CN105441612B - 一种高炉粒煤喷吹输煤装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高炉粒煤喷吹输煤装置，其包括三通式杂物拦截器、清扫风管道、第一输煤管道和第二输煤管道，所述三通式杂物拦截器和所述喷煤罐连接，所述第一输煤管道和所述第二输煤管道的一端通过三通式管道结合器和分配器连接，所述第一输煤管道和所述第二输煤管道的另一端和所述三通式杂物拦截器连接，所述第一输煤管道和所述第二输煤管道靠近所述三通式杂物拦截器一侧的管道上分别设置第一球阀和第二球阀，所述第一输煤管道和所述第二输煤管道靠近所述三通式管道结合器一侧的管道上分别设置第三球阀和第四球阀。本发明的高炉粒煤喷吹输煤装置，在保障高炉几乎“零停煤”连续喷吹的条件下，即可对管道故障进行处理。

Description

一种高炉粒煤喷吹输煤装置

技术领域

本发明属于高炉制粉领域，具体涉及一种高炉粒煤喷吹输煤装置。

背景技术

高炉喷吹煤粉是从高炉风口向炉内直接喷吹磨细了的无烟煤粉、烟煤粉或两者的混合煤粉，在高炉冶炼过程中以替代焦炭起到提供热量和还原剂的作用，从而降低焦比，降低生铁成本。高炉喷吹煤粉是现代高炉冶炼的一项重大技术革命，按煤粉粒度划分其可以分为有粉煤喷吹和粒煤喷吹两类工艺技术，其中粒煤喷吹的煤粉粒度分布特点为小于5mm占100％，小于2mm达到95％，小于0.074mm(即200网目)仅占25％左右，平均粒度为0.55mm～0.65mm。按喷吹罐组的布置形式粒煤喷吹一般分为并列式和串罐式。并列式喷吹罐组，即由两台或三台喷煤罐并列布置，由一台喷煤罐喷吹煤粉，另一台喷煤罐贮煤，两台或三台喷煤罐交叠使用；串罐式，即将贮煤罐(上罐)与喷吹罐(下罐)重叠设置，其可实现连续喷吹，且喷吹量稳定，厂房占地面积小，大型高炉可视喷吹量设双系列或多系列的吹喷灌。

图1为一种使用了串罐式喷煤罐典型的高炉粒煤喷吹系统，每座高炉有28个风口，即有28支喷枪。每一组喷吹罐对应一条输煤管道和一组分配器，每一组分配器又对应14支喷枪。这样一座高炉喷煤系统就包括两套串罐式喷煤罐，两条输煤管道和两组分配器。该喷煤罐1上部还安装有泄压所用的放空阀，上罐和下罐上从上到下环绕安装有流化器用于罐内补压和煤粉流化

使用该系统进行粒煤喷吹工艺流程为：喷煤罐1的上罐顶部中间串联安装有上圆顶阀和中圆顶阀并与煤粉仓相连通，装料时放空阀打开泄压，当罐压为零时，中圆顶阀和上圆顶阀先后打开，煤粉在重力作用下从煤粉仓进入喷煤罐1的上罐，装料至设定重量后上圆顶阀和中圆顶阀先后关闭，放空阀关闭，流化器开始流化补压至与下罐压力持平时，上下罐之间的连接阀门下圆顶阀(在图中未示出)打开，上罐物料进入下罐后，下圆顶阀关闭。下罐煤粉在流化氮气，输送煤粉的压缩空气的作用下，通过下罐底部的旋转喂料机(在图中未示出)按照所需喷煤量进入输煤管道3，然后到分配器8，经过分配到风口喷枪(在图中未示出)然后进入高炉内部。当喷煤罐罐重到达设定的下限值时，再次重复上述装料程序。在喷煤罐上罐放空、装料、补压、上罐向下罐装料等过程中，下罐一直连续不间断向高炉进行喷煤。

