喷煤工艺流程图及概述.docx
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喷煤工艺流程图及概述
喷煤工艺流程图及概述
炼铁一厂喷煤系统工艺流程图及概述
山西中阳钢铁有限公司一体系升级改造项目高炉工程制粉喷吹系统,制粉、收粉系统全部利旧;干燥系统除热风炉废气管道需改造外,其他设施利旧;对喷吹系统进行局部改造。
制粉喷吹系统主要工艺现状:
制粉喷吹站厂房为混凝土结构,全封闭。
煤粉制备系统采用单系列全负压制粉工艺,喷吹系统采用1个煤粉仓、下部六罐并列(每三罐分别对应405m³高炉)。
整个系统即1套干燥气发生炉系统、1套磨煤机制粉系统、1套煤粉收集系统、2套喷吹系统(一个煤粉仓,下部六罐并列)。
新建1780m3高炉投产后,2座405m3高炉拟全部拆除,现有制粉喷吹站只为新1780m3高炉供给煤粉。
新建1780m3高炉主管及分配器设置方案为:
2根喷吹主管(一个主管对应一个分配器)及2个炉前分配器(1#分配器对应奇数风口,2#分配器对应偶数风口)的直接喷吹工艺。
喷吹系统与原系统的交接界面为:
喷吹罐输煤阀后的喷吹主管起点。
喷吹煤粉主管及分配器平台为本工程设计范围。
1、工艺条件及要求
1)原煤条件
单一煤种和混合煤均可喷吹,通常使用三种煤组成混合煤,安全措施上按强爆炸性烟煤设计。
原煤的理化指标见表2.10-1。
表1原煤的理化指标表
成分
工业分析(%)
粒度
mm
哈氏可磨系数
HGI
Vdaf
Aad
Mt
St.ad
设计要求
≤25
≤12
≤14
≤0.8
≤50
≥50
2)煤粉条件
煤粉质量要求见表2.10-2。
表2煤粉质量要求表
项目
数值
备注
煤粉粒度:
-200目
70~80%
<1mm
100%
煤粉水份
≤1.3%
3)制粉喷吹能力
按高炉正常日产铁水量4005吨,正常喷吹能力为160kg/t铁计,高炉正常喷吹所需煤粉量为26.7t/h;按高炉正常日产铁水量4005吨,喷吹能力为200kg/t铁计,高炉最大喷吹所需煤粉量为33.4t/h。
2、主要工艺参数
制粉喷吹系统主要工艺参数见表2.10-3。
表3喷吹系统工艺参数
序号
名称
单位
数值
备注
1
高炉公称容积
m3
1780
2
风口数
个
22
3
高炉热风压力(最大)
MPa
0.35
4
喷吹站到最远风口距离
m
~150
5
高炉喷吹量
t/h
26.7
最大33.4
6
吨铁理论喷煤量
kg/t
160
设备能力200
7
系统现状能力
kg/t
110~120
不改造喷吹罐
8
加压、流化用氮气量
Nm3/h
1600
0.85MPa(g)
9
喷吹用压缩空气量
Nm3/h
1400
0.85MPa(g)
10
喷吹罐倒罐周期
min
40~50
3、主要工艺流程
分配器及煤粉主管流程图见附图。
喷煤工艺流程:
该系统采用磨辊中速磨制粉,双管路加分配器浓相输粉的新工艺流程。
高炉喷吹煤粉工艺系统主要由:
原煤贮运、煤粉制备、煤粉输送、煤粉喷吹、干燥气体制备和供气动力系统组成。
4、干燥气发生炉系统热风炉废气管道改造
干燥气发生炉所用热源,来自于热风炉废气的载热和煤气燃烧的化学热,热风炉废气由新建高炉热风炉烟囱前的烟道引出,热风炉废气使用量为95000m3/h,废气温度为140~180℃(不经余热回收时~310℃),废气管道直径为φ1420mm,采用外保温方式。
热风炉废气引风机设备利旧,布置在新高炉热风炉烟道旁,热风炉废气引风机参数如下:
流量:
172470-23490m3/h
风压:
