高爐噴吹操作噴煤技術(shù)發(fā)展的主要趨勢(shì)： 

    噴煤量大幅度提高，焦比大幅度降低。 

    高爐噴吹煙煤，或煙煤、無(wú)煙煤甚至褐煤進(jìn)行混配噴吹。 

    在大量噴煤的同時(shí)采用高風(fēng)溫、富氧操作。 

   一．煤的化學(xué)組成與分類(lèi) 

    1．煤的化學(xué)組成 

    各種化合形式的有機(jī)物質(zhì)。 

    這些有機(jī)物的組成元素有C、H、O、N和一部分S。 

    灰分。 

    煤中不能燃燒的礦物質(zhì)統(tǒng)稱(chēng)為灰分，由SiO2、Al2O3、CaO、MgO、Fe2O3、Na2O等礦物質(zhì)組成。 

    根據(jù)灰分的來(lái)源，煤中的灰分分為原生灰分和再生灰分。 

    水分。 

    煤中的水分是有害成分。 

    煤中的水分以外部水分、吸附水分和結(jié)晶水三種形式存在。 

    2． 煤的化學(xué)成分表示方法 

    煤的成分通常用各組成物的質(zhì)量百分含量來(lái)表示。通常要用下述幾種表示方法： 

    應(yīng)用成分。將碳、氫、氧、氮、硫、灰分和水分在應(yīng)用基中的質(zhì)量百分含量定義為煤的應(yīng)用成分，表示方法為在對(duì)應(yīng)組成的右上角加標(biāo)y，即： 

    Cy+Hy+Oy+Ny+Sy+Ay+Wy=100% 

    干燥成分。用不含水分的干燥基中的各組分百分含量來(lái)表示煤的化學(xué)組成，用這種方法表示的成分稱(chēng)為煤的干燥成分，表示方法為在相應(yīng)組成的右上角加標(biāo)g，即： 

    Cg+Hg+Og+Ng+Sg+Ag=100% 

    可燃成分。用C、H、O、N、S在可燃基中的百分含量來(lái)表示，稱(chēng)為可燃成分，表示方法為在對(duì)應(yīng)組成的右上角加標(biāo)r，即： 

    Cr+Hr+ Or +Nr+Sr=100% 

    煤的工業(yè)分析成分。將一定重量的煤加熱到110℃，使其水分蒸發(fā)以測(cè)出水分的百分含量w，，再在隔絕空氣的條件下，將煤樣加熱到850℃，并測(cè)出揮發(fā)分的百分含量V，，然后再將煤樣通以空氣，使固定碳全部燃燒，以便測(cè)出灰分的百分含量A，后可確定出煤的固定碳百分含量為： 

    Cy=(100－(Wy+Ay+Vy))×100% 

    3．煤的分類(lèi) 

    煤的分類(lèi)主要是按使用上的要求、煤的質(zhì)量特性、煤的變質(zhì)特性等劃分。 

    按煤的質(zhì)量特性分類(lèi) 

    按煤中灰分(A)含量分類(lèi)：A≤15%，為低灰分煤；A=15%～25%，為中灰分煤；A= 25%～40%，為高灰分煤。 

    按煤中硫(S)含量分類(lèi)：S≤l%，為低硫煤；S=1%～l．5%，為中硫煤；S>1．5%，為高硫煤。 

    按煤的發(fā)熱量來(lái)分類(lèi) 

    l kg煤完全燃燒后所放出的熱量稱(chēng)為煤的發(fā)熱量，單位為kJ／kg。 

    發(fā)熱量有高發(fā)熱量和低發(fā)熱量?jī)煞N表示方法。高發(fā)熱量是在實(shí)驗(yàn)室條件下評(píng)價(jià)煤質(zhì)的一個(gè)指標(biāo)，而低發(fā)熱量則主要用于燃燒計(jì)算和熱工計(jì)算。 

    所謂高發(fā)熱量QG，是指煤完全燃燒，并且燃燒產(chǎn)物冷卻到使其中的水蒸氣凝結(jié)成0℃的水時(shí)所放出的熱量。 

    所謂低發(fā)熱量QD，是指煤完全燃燒，并且燃燒產(chǎn)物中水蒸氣冷卻到20℃的蒸汽時(shí)所放出的熱量。 

    QD>29300 kJ／kg，為高發(fā)熱量煤；QD>25100～29300 kJ／kg，為中高發(fā)熱量煤；QD >18800～25100 kJ／kg，為中發(fā)熱量；QD>12500～18800 kJ／kg，為低發(fā)熱量。 

