CN110863071A - 一种高炉煤粉预热系统及其煤粉预热方法和堵塞处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高炉煤粉预热系统，包括烟气总管、喷吹主管、烟气套管和吹扫系统；所述烟气套管通过短管与烟气总管相连通；所述喷吹主管设置在烟气套管内；所述吹扫系统包括吹扫主管和吹扫支管，该吹扫支管一端与吹扫总管相连通，另一端贯穿烟气套管并与喷吹主管相连通；本发明还提供了该系统的煤粉预热方法及堵塞处理方法，该系统及方法能促进风口前煤粉燃烧、减少未燃煤粉进入高炉，近而增加煤比降低焦比，有利于高炉的顺行，同时，对热风炉烟气残余热量进一步的回收利用，是炼铁生产节能减排的措施之一，节能优势明显，另外，该系统在发生煤粉堵塞时，也可以快速进行疏通，保证生产的正常进行。

Description

一种高炉煤粉预热系统及其煤粉预热方法和堵塞处理方法

技术领域

本发明属于高炉技术领域，尤其涉及一种高炉煤粉预热系统及其煤粉预热方法和堵塞处理方法。

背景技术

高炉喷吹煤粉已成为现代钢铁企业节能增产和改进高炉炼铁工艺最有效的措施，世界各国也都在积极应用高炉喷煤技术，取得了良好的效果。随着高炉大型化，大煤比、大富氧也是现代高炉冶炼工艺发展的主要方向之一，要实现这两个目标，就要综合考虑：一是从企业运行成本考虑，节能降焦势必会提高煤比，寻求最经济的燃料结构；二是寻找工艺系统的节能点，尽可能的回收利用排放尾气的余热、低热值煤气等。

有研究表明，随着高炉喷吹煤粉量加大到一定限度后，焦比的降低幅度大大减小，主要是因为进入高炉内的煤粉在风口前未能完全充分燃烧，未燃的煤粉颗粒会随着上升的煤气被带出回旋区，进到成渣带区域时粘附在初渣中，使得初渣粘度增加，流动性减弱，恶化料柱的透气性，时间一长会使高炉运行不畅，同时，未粘附在初渣中的煤粉继续随煤气流上升，部分煤粉会被带出炉外，造成了燃料的浪费。由此可见，提高煤粉在风口前的燃烧效率和速率，是提高煤比的有效手段之一。

国内学者刘仁生、赵俊东等人的实验室研究表明，煤粉预热后可促进煤粉的燃烧，有利于煤粉燃烧率的提高。因此，在煤粉进入高炉前对煤粉进行预热，是一种提高煤粉燃烧率、近而提高煤比的有效手段。然而，如何对煤粉进行预热却没有形成成熟的工艺技术，仅停留在小范围的试验阶段，如有开发热管式预热技术，因其体积较小，煤粉预热的温度有限，未能形成工业化应用；柳钢在喷吹罐锥斗处采用蒸汽盘管加热喷吹罐内的煤粉，预热后的煤粉温度仅为70℃，预热温度相对较低，效果一般。

发明内容

为了解决上述背景技术中存在的现有高炉煤粉喷吹技术中煤粉温度较低，煤粉在风口处存在燃烧不充分、燃烧速率不高，同时考虑现有热风炉烟气热量未能充分利用而达到节能的技术问题，本发明提供了一种高炉煤粉预热系统及其煤粉预热方法和堵塞处理方法，该系统及方法能促进风口前煤粉燃烧、减少未燃煤粉进入高炉，近而增加煤比降低焦比，有利于高炉的顺行，同时，对热风炉烟气残余热量进一步的回收利用，是炼铁生产节能减排的措施之一，节能优势明显。

本发明解决技术问题的技术方案如下：

本发明一种高炉煤粉预热系统，包括烟气总管，该烟气总管为企业厂区现有的常规喷煤引热风炉烟气管道，为已建设的现有设施，是热风炉烟气经设置在喷煤主厂房内的高温引风机引至喷煤主厂房的主要通道，本发明的创新点在于，还包括喷吹主管、烟气套管和吹扫系统；所述烟气套管通过短管与烟气总管相连通，形成一个整体的烟气连通系统；所述喷吹主管设置在烟气套管内，其为输送煤粉的主要通道；所述吹扫系统包括吹扫主管和吹扫支管，该吹扫支管一端与吹扫总管相连通，另一端贯穿烟气套管并与喷吹主管相连通；本技术方案中的吹扫主管为随喷吹主管敷设的一条压缩空气或氮气管道。

