高爐噴吹煤粉系統(tǒng)

高爐噴吹煤粉系統(tǒng)第一頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二高爐噴煤系統(tǒng)工藝流程

第二頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二1.原煤貯運系統(tǒng)：

原煤用汽車或火車運至原煤場進行堆放、貯存、破碎、篩分及去除其中金屬雜物等，同時將過濕的原煤進行自然干燥。2.煤粉制備系統(tǒng)：將原煤經(jīng)過磨碎和干燥制成煤粉，再將煤粉從干燥氣中分離出來存入煤粉倉內(nèi)。

第三頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二3.煤粉噴吹系統(tǒng)：

在噴吹罐組內(nèi)充以氮氣，再用壓縮空氣將煤粉經(jīng)輸送管道和噴槍噴入高爐風(fēng)口。4.熱煙氣系統(tǒng)：將高爐煤氣在燃燒爐內(nèi)燃燒生成的熱煙氣送入制粉系統(tǒng)，用來干燥煤粉。

第四頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二5.供氣系統(tǒng)：

供給整個噴煤系統(tǒng)的壓縮空氣、氮氣、氧氣及少量的蒸汽。壓縮空氣用于輸送煤粉，氮氣用于煙煤制備和噴吹系統(tǒng)的氣氛惰化，蒸汽用于設(shè)備保溫。

第五頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二7.1煤粉制備系統(tǒng)

第六頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二7.1.1煤粉制備工藝

球磨機制粉工藝

80年代廣為采用球磨機制粉工藝流程。一.按磨煤機分為兩類：

球磨機制粉、中速磨制粉第七頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二1－原煤倉；2－給煤機；3－一次風(fēng)機；4－一級旋風(fēng)分離器；5－二級旋風(fēng)分離器；6－布袋收粉器；7－二次風(fēng)機；8－煤粉倉；9－球磨機；10－木屑分離器；11－粗粉分離器；12－鎖氣器；13－冷風(fēng)調(diào)節(jié)閥；14－切斷閥；15－調(diào)節(jié)閥16－旋風(fēng)分離器；17－排粉風(fēng)機

球磨機制粉工藝流程圖

第八頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二

此流程要求一次風(fēng)機前常壓運行，一次風(fēng)機后負(fù)壓運行，在實際生產(chǎn)中很難控制，因此，在90年代初很多廠家對上述工藝流程進行了改造。改造的主要內(nèi)容有：①取消一次風(fēng)機，使整個系統(tǒng)負(fù)壓運行；②取消返風(fēng)管，減少煤粉爆炸點；③取消二級旋風(fēng)分離器或完全取消旋風(fēng)分離器。改造后的工藝流程如下：第九頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二改進后的球磨機制粉工藝流程圖

第十頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二

中速磨煤機本身帶有粗粉分離器，從中速磨出來的氣粉混合物直接進入布袋收粉器，被捕捉的煤粉落入煤粉倉，尾氣經(jīng)排粉風(fēng)機排入大氣。

2.中速磨制粉工藝第十一頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二中速磨制粉工藝流程圖

第十二頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二二.按煤種分三種：煙煤制粉工藝無煙煤制粉工藝煙煤與無煙煤混合制粉工藝

第十三頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二

基于防爆要求，煙煤制粉工藝和煙煤與無煙煤混合制粉工藝增加以下幾個系統(tǒng)：（1）氮氣系統(tǒng)：用于惰化系統(tǒng)氣氛。（2）熱風(fēng)爐煙道廢氣引入系統(tǒng)：將熱風(fēng)爐煙道廢氣作為干燥氣，以降低氣氛中含氧量。（3）系統(tǒng)內(nèi)O2、CO含量的監(jiān)測系統(tǒng)：當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)O2含量及CO含量超過某一范圍時報警并采取相應(yīng)措施。

第十四頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二7.1.2主要設(shè)備

1.磨煤機

（1）球磨機

第十五頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二球磨機結(jié)構(gòu)示意圖

第十六頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二

圓筒的轉(zhuǎn)速應(yīng)適宜，如果轉(zhuǎn)速過快，鋼球在離心力作用下緊貼圓筒內(nèi)壁而不能落下，致使原煤無法磨碎。相反，如果轉(zhuǎn)速過慢，會因鋼球提升高度不夠而減弱磨煤作用，降低球磨機的效率。當(dāng)鋼球獲得的離心力等于鋼球自身的重力時，筒體的轉(zhuǎn)速稱為臨界轉(zhuǎn)速。根據(jù)力的平衡可以得到理論臨界轉(zhuǎn)速的計算公式：

r/min第十七頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二在實際生產(chǎn)時圓筒的最佳轉(zhuǎn)速為：

