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2座1000m3高炉喷煤系统设计

2座1000m3高炉喷煤系统设计
摘要:本设计按2座1000m3高炉喷吹烟煤、混合煤设计,采用完全独立的两套制粉系统,并共用一个煤粉仓。

喷吹系统为双系列并罐喷吹。

设计煤比180kg/t,设备最大能力220kg/t。

关键词:高炉;喷煤;设计
中图分类号:n945.23 文献标识码: a 文章编号:
本工艺为高炉喷吹无烟煤、混合煤设计。

原煤要求粒度小于40mm,含水量小于15%,哈氏可磨系数大于50,煤粉粒度-200目80%,含水量小于1%。

高炉利用系数为3.5t/(m3·d),设计煤比180kg/t铁,最大能力220kg/t铁。

1、工艺流程
原煤由汽车运输至高炉喷煤专用储煤场,经过除铁由胶带输送机输入位于主厂房的原煤仓内。

原煤仓中的煤经电子皮带称给煤机称重后,进入中速磨煤机。

从磨煤机排出的合格煤粉与气体混合物经管道进入袋式除尘器,煤粉被收集入灰斗,被分离后的含尘浓度小于30mg/nm3的尾气通过主排风机,排入大气。

灰斗中的煤粉经木屑分离器后落入煤粉仓。

煤粉仓下部通过落粉管、软连接、气动阀门及进料阀与喷吹罐相连。

喷吹系统为喷吹罐并列布置,2个罐对应一台分配器,分配器支管与喷枪连接,将煤粉喷进高炉。

系统设烟气炉,燃烧高炉煤气产生高温气体,同时抽取热风炉废
气与之混合,为磨煤机制粉提供温度合适的惰化气体。

2、工艺特点
(1)原煤储运系统考虑了配煤工艺,以达到喷吹混合煤的要求。

(2)制粉设备选用中速磨煤机,设备密封性好、占地面积小、耗电量小,噪音小。

收粉系统利用磨煤机自带的粗粉分离器,同时选用高浓度布袋收粉器(允许入口浓度达到500~1000g/m3,出口排放浓度小于30mg/m3)实现一级收粉。

整个制粉系统采用全程负压工艺,只设一台主排烟风机,工艺设备简单,操作方便。

(3)烟气系统引入热风炉废气不仅充分进行了余热利用,同时为制粉提供了惰化气体,增加了系统的安全可靠性,为喷吹混合煤提供了保障。

(4)喷吹系统采用直接喷吹工艺,集制粉、输送和喷吹三位一体。

喷吹罐布置采用并列式,喷吹设施高度低,煤粉计量容易。

出煤采用单管路加分配器工艺。

整个喷吹系统工艺简单、工程投资低,设备运行费用低。

(5)喷吹罐带流化器,采用上出料方式,实现浓相喷吹(固气比大于40kg/m3),消耗输送介质量少,煤粉流速低,可以节约能源、提高煤粉喷吹量。

(6)充分考虑了喷吹烟煤、混合煤必要的安全措施。

3、车间布置及工艺描述
本工程由原煤贮运系统,烟气系统,制粉系统,喷吹系统组成。

考虑2座1000m3高炉喷煤需要,主厂房共用,设一个干煤棚,
有利于生产组织,两座中速磨煤机共用一个煤粉仓,可以互为备用。

3.1原煤贮运系统
原煤贮运系统设计为2座1000m3高炉喷煤用。

煤场总尺寸33m
×108m,有效堆存面积~3000m2,总贮煤量~15000吨。

能满足2座1000m3高炉7天喷煤需求量。

煤场设2台10t抓斗桥式起重机,设配煤槽1组,共3座,槽下各设一台拖料称,可变频调速,以实现喷吹混合煤的配煤需要。

行车将原煤装进原煤储槽,通过拖料称落到皮带机上,经皮带机输送至主厂房内的原煤仓。

皮带机输送过程中经过二级除铁,将原煤中的铁质物清除,为后部煤的处理及喷吹提供了保障。

3.2烟气系统
设2台40t中速磨制粉,制粉需要300℃的烟气进行干燥,最大入磨一次风量为60000nm3/h。

在主厂房的一侧位置布置烟气炉2座,以满足以上要求。

为节约能源,设计中选用高温风机2台,用于抽送热风炉废气,其抽风能力为120~300℃的热风炉废气60000nm3/h。

烟气炉设混风室,高温烟气、热风炉废气在此汇合,形成300℃的煤粉干燥气。

1台烟气炉高炉煤气消耗量为5000 nm3/h,设助燃风机2台,煤气、空气量可调节,严格控制气氛含氧量。

