【正文】 51。同時我要特別感謝侯貴平書記，因?yàn)槲疫@次畢業(yè)設(shè)計的編寫就是由侯書記一手指導(dǎo)完成的，感謝您在百忙之中每周抽出些間給我們進(jìn)行指導(dǎo)。畢業(yè)設(shè)計的編寫，可以說是對我們這三年來所學(xué)知識的一次大檢閱，也可以說是我自己的一次小實(shí)踐。 LIU Chunming。雖然目前噴煤工藝已有很大發(fā)展進(jìn)步，但仍然有很多問題和不足需要改進(jìn)和研究，需要我們的一些工作者們不斷地努力。隨著世界生產(chǎn)水平的不斷提高，高爐噴煤技術(shù)也需要不斷進(jìn)步。我國高爐自60年代開始發(fā)展，經(jīng)過了幾十年的不斷努力，取得了許多的技術(shù)進(jìn)步，噴煤設(shè)備和技術(shù)也經(jīng)歷了更新?lián)Q代的發(fā)展。（15）噴吹控制系統(tǒng)設(shè)有UPS不間斷電源。（10）噴吹罐充壓及流化均采用氮?dú)?；?1）煤粉倉流化采用氦氣，并設(shè)有cO及0：檢測和充氮保護(hù)裝置；（12）防靜電措施：設(shè)備、管道之間導(dǎo)線連接并可靠接地；（13）當(dāng)噴吹罐工作壓力低于下限時自動切斷F煤閥。（7）布袋除塵器采用小景點(diǎn)針刺氈：（8） 制粉和噴吹部位，其火災(zāi)危險性按乙類設(shè)計說明建筑物耐火等級為二類。防爆膜材料和厚度應(yīng)根據(jù)爆破試驗(yàn)結(jié)果確定。（5）在混合器至高爐輸煤管道上均應(yīng)安裝自動切斷閥．當(dāng)噴吹壓力低于規(guī)定值時，該閥便自動地切斷管路。（3）在煤粉倉、中間罐和噴吹耀下部錐體部分設(shè)流化板．使煤粉充分流化，以盡量避免倉、罐壁積粉發(fā)生煤粉自燃，引起爆炸。防止煤粉爆炸的安全措施可以從以下幾方面考慮：（1）在系統(tǒng)中應(yīng)裝備監(jiān)控溫度，氧濃度和一氧化碳濃度的肪火防爆裝置，嚴(yán)格控制這三項指標(biāo)．當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到或超過設(shè)定的警戒值時，就必須自動充氮?dú)饣蚓o急停機(jī)。 應(yīng)當(dāng)讓系統(tǒng)中的溫度和一氧化碳量保持在安全的范圍內(nèi)，如果這兩者超出范圍，系統(tǒng)中的監(jiān)測設(shè)備就會立即報警，并且沖入氮?dú)?，故生產(chǎn)過程中氮?dú)庀到y(tǒng)一定要可靠。綜合考慮， m( VGL +) 。據(jù)調(diào)查 ，朝陽電廠、沙嶺子電廠的布置方式基本是水平的，當(dāng)然，噴煤設(shè)施送粉總體方向是向上的，這一點(diǎn)和 電廠是有區(qū)別的，但包鋼高爐的噴煤設(shè)施中送粉管道的這段傾角也小于規(guī)范規(guī)定的45度。故應(yīng)當(dāng)讓煤粉盡量不要囤積在一起，保持一個安全的煤粉濃度，防止爆炸的發(fā)生。 C 減少不必要的煤粉堆積，在煤粉濃度高的地方要加強(qiáng)監(jiān)測和保護(hù) 爆炸性和其濃度關(guān)系很大，當(dāng)其濃度小到一定程度后幾乎沒有爆炸性。為此，我們在設(shè)計中對送粉管的布置也很重視。