劉西安(寶鋼集團(tuán)新疆八一鋼鐵有限公司煉鐵分公司烏魯木齊830022)

八鋼2 500 m3高爐噴煤系統(tǒng)產(chǎn)能提升方案探討

劉西安
(寶鋼集團(tuán)新疆八一鋼鐵有限公司煉鐵分公司烏魯木齊830022)

八鋼三座2 500 m3高爐配套噴煤系統(tǒng)有3個制粉系列，每個系統(tǒng)原設(shè)計制粉能力為45 t/h?，F(xiàn)實(shí)際制粉能力，夏季32 t/h，冬季27 t/h，遠(yuǎn)沒有達(dá)到原設(shè)計能力。目前按高爐16 000 t/d鐵產(chǎn)量計算，噴煤比只能達(dá)到120 kg/t·鐵，現(xiàn)制粉系統(tǒng)產(chǎn)能已嚴(yán)重影響到高爐噴煤比的進(jìn)一步提升。

高爐噴煤布袋除塵布袋壓差

0 前言

八鋼2 500 m3高爐噴煤系統(tǒng)于2008年5月投產(chǎn)。但噴煤系統(tǒng)一直未能達(dá)到原設(shè)計能力，對高爐噴煤比的進(jìn)一步提升產(chǎn)生了制約。因此，對噴煤系統(tǒng)產(chǎn)能影響因素進(jìn)行研究分析，并根據(jù)生產(chǎn)工藝、設(shè)備現(xiàn)狀、運(yùn)行成本經(jīng)濟(jì)合理等方面提出噴煤系統(tǒng)的改造建議。

1 八鋼2 500 m3高爐噴煤系統(tǒng)的工藝現(xiàn)狀

1.1 噴煤系統(tǒng)工藝概述

八鋼2 500 m3高爐噴煤系統(tǒng)主要有原煤儲運(yùn)系統(tǒng)、制粉系統(tǒng)、噴吹系統(tǒng)三部分組成。原煤儲運(yùn)系統(tǒng)包括干煤棚、橋式抓斗行車、配煤倉、皮帶配料稱、破碎機(jī)、固定篩、皮帶機(jī)、犁式卸料器等主要設(shè)備。干煤棚設(shè)計最大儲煤量為2.3萬噸，可供三座2 500 m3高爐最大噴煤量時使用6～8 d。制粉系統(tǒng)設(shè)3個制粉生產(chǎn)系列。來煤經(jīng)供煤皮帶機(jī)進(jìn)入儲煤倉內(nèi)，再經(jīng)過給煤送入磨煤機(jī)。煤在磨煤機(jī)內(nèi)被磨細(xì)和干燥后，經(jīng)過磨煤機(jī)內(nèi)的分離器，細(xì)度合格的煤粉被煙氣帶走經(jīng)管道進(jìn)入袋式收粉器；不合格的粗煤粒又回到磨盤中被研磨；煤中較大的硬物如：石子煤經(jīng)石子煤排放口排到石子煤斗內(nèi)，定期外排。進(jìn)入袋式收粉器的煤粉經(jīng)分離后進(jìn)入密閉式振動篩篩除雜物，然后進(jìn)入煤粉倉，凈化后的煙氣由主排煙風(fēng)機(jī)抽引廠房高處的排氣筒排入大氣，排放濃度≤50 mg/ Nm3。制粉系統(tǒng)靠主排煙風(fēng)機(jī)抽引作用處于負(fù)壓狀態(tài)。制粉噴吹采用國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)（中速磨、全負(fù)壓布袋收塵、并列雙罐、單管路加雙分配器）。噴煤系統(tǒng)可根據(jù)系統(tǒng)檢修情況任意調(diào)整三個制噴系統(tǒng)對應(yīng)三座高爐的順序。

1.2 噴煤系統(tǒng)產(chǎn)能現(xiàn)狀

噴煤制粉有3個系列，每個系統(tǒng)原設(shè)計制粉能力為45 t/h，現(xiàn)實(shí)際制粉能力，夏季32 t/h，冬季27 t/h，遠(yuǎn)沒有達(dá)到原設(shè)計能力。目前按高爐16 000 t/d鐵產(chǎn)量計算，噴煤比只能達(dá)到120 kg/t·鐵，現(xiàn)制粉系統(tǒng)產(chǎn)能已嚴(yán)重影響到高爐噴煤比的進(jìn)一步提升。分析影響制粉系統(tǒng)產(chǎn)能的主要因素有以下幾方面：布袋除塵器進(jìn)出口壓差較高，制約了風(fēng)機(jī)能力的進(jìn)一步提升。目前風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速1 000轉(zhuǎn)(額定1 450轉(zhuǎn)),布袋壓差已達(dá)到1 800 Pa～3 000 Pa，濾袋頻繁損壞更換，嚴(yán)重制約制粉系統(tǒng)產(chǎn)能發(fā)揮。

2 影響噴煤產(chǎn)能因素分析

通過噴煤系統(tǒng)產(chǎn)能現(xiàn)狀判斷，影響噴煤產(chǎn)能發(fā)揮的主要瓶頸在噴煤除塵系統(tǒng)。這些除塵器自2007年陸續(xù)投入運(yùn)行后即很快出現(xiàn)各灰斗煤粉收塵量嚴(yán)重不均、濾袋過快破損、設(shè)備阻力偏高等嚴(yán)重問題。

2.1 布袋反吹氣流噴吹管清灰氣流強(qiáng)度分析

通過計算機(jī)仿真模擬實(shí)驗，噴吹管的19個噴嘴口徑設(shè)計不合理，使其清灰強(qiáng)度出現(xiàn)嚴(yán)重偏差，見圖1及表1。1#～10#噴嘴清灰能力嚴(yán)重不足而抬高了濾袋阻力，而12#～19#噴嘴清灰能力過大而增加了粉塵排放濃度。另外脈沖閥工作能力不足。

