煉鐵部煤粉系統(tǒng)氮?dú)鈨?yōu)化實(shí)踐

文/胡紹磊 孫岳琦 侯金龍

實(shí)習(xí)編輯 李楠楠

鞍鋼股份有限公司鲅魚(yú)圈分公司煉鐵部煤粉系統(tǒng)于2008 年竣工投產(chǎn)，采用中速磨制粉工藝。其主要由原煤儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)、制粉系統(tǒng)、噴吹系統(tǒng)、干燥氣制備系統(tǒng)以及供氣動(dòng)力系統(tǒng)五部分組成。年平均為鲅魚(yú)圈高爐提供噴吹用煤粉100 萬(wàn)t，為鲅魚(yú)圈分公司煉鐵部?jī)勺郀t的穩(wěn)定順行提供了有利保障。

煤粉工序氮?dú)馐褂霉に?/h2>

鲅魚(yú)圈分公司煉鐵部煤粉噴吹系統(tǒng)采用全氮?dú)鈬姶?，氮?dú)庀牧看?，氮?dú)馐敲悍凵a(chǎn)成本中的重要組成部分。

煤粉工序用氮?dú)夥譃榈蛪罕０驳獨(dú)狻?高爐煤槍環(huán)冷風(fēng)用氮?dú)狻?和2高爐噴吹、倒罐充壓用氮?dú)狻?高爐煤槍環(huán)冷風(fēng)用氮?dú)?、煤粉布袋除塵用氮?dú)獾任鍌€(gè)部分。其中低壓保安氮?dú)庥糜谌齻€(gè)方向，一部分供給磨機(jī)入口、磨機(jī)和磨機(jī)出口，一部分供給布袋箱保安氮?dú)?，最后一部分用于燃燒爐爐頂元件冷卻和管道吹掃。1、2高爐煤槍環(huán)冷風(fēng)用氮?dú)鈱儆诟邏旱獨(dú)?，一旦煤槍停煤開(kāi)啟環(huán)冷風(fēng)對(duì)煤槍進(jìn)行冷卻，這部分氮?dú)庀牧枯^大。1和2高爐噴吹、倒罐充壓用氮?dú)鈱儆诟邏旱獨(dú)?，這部分主要包括噴吹罐充壓、底部和錐體流化、噴吹二次補(bǔ)氣風(fēng)量，其中噴吹罐充壓和二次補(bǔ)氣風(fēng)量用氮?dú)饬枯^大。煤粉布袋除塵用氮?dú)鈱儆?.5 MPa 的中壓氮?dú)?，用? 臺(tái)布袋箱和2 臺(tái)倉(cāng)頂布袋的氮?dú)饷}沖。

氮?dú)庀某瑯?biāo)的影響

鲅魚(yú)圈分公司煉鐵部煤粉噴吹系統(tǒng)采用全氮?dú)鈬姶担３址€(wěn)定的氮?dú)饪偣軌毫κ菄姶迪到y(tǒng)穩(wěn)定生產(chǎn)的必要條件，正常氮?dú)饪偣軌毫υ?.4 ～1.5 MPa 之間，一旦氮?dú)庀牧看?，將造成氮?dú)饪偣軌毫ο陆担?dāng)?shù)獨(dú)饪偣軌毫档偷絿姶倒拊O(shè)定的臨近罐壓，煤粉噴吹系統(tǒng)將無(wú)法繼續(xù)，只能停止產(chǎn)煤，嚴(yán)重影響高爐的生產(chǎn)順行。在鲅魚(yú)圈分公司煉鐵部所有生產(chǎn)工序中煤粉是氮?dú)庀牡摹按髴簟?，氮?dú)庀氖敲悍凵a(chǎn)成本中的一個(gè)重要指標(biāo)，氮?dú)庀牧看髸?huì)導(dǎo)致煤粉生產(chǎn)成本升高。煤粉區(qū)域有很多閥門(mén)，由于年久失修存在外漏或內(nèi)漏現(xiàn)象，一旦某區(qū)域出現(xiàn)氮?dú)庑孤┎⒋罅烤奂?，崗位人員在巡檢或在此處作業(yè)時(shí)將會(huì)出現(xiàn)氮?dú)庵舷?，輕則出現(xiàn)嘔吐，重則導(dǎo)致人員傷亡事故的發(fā)生。由此可見(jiàn)，如何控制氮?dú)庀氖敲悍凵a(chǎn)工序中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，降低氮?dú)庀挠? 個(gè)優(yōu)點(diǎn)：一是可以保持穩(wěn)定的氮?dú)饪偣軌毫?，繼而保證煤粉噴吹系統(tǒng)的正常生產(chǎn)；二是降低工序生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗；三是消除區(qū)域內(nèi)的安全環(huán)保隱患，保證企業(yè)的安全生產(chǎn)。