這三個方面都和工藝設(shè)備的先進(jìn)性有密切關(guān)系。鋼廠的高爐噴煤設(shè)計中采用熱風(fēng)爐廢氣作為干燥、輸送介質(zhì)，熱風(fēng)爐廢氣的氧濃度在1%以下，設(shè)計中要 求整個系統(tǒng)的氧濃度小于10% 系統(tǒng)在負(fù)壓下操作，這樣內(nèi)部的煤粉不容易泄漏出來，產(chǎn)生有爆炸危險的“云團(tuán)”的可能性也就相對減小，但負(fù)壓運(yùn)行也有一個問題，即設(shè)備的漏風(fēng)率難于控制，這是控制系統(tǒng)氧濃度的一個難點(diǎn)，因此，設(shè)備的漏風(fēng)率是設(shè)備選型和定貨中爭論的熱點(diǎn)之一。在一些鋼廠的設(shè)計煤種條件下，磨機(jī)出口溫度控制在80 ~90 ℃。故在制粉過程中應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制溫度，嚴(yán)禁溫度過高，超出爆炸的限定溫度。在設(shè)計中圍繞這三個危險因素進(jìn)行了具體分析研究。溫度也難以降得太低．只有氧濃度易于控制。三個要素都具備時，就會發(fā)生爆炸。（3）煤粉溫度達(dá)到著火點(diǎn)。經(jīng)試驗(yàn)表明煤粉懸浮度達(dá)到一定值時，才可能發(fā)生爆炸，這是由煤粉的組成氣體里面的含氧量而改變。因此，噴吹煤粉時，必須嚴(yán)格控制氣氛中的含氧量。引起煤粉爆炸的主要因素是：（1）容器內(nèi)氧濃度越高，越有利于煤粉燃燒，爆炸力越大。同光電法一樣，射線法也有一個測量上限，在煤粉濃度很高時，接受到的射線強(qiáng)度很弱，信噪比過低，因而給信號處理帶來困難。射線源和接受器安裝于煤粉流經(jīng)的管道內(nèi)兩側(cè)，射線源發(fā)射強(qiáng)度一定時，接受器接受的射線強(qiáng)度隨煤粉濃度的增加而減小，因而可以用來測定被檢測煤粉流的濃度。（3）放射線法。此方法的缺點(diǎn)是，光學(xué)系統(tǒng)易被污染從而妨礙工作。光電法用于檢測粉塵濃度不大的氣流。它的缺點(diǎn)是經(jīng)常觀測儀表，要浪費(fèi)大量的人力，且對所得結(jié)果還必須進(jìn)行處理，對于料流粉塵濃度的變化也沒有連續(xù)記錄。重量法是將噴吹混合物分解為煤粉和凈空氣，然后分別確定煤粉的數(shù)量和空氣的消耗量。能實(shí)現(xiàn)對噴吹煤粉的準(zhǔn)確計量乃至控制，也就是向高爐操作人員提供了另一個有效的調(diào)節(jié)手段。只有實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的連續(xù)測量，才能有效調(diào)節(jié)煤粉在多個風(fēng)口的噴入量。 煤粉流量的測量與控制煤粉量的精確計量，對降低系統(tǒng)的燃料比，提高噴煤技術(shù)有重要意義。中間罐的粉位是否降到位，可通過中間罐的電子秤或料位計的指示來判斷，即使判斷不準(zhǔn)確也不會影響總的計量精度。下罐也稱為底料器，其容積只要能滿足倒罐時間內(nèi)的噴粉量即可。下罐接受中間罐來的煤粉，并通過下部的混合器均勻、連續(xù)地將煤將煤粉噴入高爐。中間罐4接受從上罐來的煤粉，在倒罐時及時將煤粉供給下罐1，并與下罐一起在噴煤過程中計量單位時間的噴煤量。 