关于高炉喷煤烟气自循环工艺的探讨.doc

高炉喷煤烟气自循环工艺介绍 任小告，施洪刚，王军联 （新钢钒炼铁厂） 摘 要: 介绍了高炉喷煤磨煤系统的烟气自循环工艺,指出了理论计算的步骤,分析了系统中热量、氧量和水分三种平衡关系。指出烟气自循环工艺运行完善的标志是系统含氧率控制在12％以下和保证系统不结露，并总结了保证该工艺稳定运行的措施。介绍了该工艺的运行情况。 关键词: 高炉；喷煤；烟气；自循环  0 引言 高炉喷煤是降低焦比、强化冶炼的重要技术措施。喷煤除能降低生铁成本外，还可合理利用不适于炼焦的煤资源。20世纪90年代开始，多数高炉陆续由喷吹无烟煤改为喷混合煤或烟煤。为了保证喷煤磨煤系统（以下简称磨机系统）的安全生产，控制磨机系统含氧率，需要对干燥烟气进行惰化，目前采用的方法主要有两种：①引入热风炉废气作为主要的干燥剂；②利用自身的干燥烟气部分兑入进行惰化，所谓的烟气自循环系统。烟气自循环与引入热风炉废烟气相比较，一则可以节省投资，二则不受热风炉废气量波动的影响，更加稳定[1]。 笔者就烟气自循环工艺技术的特点及运行情况进行介绍，以便该技术能在攀钢推广使用。 1 工艺介绍及分析 1.1 工艺介绍 烟气自循环工艺分带烟气脱水装置和不带脱水装置的两种,本文讨论的是不带脱水装置的一种工艺, 其流程更简单，投资也更省。烟气自循环工艺流程见图1。  图1 烟气自循环工艺流程 将主排烟风机的废气排放管分成两路：一路从烟囱排放，另一路返回到烟气炉循环使用，用以代替部分一次掺风；在循环管道上加一根短管，短管上增加一个调节阀，当系统漏风率较低时，用以加入空气，增加自循环烟气中的含氧率，在保证磨机含氧率小于12%的前提下，降低磨机的含湿率；在废气排放管道上设置一个手动调节阀，用以调节排放烟气量；在自循环的管道上设置一个调节阀，用以调节自循环烟气量和停磨后切断自循环管道；管道上装有检测流量、温度压力的设备。 1.2 工艺分析 1.2.1 理论计算 在自循环工艺中，系统含氧率和烟气含湿率是两个重要的参数。在计算过程中，有些数据是已知的，例如：磨机出力，原煤和煤粉水分，原煤水分蒸发量，煤气成分和发热值，空气含湿率等。有些数据是需要在计算时先设定的，如加煤口漏风量，布袋漏风量，掺入冷风量，磨机入口烟气温度和入口烟气量，磨机出口烟气温度等。在计算过程中有些参数互有关系需反复调整，例如：磨机入口烟气温度和入口烟气量设定以后，就可以计算烟气炉烟气和自循环烟气两部分热量，当烟气炉烟气量需要增加时，必须要减少自循环烟气量，在增加烟气炉烟气量的同时，要考虑对自循环烟气热量减少的补偿[1]。 计算步骤；①根据磨机出力，原煤和煤粉的水分，磨机出口烟气温度，加煤口漏风量，密封风机鼓入空气量，设定的磨机入口烟气量等进行输出热量的计算，并由此设定磨机入口烟气温度。②根据磨机所需供热量，初算煤气、助燃空气量，烟气炉烟气量，循环烟气量。③根据各种烟气温度和比热，调整烟气炉烟气量和循环烟气量(也可以对磨机入口烟气温度作微量调整)，使两部分烟气热量相加等于磨机入口烟气供热量。④根据加煤口漏风量，密封风机鼓入风量，布袋漏风量，助燃空气过剩量，烟气炉烟气量，原煤水分蒸发量，计算排放循环烟气含氧率。当系统含氧率较低时，再求加入冷风量。⑤参照求系统含氧率的方法，求排放循环烟气和磨机内脱水终点处烟气的含湿率和露点温度。 1.2.2 三种平衡关系 三种平衡是指同一磨机系统的热量、氧量和水分的平衡。 (1)磨机系统热量收入等于热量支出。磨机系统热量收入包括磨机入口烟气带入的热量，原煤带入的物理热量，磨煤研磨部件产生的热量和漏入磨机冷风带入的热量等。磨机系统热量支出包括磨机出口烟气带走的热量，原煤水分蒸发消耗的热量，煤粉带走的物理热以及磨机系统的散热损失等[2]。 (2)进入磨机系统的氧量等于排出磨机系统的氧量。要求系统内任何一点的烟气含氧率都在安全值以下。进入系统的氧量来自冷风(包括各种漏风和过剩助燃风和加入风)；在排放烟气中带走这些氧量[2]。 (3)进入磨机系统的水分等于排出磨机系统的水分。要求系统内任何一点烟气的实际含湿率与该点烟气温度下的饱和含湿率有较低的比例；要求磨机内脱水终点处的烟气具有较低的相对湿度。进入系统的水分来自冷风(包括各种漏风和加入风)、烟气炉烟气所带水分，以及原煤中的水分蒸发；在排放烟气中带走这些水分[2]。 2 工艺达到完善状态的标志及措施 2.1 工艺达到完善的标志 (1)自循环工艺应用完善的标志有两个：一是系统含氧率控制在12％以下；二是系统中不产生结露现象。 (2)烟气含氧率和含湿率的关系。自循环系统中的烟气含氧率和含湿率是需要兼顾而不能兼得的。排放烟气量越小，循环烟气含氧率越低，但含湿率越高，反之亦然。系统含氧率的最高点在主排烟风机的出口处，含湿率的最高点是在磨机内脱水终