作为本发明技术方案的进一步改进，该短管上设置有手动阀门，设置手动阀门的目的在于在进行检修维护或进行吹扫时，通过关闭手动阀门阻止高温烟气进入烟气套管内，将喷吹主管及烟气套管独立出来，便于安全检修及维护。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述短管至少有两根，这样设计好优点是有利于烟气总管中的高温烟气进入烟气套管内，保证烟气套管内充满足够的高温烟气，便于加热喷吹主管内的煤粉。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述吹扫支管上依次设置有第一吹扫阀门、吹扫放散阀和第二吹扫阀门。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述吹扫支管至少有两根，吹扫支管设置至少两根的好处是在喷吹主管发生煤粉堵塞时，便于逐段对喷吹主管进行疏通。

本发明中另一解决技术问题的技术方案如下：

本发明一种上述技术方案中所述的高炉煤粉预热系统的煤粉预热方法，其特点是，在高炉生产时，将所述喷吹主管内的煤粉运动方向设置成与所述烟气总管内的烟气方向相反的方向运动，开启手动阀门，让烟气从短管进入烟气套管中通过热交换预热喷吹主管内的煤粉。

本发明中另一解决技术问题的技术方案如下：

本发明一种上述技术方案中所述的高炉煤粉预热系统的堵塞处理方法，其特点在于，将沿输送煤粉的气流方向的第一处吹扫支管上的第一吹扫阀门和第二吹扫阀门打开，吹扫放散阀关闭，将相邻的第二处的吹扫支管上的第二吹扫阀门和吹扫放散阀打开，第一吹扫阀门关闭，相邻的两个吹扫支管形成一个通路，然后吹扫其间的堵塞管道，然后按此方法对整条喷吹主管逐步吹扫，直至堵塞消除。

相对于现有技术，本发明的有益效果为：

1)、本发明所述的高炉煤粉预热系统，其设计新颖合理，结构简单，布置难度低，极易在现有高炉系统的基础上进行改造或加入新建的高炉系统，效果好，实用性。

2)、本发明有利于提高煤粉在风口前的燃烧率，对提高煤比、降低焦比具有非常明显的作用。正常生产过程中，煤粉在喷吹主管内运动方式是与烟气流向相反的，煤粉在向前运动过程中，是通过喷吹主管的钢管管壁将烟气套管内高温烟气的热量传递给煤粉的，使得煤粉在输送过程中被逐渐加热，到煤粉分配器前煤粉可被加热到150～200℃。预热后的煤粉进入高炉后，在风口区域的燃烧率提高，减少了未燃煤粉对高炉的影响，同时也提高了煤粉的利用率，这对提高煤比、降低焦比从而降低生产成本具有潜在的意义。

3)、进一步回收热风炉烧炉排放的高温烟气热量，节能效果和经济效益明显。对热风炉烟气余热的二次利用也是本发明的一个重点，大量的热风炉烟气在被抽往喷煤主厂房作为制粉系统干燥的过程中，一部分热量被煤粉吸收，产生热量的转移，即热风炉产生烟气的残余热量被重新送入高炉，有效的减少了能量的损失，是一种节能手段，经济效益明显。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的侧面结构示意图；

图3是本发明的俯视结构示意图；

图中：1、喷吹主管；2、烟气套管；3、手动阀门；4、烟气总管；5、吹扫主管；6、吹扫支管；6.1、第一吹扫阀门；6.2、第二吹扫阀门；6.3、吹扫放散阀；7、短管；。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

实施例1：

如图1至图3所示，本发明一种高炉煤粉预热系统，包括烟气总管4、喷吹主管1、烟气套管2和吹扫系统，所述的烟气总管4为企业厂区现有的常规喷煤引热风炉烟气管道，为已建设的现有设施，是热风炉烟气经设置在喷煤主厂房内的高温引风机引至喷煤主厂房的主要通道；所述烟气套管2通过至少两根短管7与烟气总管4相连通，该短管7上设置有手动阀门3；所述喷吹主管1设置在烟气套管2内；所述吹扫系统包括吹扫主管5和吹扫支管6，该吹扫支管6一端与吹扫总管5相连通，另一端贯穿烟气套管2并与喷吹主管1相连通；所述吹扫支管6至少有两根，每根所述吹扫支管6上依次设置有第一吹扫阀门6.1、吹扫放散阀6.3和第二吹扫阀门6.2。本实施例中，所述的喷吹主管1、烟气套管2以及吹扫系统均附着在烟气总管4上，独立于烟气总管4外，安全可靠，煤粉运动方向与高温烟气方向相反，且在向前运动过程中被加热，同时设计了用于喷吹主管1的吹扫系统，综合考虑了后期喷吹主管1发生煤粉堵塞事故的处理方法，其设计新颖，合理且结构简单，效果好。