圖1 噴吹管內(nèi)速度場和各噴嘴清灰強(qiáng)度值及其偏差

表1

從表1可看出，清灰最小強(qiáng)度約7.37 kg·m/s2，清灰最大強(qiáng)度約51.6 kg·m/s2，最大最小差率600.00%，清灰強(qiáng)度存在嚴(yán)重不均衡現(xiàn)象。

2.2 布袋箱體氣流分布分析

通過計算機(jī)仿真模擬實(shí)驗，單個箱體內(nèi)氣流紊亂，灰斗中沉積的煤粉被強(qiáng)力擾動并部分重新掛至濾袋外表面而增加了濾袋的阻力，同時濾袋上部、上中部及下部處氣流速度均高達(dá)5～6 m/s，對濾袋產(chǎn)生了磨損，從而導(dǎo)致濾袋快速破損（目前最快3個月即出現(xiàn)破袋）。整臺除塵器進(jìn)風(fēng)道氣流分布嚴(yán)重不均靠近進(jìn)口側(cè)的2個箱體實(shí)際風(fēng)量大大超過另2個箱體，導(dǎo)致前者收粉量亦大大超過后者。

圖2 除塵器單箱體內(nèi)氣流速度場

圖3 整臺除塵器內(nèi)氣流分布

表2 整臺除塵器的12個出口流量及其偏差

從表2可看出：平均最小動量值約3.86，平均最大動量值約3.16，最大最小差率約-18.19%。布袋箱體出口氣流分布嚴(yán)重不均勻。

目前除塵器本體阻力高達(dá)2 900 Pa（遠(yuǎn)超設(shè)計值1 600 Pa），而全部為新濾袋時的空載阻力亦高達(dá)1 500 Pa。目前除塵器實(shí)際處理風(fēng)量僅約90 000 Nm3/h，遠(yuǎn)低于設(shè)計值130 000 Nm3/h。

3 噴煤系統(tǒng)布袋改造方案

⑴對除塵器頂蓋板進(jìn)行維修，減少其漏風(fēng)量。

⑵將離線閥閥座高度由335 mm降至50 mm，同時更換氣缸，將氣缸行程由現(xiàn)在280 mm增加至565 mm。

⑶采用高效節(jié)能脈沖袋式除塵技術(shù)，更換現(xiàn)噴吹清灰裝置包括電磁閥、脈沖閥、氣包、噴吹管等，其中脈沖閥采用高能型，其清灰能力可在現(xiàn)脈沖閥的基礎(chǔ)上提高15%；噴吹管采用大流量均流型，噴吹管各噴嘴清灰強(qiáng)度均勻，清灰效率高，濾袋阻力可由現(xiàn)約1 400 Pa降至約600 Pa。同時粉塵排放濃度≤20 mg/Nm3。

⑷在除塵器的4個灰斗設(shè)置有效的氣流分布裝置，使含塵氣流由下往上流動經(jīng)過氣流分布裝置后速度均勻，從而有效地減少含塵氣流對濾袋的磨損，將濾袋壽命整體提高到2年以上。本氣流分布裝置采用計算機(jī)仿真技術(shù)設(shè)計。

⑸在除塵器進(jìn)風(fēng)道內(nèi)設(shè)置有效的氣流分布裝置，使含塵氣體均勻地進(jìn)入4個箱體，減少收粉量的不均勻性，亦大大減輕靠近進(jìn)風(fēng)口側(cè)2個箱體的負(fù)荷，從而有助于減少濾袋的破損，且降低除塵器阻力和粉塵排放濃度。本氣流分布裝置亦采用計算機(jī)仿真技術(shù)設(shè)計。

4 改造后預(yù)計效益

⑴本項目改造完成后，兩個制粉系列即可滿足3座高爐2.2利用系數(shù)125 kg煤比的需求，三個制粉系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)開二備一的模式。制粉系統(tǒng)功率負(fù)荷按80%計算，每年可節(jié)約用電：350 d×24 h×2 610 kWh× 0.6=1315.44×104kWh。

⑵現(xiàn)脈沖閥反吹形式采用無間隔連續(xù)反吹，每次耗氣量約0.4 Nm3，改造后間隔反吹形式，反吹間隔時間30 min，每年節(jié)省清灰用N2約41.5×104Nm3。

⑶每個除塵器布袋裝機(jī)量為1 520條，3個除塵共計4 560條。2013年1月～10月共計更換布袋8 724條，本項目改造完成后，布袋更換周期可達(dá)兩年，平均每年更換布袋2 280條，每年可降低布袋使用量6 444條。

⑷每個除塵器脈沖閥膜片裝機(jī)量為80個，三個除塵共計240個。2013年1月～11月更換脈沖閥膜片140個,12月還需更換40個共計更換180個，本項目改造完成后，脈沖閥膜片周期可達(dá)兩年，平均每年更換脈沖閥膜片120個，每年可降低脈沖閥使用量60個。

5 結(jié)論及建議

影響噴煤系統(tǒng)產(chǎn)能發(fā)揮的主要因素在噴煤布袋除塵系統(tǒng)，由于現(xiàn)有設(shè)施的缺陷，造成系統(tǒng)氣流分布嚴(yán)重不均衡、布袋清灰效果差、布袋壓差處于較高狀態(tài)。通過對現(xiàn)有設(shè)施的局部改造，可消除以上影響因素，提升噴煤系統(tǒng)產(chǎn)能。

［1］金艷娟.高爐噴煤技術(shù).

［2］湯清華.高爐噴吹煤粉知識問答.

收稿:2015-05-18

10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2015.03.031