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高炉炼铁设计原理 7-9章 7. 高炉喷吹煤粉系统 高炉系统主要由原煤贮运、煤粉制备、煤粉喷吹、热烟气和供气等部分组成。 见下图： 7. 1 煤粉制备系统 1.煤粉制备工艺：煤粉制备工艺是指通过磨煤机将原煤加工成粒度及水分含量均符合高炉喷煤要求的煤粉的工艺过程。 1）球磨机制粉工艺流程图 2） 中速磨制粉工艺 2.主要设备 1）磨煤机 A 球磨机： 当钢球获得的离心力等于钢球自身的重力时，筒体的转速称为临界转速n临(r／min)。根据力的平衡可以得到理论临界转速的计算公式： 式中 R——筒体内半径，m； g——重力加速度，9．8m／s2。 B 中速磨煤机 a 平盘磨 b 碗式磨 c MPS磨煤机 2） 给煤机 给煤机位于原煤仓下面，用于向磨煤机提供原煤，目前常用埋刮板给煤机。图7—8为埋刮板给煤机结构示意图。此种给煤机便于密封，可多点受料和多点出料，并能调节刮板运行速度和输料厚度，能够发送断煤信号。 3）煤粉收集设备 A粗粉分离器：由于干燥气和煤粉颗粒相互碰撞，使得从磨煤机中带出的煤粉粒度粗细混杂。 B PPCS气箱式脉冲布袋收粉器：新建煤粉制备系统一般采用PPCS气箱式脉冲布袋收粉器一次收粉，简化了制粉系统工艺流程。 4）排粉风机 排粉风机是制粉系统的主要设备，它是整个制粉系统中气固两相流流动的动力来源，工作原理与普通离心通风机相同。排粉风机的风叶成弧形，若以弧形叶片来判断风机旋转方向是否正确，则排粉机的旋转方向应当与普通离心风机的旋转方向相反。 5）木屑分离器 安装在磨煤机出口的垂直管道上，用以捕捉气流中夹带的木屑和其它大块杂物。 6）锁气器 锁气器是一种只能让煤粉通过而不允许气体通过的设备。常用的锁气器有锥式和斜板式两种，其结构如图7—11所示。 7.2煤粉喷吹系统 1.喷吹工艺 从制粉系统的煤粉仓后面到高炉风口喷枪之间的设施属于喷吹系统，主要包括煤粉输送、煤粉收集、煤粉喷吹、煤粉的分配及风口喷吹等。在煤粉制备站与高炉之间距离小于300m的情况下，把喷吹设施布置在制粉站的煤粉仓下面，不设输粉设施，这种工艺称为直接喷吹工艺；在制粉站与高炉之间的距离较远时，增设输粉设施，将煤粉由制粉站的煤粉仓输送到喷吹站，这种工艺称为间接喷吹工艺。 1）串罐喷吹 它是将3个罐重叠布置的，从上到下3个罐依次为煤粉仓、中间罐和喷吹罐。打开上钟阀6，煤粉由煤粉仓3落人中间罐10内，装满煤粉后关上钟阀。当喷吹罐17内煤粉下降到低料位时，中间罐开始充压，向罐内充人氮气，使中间罐压力与喷吹罐压力相等，依次打开均压阀9、下钟阀14和中钟阀12，待中间罐煤粉放空时，依次关闭中钟阀12、下钟阀14和均压阀9，开启放散阀5直到中间罐压力为零。 2）并罐喷吹 并罐喷吹工艺如图7—13所示，两个或多个喷吹罐并列布置，一个喷吹罐喷煤时，另一个喷吹罐装煤和充压，喷吹罐轮流喷吹煤粉。并罐喷吹工艺简单，设备少，厂房低，建设投资少，计量方便，常用于单管路喷吹。 喷吹罐组有效容积的设计 喷吹罐组一般包括喷吹罐、贮煤罐和收集罐，它的有效容积与高炉的喷煤量、喷吹系统的工艺流程和工作制度有关。 (1)喷吹罐有效容积的确定。喷吹罐有效容积一般按向高炉持续喷吹半小时左右的喷量来考虑。 (3)收集罐有效容积的确定 三罐单列式的喷吹罐组在贮煤罐之上装有收集罐，它 的效容积应该保证在上钟阀关闭时，即由贮煤罐向喷吹 罐煤粉时，贮存送来的煤粉， (4)喷吹罐组容积计算举例。 1)原始数据： 高炉有效容积：Vu=944m3 利用系数 ?v=2.2t/m3.d 喷煤量 G=0.2t/t铁 煤粉堆密度 ?=0.62t/m3 倒罐周期 ?=0.5h 2）喷吹罐有效容积 3)贮煤罐的有效容积Vc 设与喷吹罐有效容积相等，即倒煤时煤粉全部 倒入喷吹罐： Vc=V p=13.95m3 4)收集罐有效容积 取?`为13min 则 依据计算结果和考虑其他因素，选择各罐的具体尺寸如 下表所示。 鞍钢某高炉喷吹罐组特性 2.主要设备 1）混合器：混合器是将压缩空气与煤粉启动的设备，由壳体和喷嘴组成。 2) 分配器单管路喷吹必须设置分配器。煤粉由设在喷吹罐下部的混合器供给，经喷吹总管送人分配器，在分配器四周均匀布置了若干个喷吹支管，喷吹支管数目与高炉风口数相同，煤粉经喷吹支管和喷枪喷入高炉。目前使用效果较好的分配