圖72 硬連接工藝噴吹系統(tǒng)由3個串聯(lián)罐組成，上罐9是稱量罐，接收煤粉，并稱量。圖72為硬連接的工藝簡圖。（4）硬連接法。（3）推力平衡法。因而可以對軟連接內(nèi)壓力作相應(yīng)轉(zhuǎn)換以補(bǔ)償上罐稱量值，這樣就保證了上罐的連續(xù)計量。（2）壓力補(bǔ)償法。在此情形下，下罐的記錄是連續(xù)的，故又稱此計量為單連續(xù)計量。此時，將上、下罐視作整體，上、下兩組傳感器的測量信號疊加后顯示于下罐表上，顯示的數(shù)據(jù)為煤粉總重。倒罐前，軟連接處于常壓狀態(tài)，上罐稱量準(zhǔn)確，可作為噴吹量和煤比計算的計量依據(jù)。（1）重量疊加法。從控制角度看，噴吹量的連續(xù)計量是必要的，因而人們采取了一系列措施來補(bǔ)償或抵消軟連接內(nèi)壓所致推力，從而在倒罐時不中斷計量，即進(jìn)行連續(xù)計量。這種情形下的計量稱為間斷計量。 圖71三罐重疊單系列系統(tǒng) 如果軟連接內(nèi)壓為常壓，則不存在推力問題。其中最大的問題是上下罐內(nèi)的壓力差和罐內(nèi)外壓力差會導(dǎo)致計量誤差，在計量時需要對這種誤差進(jìn)行補(bǔ)償，否則就不能實(shí)現(xiàn)連續(xù)計量。串罐式噴吹裝置工藝流程是，打開上鐘閥8，煤粉由粉倉落入上罐6內(nèi)，裝滿粉后關(guān)下鐘閥6，當(dāng)下罐1內(nèi)煤粉下降到低料位時，上罐開始充氣均壓，順序打開均壓閥、下鐘閥3和中鐘閥5，待上罐料放空后順序關(guān)閉中鐘閥、下鐘閥和均壓閥，開啟放散閥直至上罐壓力回到常壓[19]。并列式噴吹罐的煤粉計量相對于串罐式噴吹裝置的煤粉計量要簡單得多。 噴吹罐煤粉的計量從對噴吹煤粉量進(jìn)行控制的角度要求，煤粉連續(xù)計量精度應(yīng)達(dá)到1%~2% 。具有同樣作用的還有蒸汽。對于較低揮發(fā)分煤種，噴吹載體可用壓縮空氣，其流量對于噴煤量的計量有一定作用。噴吹系統(tǒng)的氣體主要有壓縮空氣、氧氣、蒸汽、氧氣（富氧噴吹）、熱煙氣等。因此，必須嚴(yán)格監(jiān)測含氧量，含氧量一旦超限，即打開氮?dú)饣蚱渌秃鯕怏w的充氣閥門，沖淡氧氣，從而防止爆炸發(fā)生。制粉系統(tǒng)的氣相氧濃度也是一個必須嚴(yán)格控制的工藝參數(shù)，因?yàn)槊悍郾ǖ闹匾獥l件之一就是氣相含氧量達(dá)到一定水平。一旦發(fā)現(xiàn)CO濃度升高，則表明系統(tǒng)處于危險之中。噴煤系統(tǒng)的氣氛監(jiān)測主要是指CO及氧的濃度監(jiān)測。美國阿姆科式防爆系統(tǒng)在各危險部位安裝了數(shù)個爆源探測器，用的是壓力敏感元件，配上溴氧甲烷滅爆器，系統(tǒng)壓力達(dá)到或超過啟動壓力后，可通過控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)打開防爆器，噴出溴氧甲烷或溴二氟甲烷，從而有效地防止煤粉爆炸。罐壓應(yīng)隨罐內(nèi)粉位的變化而改變，以保證噴煤量穩(wěn)定。完善的噴煤系統(tǒng)在其各個相關(guān)部位幾乎都有壓力測控裝置。溫度監(jiān)測裝置除具有測量功能外，往往還具有控制能力，將它們與執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接后，可以在一定范圍內(nèi)調(diào)控溫度，使之符合技術(shù)要求。