影響氮?dú)庀牡囊蛩胤治黾翱刂拼胧?/h2>

煤粉系統(tǒng)氮?dú)庀囊蛩胤治?/h3>

1.低壓保安氮?dú)?/p>

低壓保安氮?dú)庵饕饔每刂颇C(jī)、布袋箱等部位的氧含量，一旦氧含量超標(biāo)立即啟動(dòng)保安氮?dú)饨档脱鹾?，在制粉系統(tǒng)啟動(dòng)和停止期間對(duì)磨機(jī)出口充氮降氧降溫，另外為防止磨機(jī)入口積煤自燃，需要定期對(duì)磨機(jī)入口進(jìn)行氮?dú)獯祾?。燃燒爐爐頂元件冷卻和管道吹掃采用低壓保安氮?dú)猓瑺t頂元件冷卻需要24 h 連續(xù)使用，氮?dú)庀牧枯^大。其中制粉系統(tǒng)啟停充氮和磨機(jī)入口氮?dú)獯祾邔儆诔Ｒ?guī)作業(yè)，燃燒爐管道吹掃只是在檢修作業(yè)時(shí)使用，可以忽略。對(duì)于低壓保安氮?dú)庀牡目刂拼胧?，一是降低制粉系統(tǒng)氧含量，減少充氮頻次；二是燃燒爐爐頂元件冷卻改用壓縮空氣。

2.煤槍環(huán)冷風(fēng)用氮?dú)?/p>

1、2高爐煤槍環(huán)冷風(fēng)用氮?dú)鈱儆诟邏旱獨(dú)?，?dāng)某顆煤槍因風(fēng)口或其他原因停煤時(shí)需要對(duì)煤槍通氮?dú)饫鋮s，鲅魚(yú)圈分公司煉鐵部?jī)勺郀t72 顆煤槍每天都有煤槍停煤，每顆煤槍冷卻需要氮?dú)饬吭?00 m/h 左右，氮?dú)庀牧烤薮?。針?duì)這個(gè)問(wèn)題，通過(guò)研究采取停煤煤槍停氮?dú)猓⒚簶尰赝?，最大限度保護(hù)煤槍?zhuān)⒔档偷獨(dú)庀摹?/p>

3.噴吹罐噴吹、倒罐充壓用氮?dú)?/p>

噴吹罐罐壓、二次補(bǔ)氣風(fēng)量與氮?dú)庀牧砍烧汝P(guān)系，合理的噴吹罐罐壓和二次補(bǔ)氣氮?dú)怙L(fēng)量不但可以提高噴煤的準(zhǔn)確性，而且可以節(jié)約氮?dú)庀?。根?jù)不同的噴煤量調(diào)節(jié)噴吹罐罐壓和二次補(bǔ)氣風(fēng)量，表1 為在不同噴煤量條件下噴吹罐壓、二次補(bǔ)氣風(fēng)量和末端壓力的關(guān)系，在條件滿足的情況下實(shí)現(xiàn)濃相噴吹，將二次補(bǔ)氣風(fēng)量控制在1 000 ～1 500 m/h。

4.布袋除塵用氮?dú)?/p>

布袋除塵用氮?dú)鉃橹袎旱獨(dú)?，為煤?～4布袋箱除塵器和1、2倉(cāng)頂布袋除塵器提供脈沖氮?dú)猓總€(gè)除塵器都設(shè)有一臺(tái)氮?dú)怙L(fēng)包，用于儲(chǔ)存氮?dú)夂驼{(diào)節(jié)氮?dú)鈮毫?。氮?dú)饷}沖壓力過(guò)高會(huì)造成布袋脫落，氮?dú)庀脑黾?，過(guò)低起不到脈沖效果，造成布袋粘附煤粉，留下著火隱患。通過(guò)長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐證明，氮?dú)鈮毫υ?.25 MPa 時(shí)，不但可以降低氮?dú)庀?，還可以有效清除布袋粘附的煤粉。