上述系统中，粒煤喷吹输煤管道为DN100，喷吹流量在40m³/min左右，单支输煤管道喷煤量在20t/h左右，物料流速快，加之粒煤煤粉粒度较大，对输煤管道磨损十分严重。一旦输煤管道磨漏，就要单管线停煤进行焊补，这样便会造成高炉炉况波动，提高冶炼成本。每次处理管道漏点从停煤、泄压、焊补、试漏，再到送煤需近1小时；而管道一旦到使用寿命的后期，磨漏情况将会十分频繁，这样对高炉的影响则会加剧。

清扫风管道4伴随输煤管道3进行铺设，沿线间隔一定距离设置一组清扫口，如41-43分别为第一清扫口、第二清扫口和第三清扫口。各清扫口包括中间一组阀门，两侧两硬管短节分别与清扫风管道4和输煤管道3连接，正常喷煤生产时中间的阀门为常关位。而清扫口的作用就在于一旦输煤管道3出现堵塞，然后逐个打开清扫口的中间阀门对输煤管道进行疏通。但是上述的方案在实际应用中存在如下问题：各清扫口阀门使用多次后可能出现开关不到位，或内漏的情况，这样煤粉就会出现“串道”的现象，影响正常喷煤；另外，因为清扫风管道4和输煤管道3的管径、介质以及介质温度均不同，所以两者的伸缩性存在差异，而使用硬管连接就会产生应力，特别是在合茬位置的焊缝处会形成应力集中，容易造成焊缝开裂、腐蚀、强度降低。而该位置的漏点也需停煤进行焊补，同样会对高炉喷煤造成影响。

粒煤制粉系统制备的煤粉进入煤粉仓后会析出大量的结晶水，从而在仓壁形成挂结的煤泥层，其厚度可达40cm左右。这些煤泥层如果没有在装料流化等过程中冲击粉碎，一旦进入输煤管道则可能会堵塞输煤管道。这时就需要停止喷煤，关闭第二球阀7，打开放散阀6，然后从分配器9侧向喷煤罐1侧逐个打开清扫口疏通堵塞的输煤管道。对于一般堵塞需要近3小时才能疏通恢复喷煤；而严重堵塞，需要拆卸或切割输煤管道进行疏通，大约需要6小时才能疏通恢复喷煤。堵塞位置的判断方法一般就是外部敲击，这对操作人员的经验要求较高。而通过放散阀6放散的煤粉不但难以回收利用，而且还会造成环境污染。而长时间停煤疏通管道对高炉的影响则不言而喻，冶炼成本也会大幅提升。

发明内容

针对现有技术中高炉粒煤喷吹输煤装置存在的管道稳定性问题，本发明提供了一种新的高炉粒煤喷吹输煤装置，本发明通过铺设备用输煤管道和对应的清扫风管道，制作两条输煤管道合茬所需的三通式杂物拦截器、三通式管道接合器，可以实现仅通过操作四组煤粉球阀实现在线切换倒用备用输煤管道，在几乎“零停煤”的条件下对故障输煤管道进行处理。

本发明提供的高炉粒煤喷吹输煤装置包括三通式杂物拦截器、清扫风管道、第一输煤管道和第二输煤管道，所述三通式杂物拦截器和所述喷煤罐连接，所述第一输煤管道和所述第二输煤管道的一端通过三通式管道结合器和分配器连接，所述第一输煤管道和所述第二输煤管道的另一端和所述三通式杂物拦截器连接，所述第一输煤管道和所述第二输煤管道靠近所述三通式杂物拦截器一侧的管道上分别设置第一球阀和第二球阀，所述第一输煤管道和所述第二输煤管道靠近所述三通式管道结合器一侧的管道上分别设置第三球阀和第四球阀。

优选的，所述第一输煤管道和第二输煤管道上均设置清扫风接口，所述清扫风接口和所述清扫风管道连接。

优选的，所述第一输煤管道和所述第二输煤管道靠近所述三通式杂物拦截器一侧的管道上均设置反吹散放阀。

优选的，所述三通式杂物拦截器包括顶盖、圆周板、底板和滤网，所述圆周板和顶盖之间设置金属垫片，且通过螺栓和螺母连接，所述滤网设置于顶盖、底板和圆周板围成空腔的中央位置，所述滤网过滤流经拦截器的杂物。

