高爐噴吹操作噴煤技術發(fā)展的主要趨勢：

　　噴煤量大幅度提高，焦比大幅度降低。

　　高爐噴吹煙煤，或煙煤、無煙煤甚至褐煤進行混配噴吹。

　　在大量噴煤的同時采用高風溫、富氧操作。

　　一.煤的化學組成與分類

　　1.煤的化學組成

　　各種化合形式的有機物質。

　　這些有機物的組成元素有C、H、O、N和一部分S。

　　灰分。

　　煤中不能燃燒的礦物質統(tǒng)稱為灰分，由SiO2、Al2O3、CaO、MgO、Fe2O3、Na2O等礦物質組成。

　　根據灰分的來源，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、吸附水分和結晶水三種形式存在。

　　2. 煤的化學成分表示方法

　　煤的成分通常用各組成物的質量百分含量來表示。通常要用下述幾種表示方法：

　　應用成分。將碳、氫、氧、氮、硫、灰分和水分在應用基中的質量百分含量定義為煤的應用成分，表示方法為在對應組成的右上角加標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表示煤的化學組成，用這種方法表示的成分稱為煤的干燥成分，表示方法為在相應組成的右上角加標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表示，稱為可燃成分，表示方法為在對應組成的右上角加標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

　　煤的分類主要是按使用上的要求、煤的質量特性、煤的變質特性等劃分。

　　按煤的質量特性分類

　　按煤中灰分(A)含量分類：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：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)熱量來分類

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

　　發(fā)熱量有高發(fā)熱量和低發(fā)熱量兩種表示方法。高發(fā)熱量是在實驗室條件下評價煤質的一個指標，而低發(fā)熱量則主要用于燃燒計算和熱工計算。

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

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

　　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.硫的質量分數越低越好，一般要求小于1.0%。

　　3.膠質層越薄越好，Y值應小于10mm，以免在噴吹過程中結焦堵塞噴槍和風口。

　　4.煤的可磨性要好，HGI值應大于50。

　　5.燃燒性和反應性要好。燃燒性和反應性好的煤允許大量噴吹，并允許適當放粗煤粉粒度，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

　　原煤貯運系統(tǒng)

　　該系統(tǒng)應包括綜合煤場、煤棚、貯運方式。

　　綜合煤場的設計，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行配煤作業(yè)。

　　煤棚主要用于原煤的風干，以便于制粉，其設置應盡可能靠近制粉車間。

　　煤場與煤棚間的運輸方式可以采用火車、汽車或皮帶，而煤棚至制粉間通常采用皮帶運輸。

　　為控制原煤粒度和除去原煤中的雜物，在原煤貯運過程中還須設置篩分破碎裝置和除鐵器。

　　制粉系統(tǒng)

　　煤粉制備是通過磨煤機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，還設置相應的惰化、防爆、抑爆及監(jiān)測控制裝置。

　　煤粉的輸送

　　煤粉的輸送有兩種方式可供選擇，即采用煤粉罐裝專用卡車或采用管道氣力輸送。依據粉氣比的不同，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的鐘閥、流化裝置等組成。

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

　　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、氮氣、氧氣和少量的蒸汽。

　　壓縮空氣主要用于煤的輸送和噴吹，同時也為一些氣動設備提供動力。

　　氮氣和蒸汽主要用于維持系統(tǒng)的正常運行。

　　氧氣則用于富氧鼓風或氧煤噴吹。

　　煤粉計量

　　目前煤粉計量主要有噴吹罐計量和單支管計量兩大類。

　　噴吹罐計量，尤其是重疊罐的計量，是高爐實現噴煤自動化的前提。

　　單支管計量技術則是實現風口均勻噴吹或根據爐況變化實施自動調節(jié)的重要保證。

　　控制系統(tǒng)

　　高爐噴煤系統(tǒng)廣泛采用了計算機控制和自動化操作。

　　控制系統(tǒng)可以將制粉與噴吹分開，形成兩個相對獨立的控制站，再經高爐控制中心用計算機加以分類控制;也可以將制粉和噴吹設計為一個操作控制站，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及特點

　　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置在制粉系統(tǒng)的煤倉下面，直接將煤粉噴入高爐風口，高爐附近無需噴吹站。其特點是節(jié)省噴吹站的投資及相應的操作維護費用。

　　間接噴吹則是將制備好的煤粉，經專用輸煤管道或罐車送入高爐附近的噴吹站，再由噴吹站將煤粉噴入高爐。其特點是投資較大，設備配置復雜，除噴吹罐組外，還配制相應的收粉、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，通常并列罐數好為3個。并列式噴吹若采用順序倒罐，則對噴吹的穩(wěn)定性會產生一定的影響;而采用交叉倒罐則可改善噴吹的穩(wěn)定性，但配備的測量和控制手段。另外，并列式噴吹占地面積大，但噴吹罐稱量簡單，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主體罐重疊設置而形成的噴吹系統(tǒng)。其中，下罐也稱為噴吹罐，它總是處于向高爐噴煤的高壓工作狀態(tài)。而上罐也稱為加料罐，它僅當向下罐裝粉時才處于與下罐相連通的高壓狀態(tài)，而其本身在裝粉稱量時，則處于常壓狀態(tài)。裝卸煤粉的倒罐操作須通過連接上下罐的均排壓裝置來實現。根據實際需要，串罐可以采用單系列，也可采用多系列，以滿足大型高爐多風口噴煤的需要。串罐式噴吹裝置占地小，噴吹距離短，噴吹穩(wěn)定性好，但稱量復雜，投資也較大。這種噴吹裝置是目前國內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口數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風口。其主要特點有：

　　①每根支管均可裝煤粉流量計，用以自動測量和調節(jié)每個風口的噴煤量。其調節(jié)手段靈活，誤差小，有利于實現高爐均勻噴吹和大噴煤量的操作調節(jié)。

　　②噴吹距離受到限制，一般要求不超過200～300 m。這是因為在噴吹距離相同的條件下，多管方式的管道管徑小，阻力損失大，過長的噴吹距離將導致系統(tǒng)壓力的增加，從而使壓力超過噴吹罐的允許罐壓**限。

　　③單支管流量計數目多，儀表和控制系統(tǒng)復雜，因此投資亦較大。

　　④支管數目多，需要轉向的閥門太多，因此多管噴吹僅適用于串罐方式，而不適用于并列式。

　　單管加分配器方式，是指每個噴吹罐內接出一根總管，總管經設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風口上。其主要特點有：

　?、僖话阍诜峙淦骱蟮闹Ч苌喜谎b流量計，通過各風口的煤粉分配關系在安裝試車時一次調整完畢，因此不能進行生產過程中的自動調節(jié)。此外，通過分配器對各支管煤粉量的控制精度不僅取決于分配器的結構設計，而且還受運行過程中分配器的各個噴嘴不等量磨損的影響。因此，需要經常加以檢查和調整。

　　②系統(tǒng)的阻力損失較少，噴吹距離可達600 m。

　?、壑Ч懿槐匕惭b流量計，控制系統(tǒng)相對簡化，投資較少。

　?、軐姶倒薜陌惭b形式無特殊要求，既適用于并列式，又可用于串罐式。