   二．高爐噴吹用煤的性能要求 

    高爐噴煤對(duì)煤的性能要求： 

    1.煤的灰分越低越好，一般要求小于15%。 

    2.硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越低越好，一般要求小于1．0%。 

    3.膠質(zhì)層越薄越好，Y值應(yīng)小于10mm，以免在噴吹過(guò)程中結(jié)焦堵塞噴槍和風(fēng)口。 

    4.煤的可磨性要好，HGI值應(yīng)大于50。 

    5.燃燒性和反應(yīng)性要好。燃燒性和反應(yīng)性好的煤允許大量噴吹，并允許適當(dāng)放粗煤粉粒度，降低制粉能耗。 

    6.發(fā)熱值越高越好。 

   三．噴煤工藝的基本流程 

    1.噴煤系統(tǒng)的組成 

    原煤貯運(yùn)系統(tǒng) 

    該系統(tǒng)應(yīng)包括綜合煤場(chǎng)、煤棚、貯運(yùn)方式。 

    綜合煤場(chǎng)的設(shè)計(jì)，一般要充分考慮能分別堆放兩種或兩種以上原煤及其他噴吹物，并方便存取或按工藝需要進(jìn)行配煤作業(yè)。 

    煤棚主要用于原煤的風(fēng)干，以便于制粉，其設(shè)置應(yīng)盡可能靠近制粉車(chē)間。 

    煤場(chǎng)與煤棚間的運(yùn)輸方式可以采用火車(chē)、汽車(chē)或皮帶，而煤棚至制粉間通常采用皮帶運(yùn)輸。 

    為控制原煤粒度和除去原煤中的雜物，在原煤貯運(yùn)過(guò)程中還須設(shè)置篩分破碎裝置和除鐵器。 

    制粉系統(tǒng) 

    煤粉制備是通過(guò)磨煤機(jī)將原煤加工成粒度和含水量均符合高爐噴吹需要的煤粉。 

    制粉系統(tǒng)主要由給料、干燥與研磨、收粉與除塵幾部分組成。在煙煤制粉中，還設(shè)置相應(yīng)的惰化、防爆、抑爆及監(jiān)測(cè)控制裝置。 

    煤粉的輸送 

    煤粉的輸送有兩種方式可供選擇，即采用煤粉罐裝專(zhuān)用卡車(chē)或采用管道氣力輸送。依據(jù)粉氣比的不同，管道氣力輸送又分為濃相輸送(μ>50 kg／kg)和稀相輸送(μ=10～30 kg／kg)。 

    噴吹系統(tǒng) 

    噴吹系統(tǒng)由不同形式的噴吹罐組和相應(yīng)的鐘閥、流化裝置等組成。 

    煤粉噴吹通常是在噴吹罐組內(nèi)充以壓縮空氣，再自混合器引入二次壓縮空氣將煤粉經(jīng)管道和噴槍噴入高爐風(fēng)口。 

    噴吹罐組可以采用并列式布置或采用重疊式布置，底罐只做噴煤罐。 

    供氣系統(tǒng) 

    高爐噴煤工藝系統(tǒng)中主要涉及壓縮空氣、氮?dú)?、氧氣和少量的蒸汽?/span> 

    壓縮空氣主要用于煤的輸送和噴吹，同時(shí)也為一些氣動(dòng)設(shè)備提供動(dòng)力。 

    氮?dú)夂驼羝饕糜诰S持系統(tǒng)的正常運(yùn)行。 

    氧氣則用于富氧鼓風(fēng)或氧煤噴吹。 

    煤粉計(jì)量 

    目前煤粉計(jì)量主要有噴吹罐計(jì)量和單支管計(jì)量?jī)纱箢?lèi)。 

    噴吹罐計(jì)量，尤其是重疊罐的計(jì)量，是高爐實(shí)現(xiàn)噴煤自動(dòng)化的前提。 

    單支管計(jì)量技術(shù)則是實(shí)現(xiàn)風(fēng)口均勻噴吹或根據(jù)爐況變化實(shí)施自動(dòng)調(diào)節(jié)的重要保證。 

    控制系統(tǒng) 

    高爐噴煤系統(tǒng)廣泛采用了計(jì)算機(jī)控制和自動(dòng)化操作。 

    控制系統(tǒng)可以將制粉與噴吹分開(kāi)，形成兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的控制站，再經(jīng)高爐控制中心用計(jì)算機(jī)加以分類(lèi)控制；也可以將制粉和噴吹設(shè)計(jì)為一個(gè)操作控制站，集中在高爐控制中心，與高爐采用同一方式控制。 

    2.噴煤工藝流程的分類(lèi)及特點(diǎn) 

    按噴吹方式分： 

    直接噴吹和間接噴吹。 

    直接噴吹方式是將噴吹罐設(shè)置在制粉系統(tǒng)的煤倉(cāng)下面，直接將煤粉噴入高爐風(fēng)口，高爐附近無(wú)需噴吹站。其特點(diǎn)是節(jié)省噴吹站的投資及相應(yīng)的操作維護(hù)費(fèi)用。 