优选的，所述第一输煤管道和所述第二输煤管道上均设置不少于三组的压力测点。在管道堵塞后，维护人员可以根据压力表参数大致判断管道堵塞的位置，从而针对性的进行疏通，提高疏通效率。另外，在管道切换过程中，管道内存在残压，通过压力测点处可以快速泄掉残压，为焊补漏点提供条件。

优选的，所述第一输煤管道和第二输煤管道对称分布于圆周曲面上，该布置方式减少对特定位置的磨损。

本发明的高炉粒煤喷吹输煤装置，在使用的输煤管道因各种原因故障时，只需通过对应的四组煤粉球阀便可实现在线切换倒用管道，在保障高炉几乎“零停煤”连续喷吹的条件下，即可对管道故障进行处理。

附图说明

图1、普通高炉粒煤喷吹系统。

图2、本发明的三通式杂物拦截器示意图。

图3、本发明的高炉粒煤喷吹输煤装置示意图。

附图标识：

1、喷煤罐；2、球阀；21-24分别为第一、第二、第三和第四球阀；3、输煤管道；31和32分别为第一输煤管道和第二输煤管道；4、清扫风管道(压缩空气管道)；41、第一清扫口；42、第二清扫口；43、第三清扫口；5、分配器球阀；6、反吹散放阀；61和62分别为第一反吹散放阀、第二反吹散放阀；7、压力测点；71-76分别为第一、第二、第三、第四、第五和第六压力测点；8、分配器；9、三通式杂物拦截器；91、顶盖；92、螺栓螺母；93、圆周板；94底板；95、滤网；96金属垫片；10、三通式管道结合器。

具体实施方式

如下为本发明的实施例，其仅用对本发明的解释而并非限制。

参见图3，本发明的高炉粒煤喷吹输煤装置包括三通式杂物拦截器9、清扫风管道4、第一输煤管道31和第二输煤管道32，所述三通式杂物拦截器9和所述喷煤罐1连接，所述第一输煤管道31和所述第二输煤管道32的一端通过三通式管道结合器10和分配器8连接，所述第一输煤管道31和所述第二输煤管道32的另一端和所述三通式杂物拦截器9连接，所述第一输煤管道31和所述第二输煤管道32靠近所述三通式杂物拦截器9一侧的管道上分别设置第一球阀21和第二球阀22，所述第一输煤管道31和所述第二输煤管道32靠近所述三通式管道结合器10一侧的管道上分别设置第三球阀23和第四球阀24。

可选的，所述第一输煤管道31和第二输煤管道32上均设置清扫风接口，所述清扫风接口和所述清扫风管道连接。如图3所示，第二输煤管道32上设置有清扫口41-43，在第一输煤管道31上也应进行相应的设置。

可选的，所述第一输煤管道31和所述第二输煤管道32靠近所述三通式杂物拦截器9一侧的管道上均设置第一反吹散放阀61和第二反吹散放阀62。一旦出现管道堵塞的情况，通过在线切换倒用管道后，可使用金属软管将反吹放散口与粒煤制粉系统锤破机出口管道上预留的倒料口进行连接，然后利用清扫口对输煤管道反向进行疏通，而在制粉开机的情况下，锤破机出口的负压环境有利于疏通。另外，还可以二次回收利用放散煤粉，而且不会污染环境。

可选的，参见图2，所述三通式杂物拦截器9可采用如下的结构，该结构包括顶盖91、圆周板93、底板94和滤网95，所述圆周板和顶盖之间设置金属垫片96，且通过螺栓螺母92连接，所述滤网95设置于顶盖91、底板94和圆周板93围成空腔的中央位置。所述底板94与圆周板93直接焊接封堵，该结构形式使内外部焊缝均具备焊接条件，从而提高了焊缝质量；所述滤网95的孔径小于25mm(喷枪直径)，其对煤粉中的杂物进行拦截。