7508-4974Pa
电机:
250kW
数量:
1台
5、喷吹系统
1)喷吹罐加压、补压及输送系统
制粉站内喷吹系统设有1个煤粉仓,仓下设6个喷吹罐,分为2个系列,每3个并列的喷吹罐为1个系列,分别对应高炉的奇数风口和偶数风口进行喷吹。
煤粉仓下部通过落粉管、气动钟阀与喷吹罐相连。
煤粉仓内被流化的煤粉靠重力落入喷吹罐,6个喷吹罐均按装粉、加压、等待、喷吹、卸压、再装粉的程序循环交替的运行,将煤粉经喷吹主管、分配器、煤粉喷枪,连续稳定地喷入高炉。
煤粉仓流化、喷吹罐加压和流化采用氮气,煤粉的输送采用压缩空气。
2)煤粉输送及分配系统
煤粉输送及分配系统采用2根喷吹主管及2个炉前分配器的直接喷吹工艺。
一个主管对应一个分配器,1#分配器对应奇数风口,2#分配器对应偶数风口。
煤粉输送及分配系统由主管及支管输煤阀、分配器、支管吹扫阀及相应管线组成,喷吹主管采用低流速、浓相喷吹技术,煤粉喷吹浓度≥30kg粉/kg气,可以有效的减小管道及阀门的磨损,同时也能减小系统阻损;煤粉支管采用等阻损补偿技术,再加上高精度均匀分配的盘式分配器,使得支管喷煤量很均匀。
主管之间每隔~100m处都设有手动清扫阀,可以实现快速人工清堵。
支管也设有吹扫和喷枪冷却阀,一旦支管发生堵煤或停止喷吹时,便自动打开吹扫阀进行吹扫。
另外考虑到煤粉中水分对煤粉流动性的影响,煤粉主管采用了外保温。
煤粉喷枪采用单层喷枪。
喷枪与风口之间装有手动切断阀,当退出喷枪时可切断热风气流,保证安全。
6、制粉喷吹站的消防与安全措施
1)喷吹系统在安全措施上按强爆炸性烟煤设计。
2)以含氧量小于2%的热风炉废气为主,掺入少量高炉煤气燃烧产生的烟气,作为煤粉干燥和输送用气源,使制粉流程的气路惰性化,煤粉不能自燃和爆炸。
3)煤粉流化、加压、清堵等均采用氮气,输送以及喷吹等采用压缩空气。
喷煤系统工艺
概述
主要设计原则及采用的新技术:
1采用制粉与喷吹一体化的直接喷煤方式:
结构紧凑布局合理、占地面积小、节省投资;
2采用新型HPS943碗式中速磨煤机制粉。
节能、噪音小;
3采用一次布袋收集煤粉。
工艺流程短。
设备少、节省投资;
4喷吹系统采用并罐。
5采用浓相喷煤技术。
固气比高,喷煤能力大,是富氧大喷煤的必备条件;
6喷吹煤种为烟煤。
亦可两种煤种混喷;
7制粉和喷吹系统,均采用计算机自动控制;安全可靠;控制精度高。
按生铁年产量140万吨,喷煤比160kg/t(需在热风炉后烟道设助燃空气预热器),年喷煤总量23万吨考虑系统配置和原燃料消耗。
喷煤系统由原煤储运系统、制粉系统、喷吹系统、外网风、水、电、气系统四部分组成。
主要设备有;烟气燃烧炉、中速磨、热风炉废气引风机、主排粉风机、布袋收粉器、喷吹罐、煤粉分配器。
4.2储煤场
储煤场的建设按满足100万吨喷煤的需要考虑。
建筑面积(长*宽)42*27㎡,利用铲车上料、30m³混煤仓两个、称重皮带机两台以及B650皮带机等设备。
原煤场有防雨、防冻和混配煤功能,储煤能力为4500-6000T。
在喷吹系统全负荷生产时,其储煤量可以使用8-10天。
工艺设备流程:
汽车---储煤场---铲车—混煤仓----皮带称-----皮带机----原煤仓
为保证磨机安全,在B650皮带机上设电磁除铁器一台,以清除原煤中的磁性金属物。
储煤场主要设备配置见下表
储煤场主要设备配置表
序号
设备名称
用途
规格
型号
数量
单重
总重
1
称重皮带机
为皮带上煤
JGC-40I
2
2
电磁除铁器
去除原煤中铁质杂物
RCY
1
0.95
0.95
3
皮带运输机
