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通才石灰窯全煙煤噴吹實踐

2022-01-24 03:30:46趙文彪侯紅光裴潤利
山西冶金 2021年5期
關(guān)鍵詞:煉鐵廠石灰窯通才

趙文彪,侯紅光,裴潤利

(山西建邦集團(tuán)有限公司通才煉鐵廠,山西 曲沃 043400)

到2019年初,山西建邦集團(tuán)有限公司通才煉鐵廠噴煤區(qū)域共3臺立式中速磨機(jī),1號磨機(jī)為2002年合肥產(chǎn)HBR兩輥中速磨(見圖1),設(shè)計為全無煙煤生產(chǎn),已不能滿足現(xiàn)生產(chǎn)需求;2號磨機(jī)設(shè)計能力為31.5 t/h,現(xiàn)產(chǎn)35 t/h;3號磨機(jī)設(shè)計能力最大為45 t/h,當(dāng)時只能產(chǎn)42 t/h,即每小時噴煤量只能制粉77 t。合肥產(chǎn)的原1號磨機(jī)使用年久已無修理價值,恰逢2019年初煉鐵廠決定對通才3號1 860 m3高爐中修、燒結(jié)大修,計劃于2019年4月中旬全面啟動,5月底結(jié)束。所以當(dāng)時做了如下考慮:燒結(jié)大修擴(kuò)容后日均產(chǎn)量的提升,會使石灰窯現(xiàn)有通過高爐煤氣燃燒生產(chǎn)石灰的工藝無法滿足需求,因此將磨制全煙煤粉進(jìn)行輸送,既能達(dá)到需求的燃燒熱量,又能在很大程度上降低石灰生產(chǎn)的成本;如果2號、3號磨機(jī)任何1臺發(fā)生超過4 h的故障,就會造成高爐斷煤事故,存在較大安全隱患,故急需恢復(fù)1號磨機(jī)的制粉能力;現(xiàn)有的噴吹、上料系統(tǒng)均不存在較大問題,而新購1臺磨機(jī)需要花費230萬元,本著節(jié)約成本的理念,在廠房高度、空間受限的情況下,考慮利舊1臺時產(chǎn)能在25 t以上的立式中速磨機(jī)。

圖1 HBR兩輥中速磨

1 噴煤工藝

煉鐵廠石灰窯噴吹煤粉采用了集中制粉、超遠(yuǎn)距離氣體濃相輸送方式噴煤到石灰窯收粉倉管道,噴煤距離為1 810 m,采用單管路的全氮氣遠(yuǎn)距離輸送噴吹方式。原煤棚東西方向分別為煙煤、無煙煤,由汽車運入煤場,目前采用全自動無人天車和人工操作天車的半自動方式,抓料送入受料倉,煙煤單獨經(jīng)過一條平皮帶、一條大傾角裙邊皮帶輸送到雙曲線煤倉,在打開落煤閥門時,全密閉式稱重給煤機(jī)啟動,將煙煤送入中速立磨落煤管中進(jìn)行煤粉磨制,而后接入熱風(fēng)爐將廢氣加熱,由風(fēng)機(jī)抽送混合的煙氣,再經(jīng)過布袋收粉器收集,釋放入煤粉倉,最終將壓縮氮氣鼓入氮氣罐,與煙氣混合后噴吹至石灰窯。石灰窯噴煤工藝畫面如圖2所示。

圖2 石灰窯噴煤工藝畫面

2 石灰窯噴煤的系統(tǒng)優(yōu)化

2.1利舊ZGM80G磨機(jī)

由于考慮到原1號磨機(jī)廠房高度受限,經(jīng)過外出考察后發(fā)現(xiàn)1臺閑置的ZGM80G型中速磨(見下頁圖3)在外形尺寸、制粉能力上基本符合煉鐵廠石灰窯用煤的要求。經(jīng)過多次協(xié)商,最終確定將此磨煤機(jī)進(jìn)行利舊,隨后組織人員到現(xiàn)場保護(hù)性拆除了ZGM80G磨機(jī),拉運回公司,并安排車間維修人員對磨機(jī)的每個零部件進(jìn)行了清理、清洗、檢查;更換了該磨機(jī)的蝸桿泵與一個液壓蓄能器,對主要間隙參數(shù)重新進(jìn)行了調(diào)整,在原2號磨機(jī)基礎(chǔ)上進(jìn)行了二次鉆孔、二次灌漿,后又對原給煤機(jī)進(jìn)行了更新,對上煤系統(tǒng)、原煤倉、煤粉倉、噴吹系統(tǒng)進(jìn)行了大的檢修,對電氣系統(tǒng)進(jìn)行了防爆電氣更換,自動化方面又重新做了工業(yè)聯(lián)鎖自動控制系統(tǒng),利舊后的磨機(jī)于2019年1月18日試運行成功。

圖3 ZGM80G磨機(jī)

2.2 優(yōu)化石灰窯煤粉指標(biāo)

