有相斥作用，所以煤粒具有较好的流动性。高炉喷吹的煤配成混合煤的好处高炉喷吹的煤配成混合煤的好处磨煤机台时产量趋近理想的经济产量；磨煤机台时产量趋近理想的经济产量；提高煤粉在风口前的燃烧率，扩大喷吹量；提高煤粉在风口前的燃烧
9、率，扩大喷吹量；达到较高的置换比，和高炉生产技术经济指标；达到较高的置换比，和高炉生产技术经济指标；煤的价格经济合理；煤的价格经济合理；综合利用各种煤资源，供煤、运输合理而有保证。综合利用各种煤资源，供煤、运输合理而有保证。三、干燥气系统三、干燥气系统干燥气在制粉过程中的作用干燥气在制粉过程中的作用原煤含水分较高，通常在原煤含水分较高，通常在6%6%以上，在制成煤粉过程中以上，在制成煤粉过程中必须降至必须降至2%2%以下，干燥气就是给制粉系统提供热量，用以下，干燥气就是给制粉系统提供热量，用来干燥煤粉的介质，是制粉系统的干燥剂。来干燥煤粉的介质，是制粉系统的干燥剂。干燥气在制粉系统具有一定的运
10、动速度，可以携带煤干燥气在制粉系统具有一定的运动速度，可以携带煤粉进行运转和分离。粉进行运转和分离。干燥气能降低煤粉制备系统的含氧浓度，是制粉系统干燥气能降低煤粉制备系统的含氧浓度，是制粉系统的惰化剂。的惰化剂。混合干燥气是由混合干燥气是由90%95%90%95%的热风炉烟气和的热风炉烟气和5%10%5%10%的燃烧炉烟的燃烧炉烟气组成。气组成。无论是热风炉的烟气，还是燃烧炉的烟气，都是燃烧高炉煤气无论是热风炉的烟气，还是燃烧炉的烟气，都是燃烧高炉煤气的产物，所以它们的成分基本形同，只是热风炉烟气含水蒸气偏的产物，所以它们的成分基本形同，只是热风炉烟气含水蒸气偏高、温度较底；燃烧炉烟气含氧偏高
11、、温度高。高、温度较底；燃烧炉烟气含氧偏高、温度高。混合干燥气的组成及其各自的特性混合干燥气的组成及其各自的特性干燥气系统主要设备参数干燥气系统主要设备参数设备名称参数名称参数烟气炉最大燃烧量：8000m3/h烟气额定流量79500m3/h废气引风机全压 2850Pa风量127000m3/h风机耐温350转速960r/min电机电压380V电机功率200KW助燃风机全压5381Pa风量6500m3/h电机电压380V电机功率15KW投产前燃烧炉如何烘炉投产前燃烧炉如何烘炉 （1）烘炉前的准备：准备工作包括）烘炉前的准备：准备工作包括干燥气系统必须全部建成或各项检修工作全部完毕。干燥气系统必须全
12、部建成或各项检修工作全部完毕。烧嘴、烧嘴上煤气阀、空气阀、干燥气放散阀、隔断阀要完整烧嘴、烧嘴上煤气阀、空气阀、干燥气放散阀、隔断阀要完整无缺、灵活好用。无缺、灵活好用。烟气引风机、助燃风机试车合格。烟气引风机、助燃风机试车合格。计器仪表试运转正常。计器仪表试运转正常。高炉煤气管道、焦炉煤气管道严密性试漏合格，煤气引到燃烧高炉煤气管道、焦炉煤气管道严密性试漏合格，煤气引到燃烧炉前。炉前。（2）烘炉方法：方法是以炉膛温度为升温的依据，烘烤分两个）烘炉方法：方法是以炉膛温度为升温的依据，烘烤分两个阶段进行：第一阶段用煤气火管烘烤，由点火孔插入炉内，烘到阶段进行：第一阶段用煤气火管烘烤，由点火孔插入
13、炉内，烘到200并恒温并恒温816h。第二阶段用燃烧炉烧嘴进行烘烤，升温至。第二阶段用燃烧炉烧嘴进行烘烤，升温至600，恒温，恒温816h，继续升温到，继续升温到1000，方告烘炉完毕。，方告烘炉完毕。烟气升温炉系统技术操作规程烟气升温炉系统技术操作规程 烟气升温炉点火前的准备工作烟气升温炉点火前的准备工作1.检查各炉门是否关闭、防爆门是否严密、各仪表是检查各炉门是否关闭、防爆门是否严密、各仪表是否完好能用。否完好能用。2.助燃风机、废气风机轴承油质、油量是否在规定值，助燃风机、废气风机轴承油质、油量是否在规定值，冷却循环水是否畅通。冷却循环水是否畅通。3.助燃风机、废气风机出入口阀应灵活并关