球磨機的優(yōu)點：對原煤品種的要求不高，它可以磨制各種不同硬度的煤種，并且能長時間連續(xù)運行，因此短期內(nèi)不會被淘汰。缺點：設(shè)備笨重，系統(tǒng)復(fù)雜，建設(shè)投資高，金屬消耗多，噪音大，電耗高，并且即使在斷煤的情況下球磨機的電耗也不會明顯下降。

第十八頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二（2）中速磨煤機

中速磨優(yōu)點：結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、基建投資低、噪聲小、耗水量小、金屬消耗少和磨煤電耗低。但是不能磨硬質(zhì)煤，原煤中的鐵件和其它雜物必須全部去除。

第十九頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二MPS磨煤機

配置三個大磨輥，磨輥的位置固定，互成120o角，與垂直線的傾角為12～15o，在主動旋轉(zhuǎn)著的磨盤上隨著轉(zhuǎn)動，在轉(zhuǎn)動時還有一定程度的擺動。磨碎煤粉的碾磨力可以通過液壓彈簧系統(tǒng)調(diào)節(jié)。原煤的磨碎和干燥借助干燥氣的流動來完成的，干燥氣通過噴嘴環(huán)以70～90m/s的速度進入磨盤周圍，用于干燥原煤，并且提供將煤粉輸送到粗粉分離器的能量。合格的細(xì)顆粒煤粉經(jīng)過粗粉分離器被送出磨煤機，粗顆粒煤粉則再次跌落到磨盤上重新碾磨。

第二十頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二MPS磨煤機

第二十一頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二2.給煤機

給煤機位于原煤倉下面，用于向磨煤機提供原煤，目前常用埋刮板給煤機。優(yōu)點：密封性好，能調(diào)節(jié)刮板運行速度和輸料厚度，能夠發(fā)送斷煤信號。

第二十二頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二第二十三頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二3.煤粉收集設(shè)備

（1）粗粉分離器

目前采用的粗粉分離器形式很多，工作原理大致有以下四種：1）重力分離。原理：氣流在垂直上升的過程中，當(dāng)流入截面較大的空間時，氣流速度降低，減小對煤粉的浮力，大顆粒的煤粉隨即分離沉降。

第二十四頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二2）慣性分離。原理：在氣流拐彎時，利用煤粉的慣性力把粗粉分離出來，即慣性分離。

3）離心分離。原理：粗顆粒煤粉在旋轉(zhuǎn)運動中依靠其離心力從氣流中分離出來，稱為離心分離。氣流沿圓形容器的圓周運動時，由于大顆粒煤粉具有較大的離心力而首先被分離出來。

第二十五頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二4）撞擊分離。原理：利用撞擊使粗顆粒煤粉從氣流中分離出來，稱為撞擊分離。當(dāng)氣流中的煤粉顆粒受撞擊時，由于粗顆粒煤粉首先失去繼續(xù)前進的動能而被分離出來，細(xì)顆粒煤粉隨氣流方向繼續(xù)前進。

第二十六頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二（2）PPCS氣箱式脈沖布袋收粉器

PPCS氣箱式脈沖布袋收粉器由灰斗、排灰裝置、脈沖清灰系統(tǒng)等組成。箱體由多個室組成，每個室配有兩個脈沖閥和一個帶氣缸的提升閥。進氣口與灰斗相通，出風(fēng)口通過提升閥與清潔氣體室相通，脈沖閥通過管道與儲氣罐相連。第二十七頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二

氣箱式脈沖布袋收粉器結(jié)構(gòu)示意圖1－提升閥；2－脈沖閥；3－閥板；4－隔板；5－濾袋及袋籠；6－灰斗；7－葉輪給煤機或螺旋輸送機第二十八頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二原理：當(dāng)氣體和煤粉的混合物由進風(fēng)口進入灰斗后，一部分凝結(jié)的煤粉和較粗顆粒的煤粉由于慣性碰撞，自然沉積到灰斗上，細(xì)顆粒煤粉隨氣流上升進入袋室，經(jīng)濾袋過濾后，煤粉被阻留在濾袋外側(cè)，凈化后的氣體由濾袋內(nèi)部進入箱體，再經(jīng)閥板孔、出口排出，達(dá)到收集煤粉的作用。隨著過濾的不斷進行，濾袋外側(cè)的煤粉逐漸增多，阻力逐漸提高，當(dāng)達(dá)到設(shè)定阻力值或一定時間間隔時，清灰程序控制器發(fā)出清灰指令。首先關(guān)閉提升閥，切斷氣源，停止該室過濾，再打開電磁脈沖閥，向濾袋內(nèi)噴入高壓氣體——氮氣或壓縮空氣，以清除濾袋外表面捕集的煤粉。清灰完畢，再次打開提升閥，進入工作狀態(tài)。

