八钢2 500 m3高炉喷煤系统产能提升方案探讨

刘西安(宝钢集团新疆八一钢铁有限公司炼铁分公司乌鲁木齐830022)

八钢2 500 m3高炉喷煤系统产能提升方案探讨

刘西安
(宝钢集团新疆八一钢铁有限公司炼铁分公司乌鲁木齐830022)

八钢三座2 500 m3高炉配套喷煤系统有3个制粉系列，每个系统原设计制粉能力为45 t/h。现实际制粉能力，夏季32 t/h，冬季27 t/h，远没有达到原设计能力。目前按高炉16 000 t/d铁产量计算，喷煤比只能达到120 kg/t·铁，现制粉系统产能已严重影响到高炉喷煤比的进一步提升。

高炉喷煤布袋除尘布袋压差

0 前言

八钢2 500 m3高炉喷煤系统于2008年5月投产。但喷煤系统一直未能达到原设计能力，对高炉喷煤比的进一步提升产生了制约。因此，对喷煤系统产能影响因素进行研究分析，并根据生产工艺、设备现状、运行成本经济合理等方面提出喷煤系统的改造建议。

1 八钢2 500 m3高炉喷煤系统的工艺现状

1.1 喷煤系统工艺概述

八钢2 500 m3高炉喷煤系统主要有原煤储运系统、制粉系统、喷吹系统三部分组成。原煤储运系统包括干煤棚、桥式抓斗行车、配煤仓、皮带配料称、破碎机、固定筛、皮带机、犁式卸料器等主要设备。干煤棚设计最大储煤量为2.3万吨，可供三座2 500 m3高炉最大喷煤量时使用6～8 d。制粉系统设3个制粉生产系列。来煤经供煤皮带机进入储煤仓内，再经过给煤送入磨煤机。煤在磨煤机内被磨细和干燥后，经过磨煤机内的分离器，细度合格的煤粉被烟气带走经管道进入袋式收粉器；不合格的粗煤粒又回到磨盘中被研磨；煤中较大的硬物如：石子煤经石子煤排放口排到石子煤斗内，定期外排。进入袋式收粉器的煤粉经分离后进入密闭式振动筛筛除杂物，然后进入煤粉仓，净化后的烟气由主排烟风机抽引厂房高处的排气筒排入大气，排放浓度≤50 mg/ Nm3。制粉系统靠主排烟风机抽引作用处于负压状态。制粉喷吹采用国内外先进技术（中速磨、全负压布袋收尘、并列双罐、单管路加双分配器）。喷煤系统可根据系统检修情况任意调整三个制喷系统对应三座高炉的顺序。

1.2 喷煤系统产能现状

喷煤制粉有3个系列，每个系统原设计制粉能力为45 t/h，现实际制粉能力，夏季32 t/h，冬季27 t/h，远没有达到原设计能力。目前按高炉16 000 t/d铁产量计算，喷煤比只能达到120 kg/t·铁，现制粉系统产能已严重影响到高炉喷煤比的进一步提升。分析影响制粉系统产能的主要因素有以下几方面：布袋除尘器进出口压差较高，制约了风机能力的进一步提升。目前风机转速1 000转(额定1 450转),布袋压差已达到1 800 Pa～3 000 Pa，滤袋频繁损坏更换，严重制约制粉系统产能发挥。

2 影响喷煤产能因素分析

通过喷煤系统产能现状判断，影响喷煤产能发挥的主要瓶颈在喷煤除尘系统。这些除尘器自2007年陆续投入运行后即很快出现各灰斗煤粉收尘量严重不均、滤袋过快破损、设备阻力偏高等严重问题。

2.1 布袋反吹气流喷吹管清灰气流强度分析

通过计算机仿真模拟实验，喷吹管的19个喷嘴口径设计不合理，使其清灰强度出现严重偏差，见图1及表1。1#～10#喷嘴清灰能力严重不足而抬高了滤袋阻力，而12#～19#喷嘴清灰能力过大而增加了粉尘排放浓度。另外脉冲阀工作能力不足。

