張樹江 王培生 劉偉 高海生
（冀南鋼鐵集團)
摘 要：根據生產工藝特點，煤粉制備、輸送與噴吹過程中可能產生火災、爆炸。在密閉生產設備中發生的煤粉爆炸事故，可能發展成為系統爆炸，摧毀整個煤粉噴吹系統，甚至危及高爐。噴吹缸體發紅，煤粉自燃溫度升高，如果遇氧氣接觸，極易造成噴吹系統爆炸，引發重大安全事故。本文通過對5#噴吹罐體局部溫度升高，煤粉自燃以至噴吹罐體局部發紅存在安全隱患。通過改變流化角度，消除了此項安全隱患，為企業健康發展奠定了基礎。
關鍵詞：噴吹煤粉；罐體發紅；安全隱患
1 前言
煉鐵企業的高爐生產，燃料消耗占煉鐵成本的30-40%左右[1]。降低綜合燃料比是每個高爐操作者的追求，盡可能的多噴煤粉，提高置換比是降低生鐵成本的重要措施。
科學技術不斷發展，高爐生產工藝不斷改善。降低煉鐵生產成本，采用噴吹價格相對較低的煤粉代替價格相對較高的焦炭發熱劑作用，實現高爐煉鐵的低成本生產。
高爐噴煤是由兩個系統組成。磨煤系統是為高爐噴煤生產煤粉。噴煤系統是為高爐噴煤輸送噴吹煤粉。均是密閉系統，當密閉系統中含氧量超過12%以上，煤粉溫度達到595℃時，易造成煤粉快速燃燒，發生爆炸。程度輕的使內部溫度急升（＞900℃）燒壞設備。程度重的導致發生爆炸，損壞設備。造成工業建筑坍塌，人員傷亡。
根據生產工藝特點，煤粉制備，輸送與噴吹過程中可能產生火災、爆炸、中毒、窒息。建筑物坍塌等事故。在密閉生產設備中發生的煤粉爆炸事故可能發展成為系統爆炸。摧毀整個煤粉噴吹系統，甚至危害高爐。拋射到密閉生產設備以外的煤粉可能導致二次粉塵爆炸和次生火災，擴大事故危害。
2 生產過程
2.1 生產工藝
主區煉鐵廠采用單體罐交替噴吹工藝。磨機使用沈陽重型機械集團生產的MPF 212 H輥盤式磨煤機，每小時磨煤量55噸/小時左右。干法除塵受粉器，閉路自循環系統，單罐容積11m³，共有6個噴吹罐，供三座高爐生產。應用罐底氮氣流化、補壓，壓縮空氣補氣，流化板隔離，經噴吹管道送到高爐風口平臺煤粉分配器，過各個支管噴入高爐風口。
2.2 過程控制
2014年下半年在生產過程中發現5#罐椎體中部有局部溫度升高現象，經過觀察，溫度持續上升。已超過40℃以上（正常在30℃左右）。為保證生產安全。采取降溫措施，方法（一），用壓縮空氣吹到局部溫度升高部位，冷卻罐體外部，來降低溫度，在初期還可以控制溫度上升。維持一段時間生產后，溫度再有升高，發現罐體往上約1.6米椎體中部約有300* 400mm面積（見圖1）。出現發紅，溫度約有600℃左右。內部如遇氧含量升高極易燃爆。嚴重影響生產安全，當時立即采取措施。（方法二），在椎體發紅部位外部噴水冷卻，可是錐體發紅部位溫度時有上升、下降波動，不穩定。仍然對生產安全存在重大安全隱患。一旦煤粉溫度繼續上升，遇到氧氣極易造成爆炸事故。
圖1 發紅部位
2.3 分析原因，排除隱患
噴吹5#罐椎體中部，不間斷出現局部溫度升高波動、不穩定，甚至發紅，存在重大安全隱患。積極組織相關人員研究解決方案，應用流體力學原理和噴吹煤粉具有自燃的特殊性。認真分析得出：載體的流動速度受外力的作用方向的改變而改變。由此可見：噴吹5#罐椎體中部局部溫度升高發紅，是因為噴吹煤粉在噴吹罐內，由于罐底不能均勻流化，罐內煤粉走煤時，有局部煤粉滯留，引發煤粉自燃，使罐體溫度升高發紅。
為此：改變噴吹罐底流化入口角度，改善罐底流化效果，由原來的流化管位置（見圖2），調整其流化管入口角度（見圖3），使其在噴吹罐底，氮氣進入罐內分散均勻，均勻流化。煤粉運動順暢，避免煤粉滯留現象，消除其安全隱患
圖2 改造前
圖3 改造后
2.4 改善效果
自2015年改變5#噴吹罐底流化入口角度以來，至今經過長周期的跟蹤觀察，5#噴吹罐椎體中部沒有再次發現有溫度升高發紅現象。運行情況正常。徹底消除了因煤粉自燃燒紅噴吹罐體的重大安全隱患。為安全生產提供保障，為企業健康發展奠定基礎。
3 結語
（1）、安全工作不能放松，勤排查，勤分析，早解決，把事故消除在萌芽狀態。
（2）、加強設備制作精度，嚴格控制施工質量。
（3）、對特殊設備，加大監管力度，出現問題，積極組織相關人員分析原因，應用科學知識，技術改造，消除安全隱患。
此次罐體局部溫度升高發紅的現象，雖然不多見。但存在重大安全隱患，其危害十分嚴重，值得總結學習。
參考文獻
[1] 許滿興：《低燃料比高爐煉鐵的實施舉措》