王宇哲 康丙路 李立彬

       高爐噴吹煤粉水分過高會造成噴煤量上升，導致中速磨作業率增加，設備維護和檢修時間減少。另一方面，噴吹煤粉水分高會使煤粉燃燒率下降，未燃煤粉增多，惡化高爐順行狀態。此外，噴吹煤粉水分升高，將導致煤耗增加。根據理論計算，煤粉水分每升高 1%，則煤耗增加 2%。因此，降低噴吹煤粉水分對鐵前節能、穩定、高效生產意義重大。 

       高爐噴吹煤粉水分含量是影響其熱值的重要因素。2018 年首鋼股份有限公司針對高爐噴吹煤粉水分偏高、高爐日均煤比近 170kg/t 的情況開展了降低煤粉水分的技術攻關。 
 

       研究人員利用六西格瑪工具對高爐噴吹煤粉相關數據進行了分析，得出煤粉水分單值控制圖、煤粉水分概率圖及煤粉過程能力報告，如圖 1-圖 3 所示。檢驗數據由鐵前 EMS 系統中導出，經檢驗中心進行了測量系統數據校驗，保證數據的準確性。從煤粉水分概率圖和煤粉能力報告的數據可知，P 值（特定抽檢驗概率）等于 0.085，大于 0.05，為正態數據，但 Ppk（過程穩定性分析）等于 0.01,說明工程能力不夠充分,需要進行改進。

       研究人員通過 FMEA 對影響水分升高的 30 個因子進行打分確認，利用 Pareto 圖（見圖 4）對因子進行分析，查找出 8 個關鍵的輸入因子，即制粉系統出口溫度、噴吹風用量、噴煤系統放散、排渣設備、熱煙氣用量、給煤機、倉頂除塵器放散管、配煤。由此，先對可以直接控制管理的因子實施快速整改，整改后再作 2 次 FMEA，重新對“影響因子”進行優先度評價。 

 

       根據現場設備運行情況，研究人員對其中四個因子進行了整改。 

       1）噴煤放散系統的改善 

       改善前，放散時間長，換熱導致放散噴嘴和放散閥門處溫度降至露點以下，由此形成大量冷凝水，冷凝水聚集后流入噴煤罐、粉倉。通過在放散閥門前后加手動球閥、優化管道布局、改造放散管路彎頭和改變孔板數量、位置及孔徑等四個方面進行了改進，改進后冷凝水明顯減少，降低了設備故障概率。 

       2）倉頂除塵器放散管改善 

       因原始設計未考慮到高溫放散氣體降溫冷凝問題，使部分冷凝水，通過放散管道，回流到倉頂除塵器罐體內，與煤粉混合，造成板結。另外，有部分高溫氣體進入除塵器罐體后，與溫度較低的罐體接觸形成的冷凝水與煤粉形成板結。由于倉頂除塵器的卸灰閥直徑僅有 300mm，板結的煤粉逐步增多，導致卸灰閥堵塞，無法將回收的煤粉送入煤粉倉。 

       經研究后，對測溫點位置進行了更改，便于及時發現并判斷倉頂除塵器的異常現象，避免因不能準確判斷，造成大量積粉，從而影響生產。另外，通過增加氮氣吹掃，及時清理板結的煤粉。 

       此外，增設擋風閥，改變熱風走向，避免了放散管道冷凝水回流，解決了倉頂除塵器阻塞的問題。 

       圖 5 示出倉頂除塵器放散管的改造。 

       3）給煤機改善 

       因給煤機密封不嚴，導致外界潮濕空氣容易進入。據此，對密封門進行改造并增設氮氣吹掃系統。給料機每連續運行 30min，進行氮氣吹掃 3-5min，每個吹掃點位均安裝了控制閥門，可以進行單獨吹掃，解決了給料機物料水分大的問題。

       4）排渣設備改善 

       中速磨排渣口改造前，入口溫度高，煤粉水分大。通過排渣量分析發現，煙氣總管對側流量低，特別是噴嘴環處尤為明顯。據此，通過在煙氣管道上方增加一路熱煙氣管，對煙道總管對側噴嘴環處原煤進行烘干處理。 

4 操作參數及生產組織的改善 

       通過質檢分析，原煤水分主要來自占總配比 40%-50%的神華煤，其含水量最高達 30%。因此可知，控制神華煤含水量是控制水分的關鍵。據此，首先對神華煤進行多次翻倒晾曬處理，有效降低了原煤水分。其次，進行系統操作參數調整。在含氧 21%的空氣中做實驗得出以下結論：煙煤比例控制在 46%以下時，煤粉著火點在 410℃以上，結合國家安全規范 GB16543 的相關規定，確定提高中速磨出入口溫度 10℃，出口溫度提高 5℃，以保證原煤最大程度烘干，降低煤粉含水量。 

       同時，為了確保系統安全，嚴格控制中速磨出入口殘氧含量，增加三級連鎖報警，當中速磨出入口殘氧含量達到三級報警時，中速磨停機。 

5 結語 

       通過系統分析，找到了最合適的煤粉水分控制措施，經一系列改善調整，噴吹煤粉水分得到有效控制和降低，達到了預期目標，為以后工作提供了準確的數據支持。