高爐噴吹粒煤工藝介紹
80年代以來,英國、法國、美國的少數(shù)高爐采用了噴吹粒煤工藝。粒煤的平均粒度約0.6mm,最大顆粒2-3mm。1991年10月,英國斯肯索帕廠維多利亞高爐噴吹粒煤的月平均噴煤量達(dá)到了201kg/t鐵。此時的煤焦置換比仍然比較高(0.93-1.0t/t),爐頂煤氣中含塵量仍保持在7kg/t鐵左右(說明粒煤全部在爐內(nèi)消化),高爐操作順行。由于噴吹粒煤具有磨煤機(jī)投資低,電耗少以及制煤、噴吹安全性好的優(yōu)點(diǎn),加上噴煤量也能達(dá)到200kg/t鐵,國內(nèi)有些工廠也想采用噴吹粒煤工藝,其中唐鋼已經(jīng)引進(jìn)了二手設(shè)備,供2500m3高爐使用,目前正在安裝調(diào)試,不久將投入運(yùn)行。
如果國內(nèi)其他工廠也想采用粒煤工藝,建議先要考慮一下本廠的實(shí)際情況,與國外高爐對照一下,需要多高的噴煤量,是否具備了噴吹粒煤的條件:
1英國斯肯索帕廠的原燃料條件本來就很好,為了將噴煤量提高到200kg/t鐵,焦炭M40強(qiáng)度從原來的82%-83%提高到86.7%,M10=5.7%(年平均),燒結(jié)礦ISO強(qiáng)度從72%提高到76%。顯然,中國大部分高爐的原燃料尚未達(dá)到這種上好條件,也就不能要求達(dá)到同樣的噴煤量。
2噴吹粒煤并不是什么煤種都一樣,參照國外經(jīng)驗(yàn),宜選擇含有較多結(jié)晶水的高揮發(fā)份煙煤或褐煤,因?yàn)檫@種粒煤具有較強(qiáng)的急熱爆裂性,在風(fēng)口前燃燒時會產(chǎn)生爆裂而進(jìn)一步被粉碎。根據(jù)德國亞森大學(xué)的試驗(yàn)結(jié)果,即使用了有較強(qiáng)爆裂性的煤種,粒煤在風(fēng)口前的燃燒率也僅為煙煤粉的70%左右。如果選用普通煙煤或無煙煤,那么粒煤的燃燒率就會更低達(dá)不到粉煤的噴煤量,在噴吹等同煤量時,進(jìn)入爐內(nèi)的未燃粒煤就會相應(yīng)增多,要充分注意噴吹粒煤燃燒率低這一特點(diǎn)。
3維多利亞高爐噴吹201kg/t鐵粒煤時的風(fēng)溫為1139℃,富氧率為8.52%(相當(dāng)于100Nm3/t鐵氧氣)而寶鋼3號高爐1998年5月月平均噴吹混合煤粉197kg/t鐵,風(fēng)溫1199℃,富氧率僅為2.2%(相當(dāng)于30Nm3/t鐵氧氣)。在我國目前電價和制氧成本較高的情況下,富氧量的多少是決定高爐噴煤經(jīng)濟(jì)效益的主要因素,因此必須根據(jù)本廠條件計(jì)算以煤代焦降低鐵水成本和富氧增加鐵水成本兩筆經(jīng)濟(jì)賬。過多的富氧會使高爐噴煤變成得不償失。
4在相同燃燒率的條件下,噴吹帶有較多結(jié)晶水的粒煤在風(fēng)口前的燃燒生成熱量要比一般煙煤少(比無煙煤更少),為了滿足高爐操作必需的最低理論燃燒溫度,必然要有更多的熱量補(bǔ)償手段棗富氧和風(fēng)溫。如要降低昂貴的富氧量,必須要有高風(fēng)溫(1%富氧率,約相當(dāng)于75℃風(fēng)溫)。顯然,我國的大部分高爐目前都還不具備高風(fēng)溫的條件,因此,噴吹粒煤與噴吹粉煤相比,更加無法期望較高的噴煤量。
5國外噴吹粒煤一般都采用多支管間接噴吹工藝,每根支管的噴煤量都有調(diào)節(jié)手段,如果要改成總管加分配器直接噴吹工藝,由于粒煤的粒度較粗而且粒級差別比粉煤大,分配器的分配均勻度能否達(dá)到噴吹粉煤時的水平還有待于摸索。
總之,是否采用粒煤工藝要結(jié)合工廠本身的條件,最好對粒煤的燃燒機(jī)理以及本廠高爐消化未燃粒煤的能力進(jìn)行必要的研究和試驗(yàn),同時要在經(jīng)濟(jì)上進(jìn)行全面的計(jì)算比較,然后才能決定取舍。當(dāng)然,根據(jù)唐鋼2500m3高爐今后噴吹粒煤的示范和經(jīng)驗(yàn)來確定本廠是否采用粒煤工藝將是更為重要的依據(jù)。
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