可选的，本发明中两条输煤管道对称分布于圆周曲面上，减少对特定位置的磨损。

本发明还公开了所述高炉粒煤喷吹输煤装置的使用方法：

1.1高炉停煤，并调大输送空气的流量，确保分配器压力高于热风压力；

1.2约一分钟后，依次缓慢打开第二球阀和第四球阀，主控室人员随时观察分配器压力12，如出现分配器压力突降现象，及时联系恢复，查明原因后，再进行下步切换步骤；

1.3分别敲击2#球阀与三通式杂物拦截器，第四球阀与三通式管道接合器之间的两段约半米的管道死区，防止此处有积煤堵塞管道；

1.4约三分钟后，缓慢关闭第三球阀，如分配器压力始终大于热风压力，第三球阀关闭到位后，开始关闭第一球阀到位，此时倒用完毕，第二输煤管道可按正常步骤进行送煤，1#输煤管道泄压后可进行相应检修；如在关闭第三球阀的过程中，分配器压力有持续下降趋势，应打开第三球阀，排除管道死区堵塞、第二球阀和第四球阀开关故障后，继续进行倒用。

2、输煤管道堵塞的处理方法

2.1如第一输煤管道堵塞，可按上述方法先切换倒用第二输煤管道进行喷煤；

2.2对第一输煤管道冲压，观察沿线三组压力表数值，初步判断堵塞位置；

2.3确认制粉系统处于开机状态，使用金属软管将第一反吹散放阀出口与粒煤制粉锤破机出口管道上的预留的倒料口进行连接，并打开阀门；

2.4按照从第一反吹放散口处由近及远的原则，逐次打开清扫口阀门对堵塞管道进行疏通，同时可辅助于外部敲击，以利于堵塞物松散。

2.5如遇严重堵塞，可根据压力参数判断对应位置，采取拆卸法兰或切割管道的方法进行疏通。

本发明的高炉粒煤喷吹输煤装置，在使用的输煤管道因各种原因故障时，只需通过对应的四组煤粉球阀便可实现在线切换倒用管道，在保障高炉几乎“零停煤”连续喷吹的条件下，即可对管道故障进行处理。

Claims (6)

1.一种高炉粒煤喷吹输煤装置，包括三通式杂物拦截器、清扫风管道、第一输煤管道和第二输煤管道，其特征在于，所述三通式杂物拦截器和喷煤罐连接，所述第一输煤管道和所述第二输煤管道的一端通过三通式管道结合器和分配器连接，所述第一输煤管道及所述第二输煤管道的另一端和所述三通式杂物拦截器连接，所述第一输煤管道和所述第二输煤管道靠近所述三通式杂物拦截器一侧的管道上分别设置第一球阀和第二球阀，所述第一输煤管道和所述第二输煤管道靠近所述三通式管道结合器一侧的管道上分别设置第三球阀和第四球阀。

2.根据权利要求1所述的高炉粒煤喷吹输煤装置，其特征在于，所述第一输煤管道和第二输煤管道上均设置清扫风接口，所述清扫风接口和所述清扫风管道连接。

3.根据权利要求1或2所述的高炉粒煤喷吹输煤装置，其特征在于，所述第一输煤管道和所述第二输煤管道靠近所述三通式杂物拦截器一侧的管道上均设置反吹散放阀。

4.根据权利要求1或2所述的高炉粒煤喷吹输煤装置，其特征在于，所述三通式杂物拦截器包括顶盖、圆周板、底板和滤网，所述圆周板和顶盖之间设置金属垫片，且通过螺栓和螺母连接，所述滤网过滤流经三通式杂物拦截器的杂物。

5.根据权利要求1或2所述的高炉粒煤喷吹输煤装置，其特征在于，所述第一输煤管道和所述第二输煤管道上均设置不少于三组的压力测点。

6.根据权利要求1或2所述的高炉粒煤喷吹输煤装置，其特征在于，所述第一输煤管道和第二输煤管道对称分布于圆周曲面上。