14、闭，放散助燃风机、废气风机出入口阀应灵活并关闭，放散阀应在开的位置。阀应在开的位置。4.高炉、焦炉煤气各切断阀应在关的位置。高炉、焦炉煤气各切断阀应在关的位置。烟气升温炉系统技术操作规程烟气升温炉系统技术操作规程 烘炉操作烘炉操作1.全开烟道放散阀。全开烟道放散阀。2.开氮气进行煤气管道及炉膛吹扫。开氮气进行煤气管道及炉膛吹扫。3.按煤气操作规程引煤气，准备适量的棉丝，废柴油等烘炉必按煤气操作规程引煤气，准备适量的棉丝，废柴油等烘炉必备燃料。备燃料。4.关闭炉膛氮气，启动助燃风机。关闭炉膛氮气，启动助燃风机。5.保证炉膛内明火，使炉膛温度升至保证炉膛内明火，使炉膛温度升至100。6.微开保温煤
15、气支管球阀，调节烟道放散阀，开助燃风调节阀微开保温煤气支管球阀，调节烟道放散阀，开助燃风调节阀进行点火操作。进行点火操作。7.确认点火成功后，微开煤气管道手动阀，开切断阀调节煤气确认点火成功后，微开煤气管道手动阀，开切断阀调节煤气调节阀、调整火焰至稳燃。调节阀、调整火焰至稳燃。8.按照烘炉曲线升温，炉膛温度波动每小时不超过按照烘炉曲线升温，炉膛温度波动每小时不超过50。9.烘炉过程中煤气压力必须大于烘炉过程中煤气压力必须大于2Kpa，并严禁灭火，必要时，并严禁灭火，必要时闷炉处理。闷炉处理。10.烘炉过程中要密切监视，升温速度勤调节，以达到升温曲烘炉过程中要密切监视，升温速度勤调节，以达到升温
16、曲线要求，随时检查炉墙等部位，无开裂及不正常的现象，发线要求，随时检查炉墙等部位，无开裂及不正常的现象，发现问题及时记录，汇报处理。现问题及时记录，汇报处理。燃烧炉烘炉曲线燃烧炉烘炉曲线 烟气升温炉系统技术操作规程烟气升温炉系统技术操作规程 烟气升温炉系统技术操作规程烟气升温炉系统技术操作规程 送温操作送温操作1.1.送热风炉废气：关烟道放散阀，关废气入口阀，启动送热风炉废气：关烟道放散阀，关废气入口阀，启动废气引风机，开磨机入口阀，渐开废气入口阀。废气引风机，开磨机入口阀，渐开废气入口阀。2.2.送热烟气：适当开助燃空气调节阀，煤气调节阀，使送热烟气：适当开助燃空气调节阀，煤气调节阀，使炉膛
17、温度升至炉膛温度升至750-900750-900，调热风炉废气量控制磨机，调热风炉废气量控制磨机入口温度及炉膛压力入口温度及炉膛压力0.5Kpa.0.5Kpa.3.3.根据制粉需要，调节助燃空气调节阀，煤气调节阀，根据制粉需要，调节助燃空气调节阀，煤气调节阀，废气入口阀，磨机入口阀，确保磨机入口温度要求，废气入口阀，磨机入口阀，确保磨机入口温度要求，升温炉炉膛压力稳定在升温炉炉膛压力稳定在-0.1Kpa-0.1Kpa-0.2Kpa-0.2Kpa。4.4.检查煤气压力，检查煤气压力，O2 O2 含量，流量及风机等情况。含量，流量及风机等情况。烟气升温炉系统技术操作规程烟气升温炉系统技术操作规程
18、送温转保温操作送温转保温操作1.1.停热烟气：关煤气调节阀，关煤气切断阀，关助燃空气停热烟气：关煤气调节阀，关煤气切断阀，关助燃空气调节阀。调节阀。2.2.停热风炉废气：关闭废气入口阀，停废气引风机，渐关停热风炉废气：关闭废气入口阀，停废气引风机，渐关磨机入口阀，适当开烟道放散阀。磨机入口阀，适当开烟道放散阀。3.3.保温：停温后调节助燃空气支管阀及煤气支管阀保温，保温：停温后调节助燃空气支管阀及煤气支管阀保温，保证炉膛温度保证炉膛温度700900 700900，升温炉炉膛负压，升温炉炉膛负压0.2Kpa0.2Kpa，必要时开助燃空气调节阀煤气切断阀，煤气，必要时开助燃空气调节阀煤气切断阀，煤
19、气调节进行保温。调节进行保温。烟气升温炉系统技术操作规程烟气升温炉系统技术操作规程 停炉操作停炉操作1.1.关热风炉废气阀，关废气引风机关热风炉废气阀，关废气引风机2.2.关煤气调节阀，关煤所切断阀，停助燃风机，停止燃烧。关煤气调节阀，关煤所切断阀，停助燃风机，停止燃烧。3.3.停炉后用烟道放散阀控制，使炉膛温度下降速度停炉后用烟道放散阀控制，使炉膛温度下降速度100/h80(80(混合煤混合煤)时，改用全氮气喷吹。即氮气时，改用全氮气喷吹。即氮气罐连通阀打开，将压缩空气罐出口手动阀关闭，使用氮气喷罐连通阀打开，将压缩空气罐出口手动阀关闭，使用氮气喷吹。吹。喷吹岗位技术操作规程喷吹岗位技术操作