图1 喷吹管内速度场和各喷嘴清灰强度值及其偏差

表1

从表1可看出，清灰最小强度约7.37 kg·m/s2，清灰最大强度约51.6 kg·m/s2，最大最小差率600.00%，清灰强度存在严重不均衡现象。

2.2 布袋箱体气流分布分析

通过计算机仿真模拟实验，单个箱体内气流紊乱，灰斗中沉积的煤粉被强力扰动并部分重新挂至滤袋外表面而增加了滤袋的阻力，同时滤袋上部、上中部及下部处气流速度均高达5～6 m/s，对滤袋产生了磨损，从而导致滤袋快速破损（目前最快3个月即出现破袋）。整台除尘器进风道气流分布严重不均靠近进口侧的2个箱体实际风量大大超过另2个箱体，导致前者收粉量亦大大超过后者。

图2 除尘器单箱体内气流速度场

图3 整台除尘器内气流分布

表2 整台除尘器的12个出口流量及其偏差

从表2可看出：平均最小动量值约3.86，平均最大动量值约3.16，最大最小差率约-18.19%。布袋箱体出口气流分布严重不均匀。

目前除尘器本体阻力高达2 900 Pa（远超设计值1 600 Pa），而全部为新滤袋时的空载阻力亦高达1 500 Pa。目前除尘器实际处理风量仅约90 000 Nm3/h，远低于设计值130 000 Nm3/h。

3 喷煤系统布袋改造方案

⑴对除尘器顶盖板进行维修，减少其漏风量。

⑵将离线阀阀座高度由335 mm降至50 mm，同时更换气缸，将气缸行程由现在280 mm增加至565 mm。

⑶采用高效节能脉冲袋式除尘技术，更换现喷吹清灰装置包括电磁阀、脉冲阀、气包、喷吹管等，其中脉冲阀采用高能型，其清灰能力可在现脉冲阀的基础上提高15%；喷吹管采用大流量均流型，喷吹管各喷嘴清灰强度均匀，清灰效率高，滤袋阻力可由现约1 400 Pa降至约600 Pa。同时粉尘排放浓度≤20 mg/Nm3。

⑷在除尘器的4个灰斗设置有效的气流分布装置，使含尘气流由下往上流动经过气流分布装置后速度均匀，从而有效地减少含尘气流对滤袋的磨损，将滤袋寿命整体提高到2年以上。本气流分布装置采用计算机仿真技术设计。

⑸在除尘器进风道内设置有效的气流分布装置，使含尘气体均匀地进入4个箱体，减少收粉量的不均匀性，亦大大减轻靠近进风口侧2个箱体的负荷，从而有助于减少滤袋的破损，且降低除尘器阻力和粉尘排放浓度。本气流分布装置亦采用计算机仿真技术设计。

4 改造后预计效益

⑴本项目改造完成后，两个制粉系列即可满足3座高炉2.2利用系数125 kg煤比的需求，三个制粉系统可实现开二备一的模式。制粉系统功率负荷按80%计算，每年可节约用电：350 d×24 h×2 610 kWh× 0.6=1315.44×104kWh。

⑵现脉冲阀反吹形式采用无间隔连续反吹，每次耗气量约0.4 Nm3，改造后间隔反吹形式，反吹间隔时间30 min，每年节省清灰用N2约41.5×104Nm3。

⑶每个除尘器布袋装机量为1 520条，3个除尘共计4 560条。2013年1月～10月共计更换布袋8 724条，本项目改造完成后，布袋更换周期可达两年，平均每年更换布袋2 280条，每年可降低布袋使用量6 444条。

⑷每个除尘器脉冲阀膜片装机量为80个，三个除尘共计240个。2013年1月～11月更换脉冲阀膜片140个,12月还需更换40个共计更换180个，本项目改造完成后，脉冲阀膜片周期可达两年，平均每年更换脉冲阀膜片120个，每年可降低脉冲阀使用量60个。

5 结论及建议

影响喷煤系统产能发挥的主要因素在喷煤布袋除尘系统，由于现有设施的缺陷，造成系统气流分布严重不均衡、布袋清灰效果差、布袋压差处于较高状态。通过对现有设施的局部改造，可消除以上影响因素，提升喷煤系统产能。

［1］金艳娟.高炉喷煤技术.

［2］汤清华.高炉喷吹煤粉知识问答.

收稿:2015-05-18

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