实施例2：

上述实施例1所述的高炉煤粉预热系统的煤粉预热方法，在高炉生产时，将所述喷吹主管1内的煤粉运动方向设置成与所述烟气总管4内的烟气方向相反的方向运动，开启手动阀门3，烟气从联通管7进入烟气套管2中通过热交换预热喷吹主管1内的煤粉，这样喷吹主管1内的煤粉在运行的过程中被逐步加热，既二次利用了高温烟气的余热，同时也使得煤粉的温度达到送入高炉前的要求，提高煤粉的燃烧率，减少未燃烧的煤粉对高炉的影响，节约能源，减少成本。

实施例3：

上述实施例1所述的高炉煤粉预热系统的堵塞处理方法，其特点在于，在喷吹主管1发生煤粉堵塞时而无法向高炉输送煤粉时，启用吹扫系统来清理喷吹主管1内的堵塞煤粉，其具体方法为，将沿输送煤粉的气流方向的第一处吹扫支管6上的第一吹扫阀门6.1和第二吹扫阀门6.2打开，吹扫放散阀6.3关闭，将相邻的第二处的吹扫支管6上的第二吹扫阀门6.2和吹扫放散阀6.3打开，第一吹扫阀门6.1关闭，相邻的两个吹扫支管6形成一个通路，然后吹扫其间的堵塞管道，然后按此方法对整条喷吹主管1逐步吹扫，直至堵塞消除。

Claims (10)

1.一种高炉煤粉预热系统，包括烟气总管(4)，其特征在于，还包括喷吹主管(1)、烟气套管(2)和吹扫系统；所述烟气套管(2)通过短管(7)与烟气总管(4)相连通；所述喷吹主管(1)设置在烟气套管(2)内；所述吹扫系统包括吹扫主管(5)和吹扫支管(6)，该吹扫支管(6)一端与吹扫总管(5)相连通，另一端贯穿烟气套管(2)并与喷吹主管(1)相连通。

2.根据权利要求1所述的一种高炉煤粉预热系统，其特征在于，该短管(7)上设置有手动阀门(3)。

3.根据权利要求1或2所述的一种高炉煤粉预热系统，其特征在于，所述短管(7)至少有两根。

4.根据权利要求1或2所述的一种高炉煤粉预热系统，其特征在于，所述吹扫支管(6)至少有两根。

5.根据权利要求3所述的一种高炉煤粉预热系统，其特征在于，所述吹扫支管(6)至少有两根。

6.根据权利要求1或2或5所述的一种高炉煤粉预热系统，其特征在于，所述吹扫支管(6)上依次设置有第一吹扫阀门(6.1)、吹扫放散阀(6.3)和第二吹扫阀门(6.2)。

7.根据权利要求3所述的一种高炉煤粉预热系统，其特征在于，所述吹扫支管(6)上依次设置有第一吹扫阀门(6.1)、吹扫放散阀(6.3)和第二吹扫阀门(6.2)。

8.根据权利要求4所述的一种高炉煤粉预热系统，其特征在于，所述吹扫支管(6)上依次设置有第一吹扫阀门(6.1)、吹扫放散阀(6.3)和第二吹扫阀门(6.2)。

9.一种权利要求1-8任一项所述的高炉煤粉预热系统的煤粉预热方法，其特征是，在高炉生产时，将所述喷吹主管(1)内的煤粉运动方向设置成与所述烟气总管(4)内的烟气方向相反的方向运动，开启手动阀门(3)，烟气从短管(7)进入烟气套管(2)中通过热交换预热喷吹主管(1)内的煤粉。

10.一种权利要求4或5所述的高炉煤粉预热系统的堵塞处理方法，其特征在于，将沿输送煤粉的气流方向的第一处吹扫支管(6)上的第一吹扫阀门(6.1)和第二吹扫阀门(6.2)打开，吹扫放散阀(6.3)关闭，将相邻的第二处的吹扫支管(6)上的第二吹扫阀门(6.2)和吹扫放散阀(6.3)打开，第一吹扫阀门(6.1)关闭，相邻的两个吹扫支管(6)形成一个通路，然后吹扫其间的堵塞管道，然后按此方法对整条喷吹主管(1)逐步吹扫，直至堵塞消除。

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