3.3制粉系统
制粉系统采用一台风机和一级布袋收粉器的全负压制粉工艺。

主厂房采用敞开式,内设原煤仓、给煤机、中速磨煤机及高浓度
煤粉袋式收集器。

原煤从煤场由胶带机运至喷煤主厂房原煤仓。

原煤仓下设带式给煤机。

原煤仓有效容积300m3,可装原煤280t,满足中速磨最大6个小时连续生产,原煤仓下部采用双曲线设计,以便于落煤,避免悬料。

设称重传感器,控制原煤上料胶带机。

带式给煤机设变频调速,根据中速磨制粉量的要求精确控制给煤量。

制粉设一台40t中速磨煤机,负压操作。

磨本身带有粗粉分离器,该磨机具有出力大、研磨件使用寿命长、磨煤电耗低、设备可靠及运行平稳、噪音低等特点,目前在电力及冶金行业已广泛应用。

收粉采用布袋收粉器进行一级收粉的短流程工艺,该设备特点是粉尘进口浓度高,达500-1000g/ nm3,出口含尘<30mg/ nm3,采用原装进口电磁阀,电磁阀及布袋寿命长,效率高。

布袋及其前面设备及管道设充氮设施,当气氛含氧量高(超过12%)时,及时充氮气,使气氛含氧量降到规定数值。

布袋收粉器灰斗下方设木屑分离器,筛除混在煤粉中的木屑等杂质。

布袋收粉器收集到的煤粉经溜槽汇至煤粉仓。

煤粉仓设称重传感器。

煤粉仓有效容积600m3,可盛煤粉330t,满足高炉5.5小时的喷吹量。

煤粉仓下锥体设氮气流化,一方面使气氛惰化,保证安全,另一方面下料快,不堵料。

制粉系统主引风机选用煤粉专用引风机,处理风量9万m3/h,全压12000pa。

出口设消音器,以减少噪音污染。

3.4喷吹系统
喷吹系统采用单管路并罐直接喷吹的工艺,制粉和喷吹直接衔接。

该工艺安全可靠、工艺简单、设备少、厂房低、建设投资省、计量方便。

设备布置在主厂房另一侧,4个喷吹罐共用一个煤粉仓。

喷吹罐共4座,每罐容积为28m3,可装煤粉15t。

设计压力为1.6mpa。

喷吹罐采用电子秤称重控制倒罐时间。

在喷吹罐下煤口处直接连接流化罐,流化罐为流化床上出料形式。

其工作原理是流化罐下部设流化气室,气体经流化板均匀进入罐内使煤粉流态化,在流化区域与输送罐间压差作用下将煤粉输送到罐外。

流化罐出料口安装煤粉切断阀,在倒罐过程中使用,阀门连接补气器,依靠调节补气量来调节煤粉管道中气阻与固气比,改变输送管内的煤粉状态,以达到调节煤粉量的目的和远距离输送的要求。

煤粉与补气气体经混合器混合后,用一根输送总管送至高炉炉前的分配器。

煤粉分配器采用盘式分配器,1分20,对应20个风口,二座喷吹罐向一台分配器供应煤粉。

4、制粉喷吹系统安全措施
(1)煤粉容器、管道设计无死角,避免煤粉长时间积聚,发生煤粉自燃。

(2)采用惰化气氛之制粉工艺,使用热风炉废气与烟气炉产生的高温烟气混合而成的干燥剂,磨机入口干燥剂氧气浓度<8%,布
袋收尘器出口氧气浓度<12%。

(3)烟气炉用少量焦炉煤气燃烧作常明火,并设置火焰检测装置。

熄火后切断煤气和助燃空气。

(4)袋式除尘器采用消静电针刺毡滤料及设置泄爆门等安全措施。

在制粉管道上设置泄爆门。

(5)制粉和喷吹生产部位,其火灾危险性按乙类设计,电气设计按爆炸性粉尘11级区域考虑,厂房为敞开式。

(6)厂房采用敞开式。

厂房周围设高压消防栓,厂房内设消防水等设施。

(7)系统供电设二路电源,并设ups电源。

保证停电时阀门向安全方向动作。

设检修用安全电源。

系统设紧急事故开关。

(8)停机检修时,有空气置换设备内氮气之措施。

(9)喷吹罐充压、流化全部采用氮气。

用氮气惰化保护。

(10)煤粉仓用氮气保持微正压,监测温度并报警。

5、结语
本设计以国家相关规范为设计依据,能够实现向高炉喷吹烟煤、混合煤的目标,设备喷吹能力可达32t/h,能够满足现代高炉生产的需要。

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