美國阿姆科式防爆系統(tǒng)在制粉和噴吹裝置的各危險部位安裝有數(shù)個著火探測器（測溫元件），在溫度超限時，啟動相應(yīng)的二氧化碳滅火器對高溫著火區(qū)域進(jìn)行滅火。在磨煤機(jī)中，一旦煤粉溫度高于著火點(diǎn)，即使不爆炸，也會著火燃燒，從而造成嚴(yán)重后果。測溫元件主要有熱電偶、熱電阻、半導(dǎo)體熱敏器件等。 噴煤系統(tǒng)的工藝參數(shù)測量噴煤系統(tǒng)的工藝參數(shù)測量與其他系統(tǒng)的基本相同，比較特殊且復(fù)雜的是氣固兩相流流量的測量。（4）經(jīng)濟(jì)可行，價格不能太高。（2）可靠，在不同環(huán)境下都能穩(wěn)定可靠地長時間工作，有較強(qiáng)的抗干擾能力，特別是對于高揮發(fā)分煤粉噴吹時采用的防爆裝置，這一點(diǎn)非常重要。（6）煤粉計量裝置，用于測量煤粉罐等容器中煤粉的重量。（4）含氧量測定裝置，用于測定噴吹系統(tǒng)相應(yīng)氣氛中的氧含量，該裝置對噴吹高揮發(fā)分煤種的防爆控制尤為重要。（2）壓力測量裝置，用于測量噴煤系統(tǒng)中各相關(guān)部位的壓力，為計量、超壓報警和防止爆炸提供壓力數(shù)據(jù)。監(jiān)測計量水平的高低在很大程度上反映了噴煤系統(tǒng)的先進(jìn)程度。噴吹系統(tǒng)對分配器的安裝位置和分配器后各支管的布置沒有嚴(yán)格要求，不影響高爐其它系統(tǒng)的布局與安裝[17]。 噴吹支管的布置噴吹支管的數(shù)目即分配器出口數(shù)目，對應(yīng)于高爐風(fēng)口數(shù)目。另外，日本鋼管公司，韓國浦項鋼鐵公司等也相繼開發(fā)或使用了高爐氧煤槍。 圖65 直插式噴煤搶氧煤槍可以提高煤粉燃燒率，達(dá)到少用氧、多用煤的目的 。 噴槍的插入方式有三種斜插式、直插式、風(fēng)口固定式。隨著高爐噴煤工藝的普及和噴煤量的提高，對于1000m的高爐，由于單槍噴煤負(fù)荷高，加上風(fēng)溫偏高，爐缸工作頻繁等因素，噴槍壽命通常只有1個多月，甚至10幾天的壽命。這是實(shí)現(xiàn)濃相輸送的出發(fā)點(diǎn)。(5)煤粉質(zhì)量是確保濃相輸送的基礎(chǔ)，正確選擇各項工藝參數(shù)是實(shí)現(xiàn)濃相輸送的必要條件。彎管的壓損計算對計算精度影響不大，因而在實(shí)際計中廣泛應(yīng)用當(dāng)量管長的計算方法。(2)隨著輸送比的增加，加速管段的長度不斷減少，稀相輸送時比稀濃輸送時加速管段的長度要長許多。3）技術(shù)經(jīng)濟(jì)及能耗分析 煤粉濃相輸送事項(1)高爐煤粉濃相噴吹輸送氣流速度范同介于噎塞速度和經(jīng)濟(jì)絲度之間。對于粒煤其粒度上限為95％2 mm，對于粉煤其粒度上限為100％1 mm；，為保證煤粉流動順暢，另一項重要的工作是控制煤粉表面水分。因而在實(shí)際計算中廣泛應(yīng)用當(dāng)量管長的計算方法[13]。濃相輸送直管壓損計算式： 式中表明，物料的壓損由輸送氣體的摩擦阻損和物料的附加阻損組成。 圖63 水平氣送狀態(tài)相圖2）濃相輸送的壓損計算物料呈濃相在等速直線管道中輸送時，空氣的粘性力作用改變其驅(qū)動力。