5.系統(tǒng)閥門(mén)泄漏

制粉噴吹系統(tǒng)個(gè)別閥門(mén)由于磨損等因素出現(xiàn)內(nèi)漏或外漏現(xiàn)象，大量氮?dú)鈴拈y門(mén)及管道泄漏，一旦此處有人作業(yè)易發(fā)生氮?dú)庵舷⑹鹿省＠?，磨機(jī)沖氮閥門(mén)出現(xiàn)過(guò)泄漏現(xiàn)象，造成磨機(jī)檢修人員無(wú)法進(jìn)入，影響了生產(chǎn)進(jìn)度。針對(duì)此類(lèi)閥門(mén)，作業(yè)區(qū)通過(guò)強(qiáng)化崗位巡檢，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并更換閥門(mén)，杜絕氮?dú)庑孤┣闆r的發(fā)生。此外，噴吹系統(tǒng)個(gè)別閥門(mén)用風(fēng)為氮?dú)猓?jīng)常出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象，通過(guò)與設(shè)備部門(mén)的協(xié)調(diào)逐步將噴吹系統(tǒng)所有閥門(mén)的用風(fēng)全部改為壓縮空氣，解決了閥門(mén)泄漏所引起的危害。

實(shí)施控住措施之后的效果

1.安全管控

煤粉制粉系統(tǒng)日常主要的安全管控手段是控制系統(tǒng)的“氧含量”。在制粉生產(chǎn)以及粉塵爆炸要素中，“氧含量”是唯一可控因素，也是粉塵爆炸條件中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。制粉系統(tǒng)的惰性氣體主要有兩種，一種是煤粉燃燒爐干燥氣和高爐熱風(fēng)爐廢氣的混合煙氣，此煙氣是控制磨煤機(jī)入口的“氧含量”，是將燃燒爐產(chǎn)生的高溫?zé)煔?，通過(guò)與高爐熱風(fēng)爐的低溫廢氣綜合，形成較低溫、低氧的惰性氣體，既滿足原煤的干燥又滿足“氧含量”的控制；另一種是由能源動(dòng)力部提供的中壓保安氮?dú)夂透邏旱獨(dú)猓袎旱獨(dú)鉃槟C(jī)、制粉收集系統(tǒng)及布袋脈沖提供惰性保護(hù)氣體，確?！把鹾俊薄?2%以下。高壓氮?dú)馐菄姶迪到y(tǒng)所使用的氮?dú)?，由于噴吹系統(tǒng)內(nèi)部的煤粉含量極大，基本不具備懸浮狀態(tài)，且遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于煤粉爆炸極限的上限，因此，高壓氮?dú)獾闹饕饔脼槊悍圯斔凸δ?，氣體惰化為輔的效能。

表1 噴吹系統(tǒng)各參數(shù)設(shè)定表

鲅魚(yú)圈分公司結(jié)合工藝特點(diǎn)在制粉噴吹系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)合理設(shè)置多個(gè)固定式氧氣報(bào)警儀，避免由于氮?dú)庑孤┰斐裳矙z作業(yè)人員窒息事故，同時(shí)利用安全生產(chǎn)費(fèi)采購(gòu)磨機(jī)入口、磨機(jī)出口、布袋箱出口氧分析儀，為系統(tǒng)高效安全運(yùn)行提供數(shù)據(jù)支撐。惰化氣體氮?dú)獾目茖W(xué)使用，使之成為制粉系統(tǒng)安全保障運(yùn)行的有效措施之一。

2.優(yōu)化降本

降低氮?dú)庀南嚓P(guān)措施實(shí)施后，氮?dú)庀闹笜?biāo)明顯有了改善，2018年鲅魚(yú)圈分公司煤粉制備所用氮?dú)鈫挝欢~實(shí)際為106.516 m/t，2019 年下降至99.053 m/t，2019全年節(jié)約氮?dú)饨当?47.98 萬(wàn)元。氮?dú)饪偣軌毫Ψ€(wěn)定在1.4 MPa 以上，為煤粉噴吹生產(chǎn)提供了有效保證，為下道工序高爐生產(chǎn)提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。改進(jìn)后閥門(mén)泄漏現(xiàn)象得到有效控制，氮?dú)庑孤?dǎo)致窒息的隱患徹底消除，崗位人員作業(yè)環(huán)境及安全環(huán)保指標(biāo)得到了優(yōu)化和提高。（本文作者單位系鞍鋼股份有限公司鲅魚(yú)圈鋼鐵分公司）