20、规程 遇下列情况应立即关切断输煤阀停煤，并根据具体情况遇下列情况应立即关切断输煤阀停煤，并根据具体情况停风通知高炉拔枪，即为紧急停煤停风通知高炉拔枪，即为紧急停煤1.喷吹系统突然停电喷吹系统突然停电2.输煤管道堵塞输煤管道堵塞3.管道或其它设施严重跑风泄漏无法继续喷吹时管道或其它设施严重跑风泄漏无法继续喷吹时4.高炉发生意外事故或发生着火爆炸等危及安全生产时高炉发生意外事故或发生着火爆炸等危及安全生产时5.输煤管道堵塞输煤管道堵塞喷吹罐为什么要安装流化装置喷吹罐为什么要安装流化装置使喷煤量连续均匀并提高喷吹煤粉浓度。使喷煤量连续均匀并提高喷吹煤粉浓度。防止煤粉在罐内壁防止煤粉在罐内壁“挂腊挂腊
21、”，积粉自燃。，积粉自燃。防止煤粉悬料起拱桥。防止煤粉悬料起拱桥。六、喷吹煤粉对高炉冶炼过程的影响六、喷吹煤粉对高炉冶炼过程的影响 一、炉缸煤气量增加，在风口面积不变的情况下鼓一、炉缸煤气量增加，在风口面积不变的情况下鼓风动能增加，燃烧带扩大。煤粉中含碳氢化合物越风动能增加，燃烧带扩大。煤粉中含碳氢化合物越多（焦炭中挥发分含量一般小于多（焦炭中挥发分含量一般小于1.51.5，无烟煤中，无烟煤中为为5 51212，烟煤中为，烟煤中为10103535），在风口前），在风口前气化后产生的气化后产生的H H2 2越多，炉缸煤气量增加越多（灰分越多，炉缸煤气量增加越多（灰分很高的无烟煤例外，因为它的碳含
22、量太低而使煤气很高的无烟煤例外，因为它的碳含量太低而使煤气量减少）。煤气中量减少）。煤气中H H2 2量的增加，有利于煤气向炉缸量的增加，有利于煤气向炉缸中心渗透，使炉缸工作均匀。中心渗透，使炉缸工作均匀。二、理论燃烧温度下降，而炉缸中心温度略有上升二、理论燃烧温度下降，而炉缸中心温度略有上升。t t理理降低的原因是：燃烧产物煤气量增加；喷吹煤降低的原因是：燃烧产物煤气量增加；喷吹煤粉气化时挥发分分解吸热使燃烧放出的热值降低；粉气化时挥发分分解吸热使燃烧放出的热值降低；煤粉进入燃烧带时的温度（煤粉进入燃烧带时的温度（100100左右）远低于焦炭左右）远低于焦炭进入燃烧带时的温度（进入燃烧带时的
23、温度（15001500），因此燃烧带入燃），因此燃烧带入燃烧带的物理热减少。炉缸中心温度升高的原因是：烧带的物理热减少。炉缸中心温度升高的原因是：鼓风动能和煤气中鼓风动能和煤气中H H2 2含量增加使煤气向中心渗透，炉含量增加使煤气向中心渗透，炉缸中心部位的热量收入增加；上部还原得到改善，缸中心部位的热量收入增加；上部还原得到改善，炉子中心直接还原数量减少，热支出减少；热交换炉子中心直接还原数量减少，热支出减少；热交换因因H H2 2的增加而改善。的增加而改善。三、料柱的阻损三、料柱的阻损p p增加。喷吹煤粉以后，煤粉代替增加。喷吹煤粉以后，煤粉代替焦炭，使料柱中矿焦炭，使料柱中矿/焦比增大，
24、焦炭数量减少，料柱焦比增大，焦炭数量减少，料柱的空隙度下降，煤气上升时的阻力增加，压差升高的空隙度下降，煤气上升时的阻力增加，压差升高；上升煤气量增加，使煤气速度增大，；上升煤气量增加，使煤气速度增大，p p也随之升也随之升高。煤气中高。煤气中H2H2量增加，由于其黏度和密度较小，有量增加，由于其黏度和密度较小，有利于利于p p的下降，但其作用小于前二者的作用，所以的下降，但其作用小于前二者的作用，所以最终最终p p总是升高的。总是升高的。四、间接还原发展，直接还原降低。其原因是：煤气中四、间接还原发展，直接还原降低。其原因是：煤气中还原性组分还原性组分COCOH H2 2数量和浓度增加；数量和浓度增加；H H2 2的数量和浓度增的数量和浓度增加，加速间接还原发展；焦炭的溶损反应加，加速间接还原发展；焦炭的溶损反应COCO2 2C C2CO2CO进行的几率减少；矿石在炉内停留时间增加等。计算表进行的几率减少；矿石在炉内停留时间增加等。计算表明，喷吹煤粉明，喷吹煤粉100kg/t100kg/t后，铁的直接还原度降低后，铁的直接还原度降低8 81010。