這個節(jié)距的大小與輸送量、輸送氣體速度等有關(guān)。試驗(yàn)表明，稀相輸送時物料在起始點(diǎn)加速運(yùn)動階段呈不穩(wěn)定的臨界流動狀態(tài)，而在隨后的等速運(yùn)動段呈穩(wěn)定運(yùn)動狀態(tài)。高爐煤粉濃相噴吹輸送氣流速度范圍介于經(jīng)濟(jì)速度和噎塞速度之間。輸送速度小于或等于經(jīng)濟(jì)速度，故曲線左邊為濃相輸送。對應(yīng)于每個輸送量有一條輸送曲線，在曲線上沖在一個最小值，經(jīng)濟(jì)氣流速度為此時速度。必須設(shè)計完善的監(jiān)控系統(tǒng)及維護(hù)設(shè)施[14] ，保證系統(tǒng)操作安全可靠。為了保證底密流特征，在系統(tǒng)設(shè)計濃相輸送時主要考慮：輸送管道直徑、氏度煤粉物性、加工質(zhì)量及合適的輸送裝置。同時．減少了噴入高爐的常溫氣體流量，有利于進(jìn)一步的提高噴煤比。煤粉濃相輸送技術(shù)有了廣泛的應(yīng)用。監(jiān)視噴吹過程，同時累汁噴入高爐的總噴吹煤粉量。噴吹量調(diào)節(jié)的主要手段是調(diào)節(jié)噴吹罐壓力和煤粉控制閥。 圖62 流化上出料噴吹系統(tǒng)工藝流程圖PCV一壓力控制調(diào)節(jié)閥；FCV一流量控制調(diào)節(jié)閥 噴吹過程：穿過流化板將煤粉流態(tài)化，流比氣流經(jīng)過流化室，在噴吹罐背壓作用下流態(tài)化煤粉進(jìn)入輸送管道。因此，適于濃相噴吹，且易實(shí)現(xiàn)煤量自動控制。本設(shè)采用流化罐混合器?；旌掀骺煞譃閲娚浠旌掀鳌⒘骰旌掀?、流化罐混合器、沸騰式混合器等。本設(shè)計采用上出粉方式。多管路上出料噴吹是在噴煤罐下部設(shè)一具有水平流化床的混合器，噴吹管線的始端與流化床板垂直安裝，其距離視噴煤量的大小進(jìn)行收縮，一般為20~50mm，并沿頂部圓周均勻排列，煤量也可以由補(bǔ)氣量調(diào)節(jié)，易于實(shí)現(xiàn)濃相輸送。本設(shè)計采用多管路布置方式。多管路噴吹是指從噴吹罐引出多條噴吹管。單管路噴吹是指每座高爐只設(shè)一根噴煤主管與設(shè)置在高爐爐臺上的煤粉分配器連接，由分配器分出的若干根噴煤支管與風(fēng)口噴煤槍連接。這樣可以節(jié)約大量的氮?dú)?，減輕了其他設(shè)備的些許負(fù)擔(dān)。本設(shè)計與噴吹罐的容積相同。 γ——煤粉堆比度，t/m3；~,； （2）貯煤罐的有效容積設(shè)計貯煤罐的有效容積一般與噴吹罐相近或略大于噴吹罐。 噴吹罐組設(shè)計 （1）噴吹罐組有效容積一般按向高爐持續(xù)噴吹半小時左右的噴吹量來考慮。新建大型高爐大多采用直接噴吹工藝，它是指將制粉系統(tǒng)和噴吹系統(tǒng)共建在一個廠層內(nèi)．不設(shè)煤粉轉(zhuǎn)運(yùn)站．直接將煤粉通過管道和噴槍噴人高爐。 噴吹用煤 噴吹用煤的確定應(yīng)根據(jù)原煤的價格、運(yùn)輸條件和原煤的質(zhì)量來綜臺考慮，以獲得最佳經(jīng)濟(jì)效益為原則根據(jù)昆鋼的實(shí)際情況，確定噴吹煤種為無煙煤，噴吹用煤的質(zhì)量要求見下表。按噴吹罐工作