第二十九頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二清灰過程：一個室從清灰開始到結(jié)束，稱為一個清灰過程，一般為3～10秒。清灰周期：一個室從清灰開始到下一次清灰開始之間的時間間隔稱為清灰周期，清灰周期的長短取決于煤粉濃度、過濾風(fēng)速等。清灰間隔：從一個室的清灰結(jié)束到另外一個室的清灰開始，稱為清灰間隔。

第三十頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二PPCS氣箱式脈沖布袋收粉器的技術(shù)性能

第三十一頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二4.排粉風(fēng)機排粉風(fēng)機是制粉系統(tǒng)的主要設(shè)備，它是整個制粉系統(tǒng)中氣固兩相流流動的動力來源，工作原理與普通離心通風(fēng)機相同。

第三十二頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二5.木屑分離器木屑分離器安裝在磨煤機出口的垂直管道上，用以捕捉氣流中夾帶的木屑和其它大塊雜物。分離器內(nèi)上方設(shè)有可翻轉(zhuǎn)的網(wǎng)格，下部內(nèi)側(cè)有木屑簍，簍底有一扇能翻轉(zhuǎn)的擋氣板，外側(cè)有取物門。木屑分離器取物時先關(guān)閉擋氣板，再把網(wǎng)格從水平位置翻下，使木屑落入木屑簍，網(wǎng)格復(fù)位后打開取物門把木屑等雜物取出。

第三十三頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二木屑分離器1－平衡重錘；2－取物門；3－擋氣板；4－網(wǎng)格

第三十四頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二6.鎖氣器

鎖氣器是一種只能讓煤粉通過而不允許氣體通過的設(shè)備。常用的鎖氣器有錐式和斜板式兩種。第三十五頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二第三十六頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二

當(dāng)煤粉在鎖氣器內(nèi)存到一定數(shù)量時，灰門自動開啟卸灰，當(dāng)煤粉減少到一定量后，由于平衡錘的作用使灰門復(fù)位。斜板式鎖氣器可在垂直管道上使用，也可在垂直偏斜度小于20o的傾斜管道上使用。而錐式鎖氣器只能安裝在垂直管道上。為保證鎖氣可靠，一般要安裝兩臺鎖氣器，串連使用，并且鎖氣器上方煤粉管的長度不應(yīng)小于600mm。原理：第三十七頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二7.2煤粉噴吹系統(tǒng)

從制粉系統(tǒng)的煤粉倉后面到高爐風(fēng)口噴槍之間的設(shè)施屬于噴吹系統(tǒng)，主要包括煤粉輸送、煤粉收集、煤粉噴吹、煤粉的分配及風(fēng)口噴吹等。

第三十八頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二直接噴吹工藝：在煤粉制備站與高爐之間距離小于300m的情況下，把噴吹設(shè)施布置在制粉站的煤粉倉下面，不設(shè)輸粉設(shè)施，這種工藝稱為直接噴吹工藝。間接噴吹工藝：在制粉站與高爐之間的距離較遠(yuǎn)時，增設(shè)輸粉設(shè)施，將煤粉由制粉站的煤粉倉輸送到噴吹站，這種工藝稱為間接噴吹工藝。

第三十九頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二1.串罐噴吹

是將三個罐重疊布置的，從上到下三個罐依次為煤粉倉、中間罐和噴吹罐。第四十頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二串罐噴吹工藝1－塞頭閥；2－煤粉倉電子稱；3－煤粉倉；4－軟連接；5－放散閥；6－上鐘閥；7－中間罐充壓閥；8－中間罐電子稱；9－均壓閥；10－中間罐；11－中間罐流化閥；12－中鐘閥；13－軟連接；14－下鐘閥；15－噴吹罐充壓閥；16－噴吹罐電子稱；17－噴吹罐；18－流化器；19－給煤球閥；20－混合器

第四十一頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二倒罐順序：打開上鐘閥6，煤粉由煤粉倉3落入中間罐10內(nèi)，裝滿煤粉后關(guān)上鐘閥。當(dāng)噴吹罐17內(nèi)煤粉下降到低料位時，中間罐開始充壓，向罐內(nèi)充入氮氣，使中間罐壓力與噴吹罐壓力相等，依次打開均壓閥9、下鐘閥14和中鐘閥12。待中間罐煤粉放空時，依次關(guān)閉中鐘閥12、下鐘閥14和均壓閥9，開啟放散閥5直到中間罐壓力為零。

第四十二頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二

噴吹罐連續(xù)運行，噴吹穩(wěn)定，設(shè)備利用率高，廠房占地面積小。

優(yōu)點：第四十三頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二2.并罐噴吹

兩個或多個噴吹罐并列布置，一個噴吹罐噴煤時，另一個噴吹罐裝煤和充壓，噴吹罐輪流噴吹煤粉。優(yōu)點：并罐噴吹工藝簡單，設(shè)備少，廠房低，建設(shè)投資少，計量方便，常用于單管路噴吹。