    間接噴吹則是將制備好的煤粉，經(jīng)專(zhuān)用輸煤管道或罐車(chē)送入高爐附近的噴吹站，再由噴吹站將煤粉噴入高爐。其特點(diǎn)是投資較大，設(shè)備配置復(fù)雜，除噴吹罐組外，還配制相應(yīng)的收粉、除塵裝置。 

    按噴吹罐布置形式分： 

    并列式噴吹和串罐式噴吹。 

    為便于處理噴吹事故，通常并列罐數(shù)好為3個(gè)。并列式噴吹若采用順序倒罐，則對(duì)噴吹的穩(wěn)定性會(huì)產(chǎn)生一定的影響；而采用交叉倒罐則可改善噴吹的穩(wěn)定性，但配備的測(cè)量和控制手段。另外，并列式噴吹占地面積大，但噴吹罐稱(chēng)量簡(jiǎn)單，投資較重疊式的要小。因此，常用于小高爐直接噴吹流程系統(tǒng)。 

    串罐式噴吹是指將兩個(gè)主體罐重疊設(shè)置而形成的噴吹系統(tǒng)。其中，下罐也稱(chēng)為噴吹罐，它總是處于向高爐噴煤的高壓工作狀態(tài)。而上罐也稱(chēng)為加料罐，它僅當(dāng)向下罐裝粉時(shí)才處于與下罐相連通的高壓狀態(tài)，而其本身在裝粉稱(chēng)量時(shí)，則處于常壓狀態(tài)。裝卸煤粉的倒罐操作須通過(guò)連接上下罐的均排壓裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)實(shí)際需要，串罐可以采用單系列，也可采用多系列，以滿(mǎn)足大型高爐多風(fēng)口噴煤的需要。串罐式噴吹裝置占地小，噴吹距離短，噴吹穩(wěn)定性好，但稱(chēng)量復(fù)雜，投資也較大。這種噴吹裝置是目前國(guó)內(nèi)外大型高爐采用較多的一種噴吹裝置。 

    按噴吹管路形式分： 

    多管式噴吹和單管路加分配器方式噴吹。 

    多管方式噴吹，是指噴吹罐直接與同風(fēng)口數(shù)目相等的支管相連接而形成的噴吹系統(tǒng)。一般一根支管連接一個(gè)風(fēng)口。其主要特點(diǎn)有： 

    ①每根支管均可裝煤粉流量計(jì)，用以自動(dòng)測(cè)量和調(diào)節(jié)每個(gè)風(fēng)口的噴煤量。其調(diào)節(jié)手段靈活，誤差小，有利于實(shí)現(xiàn)高爐均勻噴吹和大噴煤量的操作調(diào)節(jié)。 

    ②噴吹距離受到限制，一般要求不超過(guò)200～300 m。這是因?yàn)樵趪姶稻嚯x相同的條件下，多管方式的管道管徑小，阻力損失大，過(guò)長(zhǎng)的噴吹距離將導(dǎo)致系統(tǒng)壓力的增加，從而使壓力超過(guò)噴吹罐的允許罐壓**限。 

    ③單支管流量計(jì)數(shù)目多，儀表和控制系統(tǒng)復(fù)雜，因此投資亦較大。 

    ④支管數(shù)目多，需要轉(zhuǎn)向的閥門(mén)太多，因此多管?chē)姶祪H適用于串罐方式，而不適用于并列式。 

    單管加分配器方式，是指每個(gè)噴吹罐內(nèi)接出一根總管，總管經(jīng)設(shè)在高爐附近的煤粉分配器分成若干根支管，每根支管分別接到每個(gè)風(fēng)口上。其主要特點(diǎn)有： 

    ①一般在分配器后的支管上不裝流量計(jì)，通過(guò)各風(fēng)口的煤粉分配關(guān)系在安裝試車(chē)時(shí)一次調(diào)整完畢，因此不能進(jìn)行生產(chǎn)過(guò)程中的自動(dòng)調(diào)節(jié)。此外，通過(guò)分配器對(duì)各支管煤粉量的控制精度不僅取決于分配器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，而且還受運(yùn)行過(guò)程中分配器的各個(gè)噴嘴不等量磨損的影響。因此，需要經(jīng)常加以檢查和調(diào)整。 

    ②系統(tǒng)的阻力損失較少，噴吹距離可達(dá)600 m。 

    ③支管不必安裝流量計(jì)，控制系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)化，投資較少。 

    ④對(duì)噴吹罐的安裝形式無(wú)特殊要求，既適用于并列式，又可用于串罐式。