为原煤仓上煤
100/h
B=650
1
10
10
4.3制粉系统
系统组成:
原煤仓(双曲线型锥底)、密封皮带输送机、碗式中速磨、一次布袋收粉器、主排粉风机以及烟气燃烧炉
系统流程:
热风炉废气管道→高温风机→烟气燃烧炉↓
原煤仓→密封皮带输送机→碗式中速磨→一次布袋收粉器→主排粉风机
原煤仓容积为60m³,可装原煤42t,能保证磨机1.5小时的用煤量。
为使原煤仓下料顺畅,其下锥体部分设空气炮。
为避免出现仓满溢出和空仓漏风现象,仓体设上下两点音叉计检测原煤仓料位。
选输送机为碗式中速磨供煤,该设备密闭性好、运行稳定、故障率低、采用变频调速连续调节给煤量,煤量调节范围大,精度高。
碗式中速磨是由多台设备组成的机组,它包括:
磨机本体、主电机、弹簧加载装置、润滑油站等,机组由磨机厂家负责成套供应。
烟气燃烧炉用来降低含氧的热风炉废气由100-250℃提高至280-300℃。
其发生的高温烟气(800-1000℃)一般只占总烟气量的5-10%。
选用卧式密闭炉型,前部为燃烧室,设有煤气烧嘴。
后部为混合室,利用系统负压从其顶部吸入热风炉废气与高温烟气混合后,进入磨煤机。
燃烧炉主燃高炉煤气。
为了稳燃,燃烧炉燃烧室内设计有格子砖蓄热。
为了克服管道的阻力和烟囱的自然抽力,在热风炉废气管道上设有一台高温风机。
制粉系统安全防爆措施:
1用近于惰性的烟气作为磨煤的干燥气和输送煤粉的气源,并且控制系统漏风率,使布袋出口烟气含氧浓度≤12%,以确保制粉系统安全运行。
2线监测磨机入口和布袋出口干燥烟气的氧气机一氧化碳浓度,超标立即报警,并采取充氮或切断阀门等措施。
3钢球磨设氮气吹扫管道,磨机温度偏高或停开机时,使用氮气进行短时间吹扫;
4严格控制磨机出口温度不高于90℃,高于90℃时自动报警,温度达到110℃时,收粉系统自动停机。
5系统各设备均设有温度检测及报警装置。
6布袋收粉器采用防静电滤料,设备及管道均进行接地,法兰导线相连。
制粉系统主要设备配置见下表
制粉系统主要设备配置表
序号
设备名称
用途
规格
型号
数量
单重(t)
总重(t)
1.
密封皮带输送机
为中速磨供煤
计量精度±0.5%、最大带速0.5m/s、驱动电机防爆电机、堆密度0.8T/m3、主轮直径280mm、最大输送量65T/h、从动轮直径217mm、皮带宽度800mm、重量6.5
B=800
T
1
6.5T
6.5T
2
碗式中速磨
磨煤
磨盘直径2400mm、磨辊直径1400mm;磨辊数量3个,使用寿命12000h,转速每分钟35转;电机转速980转;标准出力45t/h,基点出力58.8t/h;静态分离器;一次风量68638Nm3/h
HPS943
1
135t
135t
3
主排风机
产生系统负压
风量127000/13500m3/h、全压13000Pa、转速1450r/min、功率800kw、执行标准GB/T13274-91
YG31-2100
1
6.8T
6.8T
4
废气风机
抽引热风炉废气
风压7508-4974、风量172470-23490、风速1450、功率250kw
Y4-73-150
1
5
燃烧炉
生产高温烟气
干燥气量:
最大120000m3/h;温度:
250-350℃;干燥炉废气总量:
最大108711m3/h(标准);温度:
130-140℃;煤气消耗最大15730m3/h;烧嘴接口压力2500pa;助燃空气量:
最大10085m3/h;烧嘴接口压力2500pa。
HT-GZL/W1
1
6
原煤仓
储煤
V=60m3
非标
1
7