第四十四頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二第四十五頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二3.單管路噴吹

噴吹罐下只設(shè)一條噴吹管路的噴吹形式稱為單管路噴吹。單管路噴吹必須與多頭分配器配合使用。優(yōu)點：工藝簡單、設(shè)備少、投資低、維修量小、操作方便以及容易實現(xiàn)自動計量；由于混合器較大，輸粉管道粗，不易堵塞；在個別噴槍停用時，不會導(dǎo)致噴吹罐內(nèi)產(chǎn)生死角，能保持下料順暢，并且容易調(diào)節(jié)噴吹速率；在噴煤總管上安裝自動切斷閥，以確保噴煤系統(tǒng)安全。

第四十六頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二4.多管路噴吹

從噴吹罐引出多條噴吹管，每條噴吹管連接一支噴槍的形式稱為多管路噴吹。

第四十七頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二7.2.2主要設(shè)備

混合器

混合器是將壓縮空氣與煤粉混合并使煤粉啟動的設(shè)備，由殼體和噴嘴組成，如圖：第四十八頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二沸騰式混合器1－壓縮空氣閥門；2－氣室；3－殼體；4－噴嘴；5－調(diào)節(jié)帽

第四十九頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二混合器的工作原理：是利用從噴嘴噴射出的高速氣流所產(chǎn)生的相對負(fù)壓將煤粉吸附、混勻和啟動的。

第五十頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二2.分配器

單管路噴吹必須設(shè)置分配器。煤粉由設(shè)在噴吹罐下部的混合器供給，經(jīng)噴吹總管送入分配器，在分配器四周均勻布置了若干個噴吹支管，噴吹支管數(shù)目與高爐風(fēng)口數(shù)相同，煤粉經(jīng)噴吹支管和噴槍噴入高爐。

第五十一頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二分配器結(jié)構(gòu)示意圖

1－分配器外殼；2－中央錐體；3－煤粉分配刀；4－中間法蘭；5－噴煤支管；6－噴煤主管

第五十二頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二使用分配器應(yīng)遵循的一些原則：1）一座高爐使用兩個分配器比使用一個分配器好。使用兩個分配器，除了工藝布置靈活外，分配精度也可以提高；2）兩個分配器應(yīng)對稱布置在高爐兩側(cè)，這樣可保證分配器后噴吹支管的長度大致相等，從而使噴吹支管的壓力損失近似；3）噴吹主管在進入分配器前應(yīng)有相當(dāng)長的一段垂直段，一般要求大于3.5m，以減少加速段不穩(wěn)定流的影響，保證適當(dāng)?shù)臍夥鬯俣燃霸诔浞职l(fā)展段煤粉沿徑向均勻分布。

4）評估分配器的性能，只從壽命及精度來評估是不全面的，還應(yīng)從分配器對環(huán)境的適應(yīng)性來考慮，如噴槍堵塞時的性能等。

第五十三頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二3.噴煤槍

由耐熱無縫鋼管制成，直徑15～25mm。根據(jù)噴槍插入方式可分為三種形式：

第五十四頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二噴煤槍

第五十五頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二（1）斜插式：從直吹管插入，噴槍中心與風(fēng)口中心線有一夾角，一般為12～14o。斜插式噴槍的操作較為方便，直接受熱段較短，不易變形，但是煤粉流沖刷直吹管壁。（2）直插式：噴槍從窺視孔插入，噴槍中心與直吹管的中心線平行，噴吹的煤粉流不易沖刷風(fēng)口，但是妨礙高爐操作者觀察風(fēng)口，并且噴槍受熱段較長，噴槍容易變形。（3）風(fēng)口固定式：噴槍由風(fēng)口小套水冷腔插入，無直接受熱段，停噴時不需拔槍，操作方便，但是制造復(fù)雜，成品率低，并且不能調(diào)節(jié)噴槍伸入長度。

第五十六頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二4.氧煤槍

富氧的方法有兩種：一是在熱風(fēng)爐前將氧氣混入冷風(fēng)；二是將有限的氧氣由風(fēng)口及直吹管之間，用適當(dāng)?shù)姆椒尤?。氧煤槍有三種結(jié)構(gòu)：

第五十七頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二氧煤槍

第五十八頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二（A）為螺旋形，它能迫使氧氣在煤股四周做旋轉(zhuǎn)運動，以達(dá)到氧煤迅速混合燃燒的目的；（B）為向心形，它能將氧氣噴向中心，氧煤股的交點可根據(jù)需要預(yù)先設(shè)定，其目的是控制煤粉開始燃燒的位置，以防止過早燃燒而損壞槍嘴或風(fēng)口結(jié)渣現(xiàn)象的出現(xiàn)；（