2019年1月18日磨機(jī)投運后,開始為石灰窯磨制煤粉,石灰窯煤粉指標(biāo)從原來的19%揮發(fā)份提高到了目前的36%(截止到2021年1月),細(xì)度為200目的煤粉含量從原來的83.5%提高到了89%。隨著全煙煤的使用,石灰窯產(chǎn)量提升、用煤量下降、石灰成本下降50元/t,至2019年7月20日石灰窯日產(chǎn)量已突破700 t,日均用煤量為108.37 t,到2021年1月石灰窯日均產(chǎn)量穩(wěn)定在750 t左右,日均用煤量在120 t左右(見表1)。

表1 石灰窯噴煤關(guān)鍵指標(biāo)

2.3 實現(xiàn)熱風(fēng)爐廢氣再利用

1號磨機(jī)為石灰窯磨制全煙煤后,由于煙煤揮發(fā)份高、易燃燒,因此在生產(chǎn)過程中,風(fēng)速較快會使得中速磨機(jī)排渣口發(fā)生著火現(xiàn)象,造成整個系統(tǒng)溫度升高,從而發(fā)生事故。通過去外廠對石灰窯磨煤進(jìn)行考察,發(fā)現(xiàn)該廠利用石灰窯窯尾廢氣來烘干原煤。結(jié)合通才高爐熱風(fēng)爐的廢氣溫度在200℃左右,產(chǎn)生的廢氣量共190 000 m3/h,2號、3號磨機(jī)分別使用60 000 m3/h、80 000 m3/h,1號升溫爐的使用量在40 000 m3/h左右,剛好滿足磨煤要求。全用廢氣后,節(jié)約高爐煤氣1 400 m3/h,磨機(jī)進(jìn)口溫度一般控制在120℃左右,出口溫度控制在65℃左右,實現(xiàn)了熱風(fēng)爐廢氣溫度的再利用,煤粉化驗結(jié)果如表2。

表2 煤粉化驗結(jié)果

2.4 改造煤粉倉下料口(見圖4、圖5)

圖4 改造設(shè)計圖(mm)

圖5 改造煤粉倉下料口施工現(xiàn)場

改造煤粉倉下料口,將原錐形下料口的直徑由2 300 mm改為900 mm,以實現(xiàn)下料順暢不堵料、消除煤粉堆積燃爆隱患。

3 全煙煤噴吹的安全措施

對全煙煤噴吹過程采取以下安全措施:將磨機(jī)主電機(jī)、閥門等電器設(shè)備更換為防爆型;對所有法蘭連接點處新裝防靜電接地線,定期監(jiān)測接地阻值合格;在自動化磨機(jī)進(jìn)出口加裝溫度報警、系統(tǒng)φ(O2)超標(biāo)報警、系統(tǒng)φ(CO)超標(biāo)報警以及N2與噴吹點氣壓聯(lián)鎖、嚴(yán)禁向罐內(nèi)反吹空氣聯(lián)鎖等,以確保系統(tǒng)穩(wěn)定與安全;對全煙煤磨煤制定了實用可行的安全技術(shù)操作規(guī)程,根據(jù)熱風(fēng)爐廢氣溫度情況,停止使用原煤氣加熱爐,利用全廢氣實施生產(chǎn),保證了無明火生產(chǎn),降低了系統(tǒng)φ(O2),對送煤制定了吹掃制度、停送煤措施及各點溫度、壓力變化等相應(yīng)的緊急處理預(yù)案,以確保全煙煤生產(chǎn)的安全穩(wěn)定;石灰窯部分加了N2保護(hù),倘若發(fā)生煤粉燃燒現(xiàn)象,可使用N2進(jìn)行滅火。

4 結(jié)論

1)在安全控制措施到位的情況下,對石灰窯噴吹的37%高揮發(fā)分、易燃易爆的煤粉進(jìn)行超遠(yuǎn)距離(1 810 m)氮氣輸送是安全的;

2)要確保高揮發(fā)分煙煤的安全生產(chǎn),必須將布袋收粉器出口的φ(O2)控制在6%以下,磨機(jī)進(jìn)口溫度≤180℃、出口溫度≤70℃,布袋收粉器、煤粉倉溫度≤60℃,噴吹罐溫度≤55℃;

3)為了安全起見,200目的煤粉細(xì)度控制在≤85%,揮發(fā)份控制在30%以下;

4)對煤粉的存放時間上應(yīng)注意:保證4 h內(nèi)使用完畢,堅決不能超過8 h存放時間;

5)全無煙煤設(shè)計的噴煤工藝經(jīng)過技術(shù)改造后,完全能夠滿足全煙煤生產(chǎn)的需求;

6)隨著石灰窯全煙煤粉的供應(yīng),石灰石可更好地服務(wù)于燒結(jié),燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定提升,高爐指標(biāo)不斷改善,實現(xiàn)良性循環(huán)及效益更大化。

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