气脉动反吹布袋收粉器
收粉除尘
1、处理风量:
127000m³/h2、工作温度:
70℃-90℃3、瞬间耐温:
120℃4、滤袋尺寸3450mm*2954mm5、滤袋数量:
160条6、滤袋材质:
抗静电涤纶针刺毡滤料7、滤袋使用寿命:
≥2年8、经过滤面积3200㎡9、过滤风速:
0.67m/min10、入口含尘浓度:
400-600g/Nm³11、出口含尘浓度:
<30mg/Nm³12、煤粉收集器主体使用寿命≥15年
MFD-IB-16型气脉动反吹布袋收粉器
1
8
磨煤机润滑油站
润滑冷却
公称流量:
10500l/h;公称压力:
0.15-0.35MPa
OWTS09;油泵型号黄山螺杆泵
1
4.4喷吹系统
喷吹指标:
两座380m³高炉,按年产生铁100万吨得。
在热风富氧2-3%的条件下,设计喷煤比为180kg/t铁,
喷吹煤种:
中阳周边地区煤炭资源丰富,可以保证原煤,本设计按全烟煤喷吹设计,为降低制粉和喷吹成本,取得喷煤置换比,拟选择低挥发份烟煤与高挥发份烟煤作为中钢喷煤。
前期喷吹清除低挥发份烟煤,顺行后逐步经混喷向中等过度。
喷吹煤种以清除一带贫煤为主,配一定比例的陕西
喷吹工艺:
喷吹系统采用双罐并列喷吹总管加炉前分配,喷吹间设两个喷吹系列,共六个喷吹罐。
喷吹系统的工艺特点
.1、煤粉仓的下锥体均安装点式流化器,流化气采用氮气,保证,除能够避免棚料和积粉现象,也能使容器内部堕化,避免煤粉氧化着火。
.2、喷吹罐采用下出料方式,通过控制罐压和改变补气流量实现喷吹量的调节。
其设计、装备及工艺在国内属于先进水平。
.3、喷吹罐设人孔无防爆孔。
由于采用氮气充压与流化,并且严格控制罐内温度,罐内煤粉不存在自燃着火甚至爆炸的条件。
.4、喷吹罐设充压与放散阀,以实现自动稳压,保证罐压衡定在设定值偏差(±0.02MPa),从而使喷吹速度稳定。
.5、为保证喷吹计量准确,完全消除盲板力对电子称的影响,在进料口软连接处设旁通放散管道。
.6、喷吹系统各阀门采用煤粉专用阀门,耐磨损、使用寿命长。
.7、喷吹罐采用电子称计量
.8、炉前安装煤粉分配器,其分配精度为±5%,可以保证各风口均匀喷吹
.9、喷吹系统各气动阀门由计算机自动控制。
.10、设70m³氮气储罐和压缩空气储罐各一台,以稳定气源压力。
喷吹系统
序号
设备名称
用途
规格
型号
数量
单重
总重
1
钟阀
下煤
DN400、0.85MPa、250℃
XMD-400
12
0.48
5.76
2
煤粉仓
储煤粉
V=60m3
非标
1
30
30
3
储气罐
储气、稳压
100m3;80m3
非标
4
煤粉喷吹罐
喷煤
直径:
2000mm
非标
6
5.3
31.8
5
空压机
喷煤
Q=34Nm3/min;P=1.2MPa
2
安全措施
(1)常压容器煤粉仓设防爆孔
(2)煤粉仓和喷吹罐的锥体外角按≥60°设计,以避免产生积粉
(3)主要电气设备采用防爆电器,系统所有设备、管道均可靠接地,以消除静电。
(4)煤粉仓和喷吹罐设多个温度测点,实时监测煤粉温度变化。
如果温度大于80℃,报警并紧急充氮保护。
4.5主要辅助设施
配电室:
新建配电室,为喷煤系统(包括空压站)提供二路6KV和380V电源。
总容量为1080KVA.
高炉煤气管道:
喷煤站附近就近接取高炉煤气管道为DN800,供燃烧炉使用。
氮气管道:
向喷煤站铺设一条专用氮气管道,管道为DN150,接入氮气储罐。
压缩空气:
设两台34m³/min螺杆空压机,一用一备,为高炉提供喷吹气源。
炼铁一厂喷煤
2015年3月25日