摘要：本文简述泰山钢铁公司高炉喷煤车间喷吹工艺流程，论述氮气使用的重要性。通过对氮气放散管道改造、安装，达到了回收氮气、降低生产成本的目的。

关键词：喷吹罐  放散回收  研究

前言

泰山钢铁公司高炉冶炼生产所需煤粉，是由喷煤车间中速磨制备、布袋除尘器收集，煤粉仓存放；分别装入喷吹罐，用喷吹罐向高炉喷吹煤粉。煤粉输送方式采用喷吹罐罐底流化、氮气充压、总管压缩空气输送至高炉煤粉分配器后，经支管分别输送到26个风口，进行喷吹。

1  喷煤车间喷吹系统工艺流程图 （图1）

喷吹系统主要流程如下：两台中速磨制备的合格煤粉经布袋除尘器收集，集中存放于煤粉仓内，分别装入1#、2#、3#、4#喷吹罐中，经过装罐、喷吹、倒罐的过程，实现煤粉输送到高炉使用。主要操作过程为：

（1）装罐、喷吹过程：当一台喷吹罐喷吹煤粉即将完成时，并入另一台喷吹罐进行喷吹，关闭即将喷完的喷吹罐出煤阀、喷粉阀、流化阀，打开放散阀，将罐内压力放散至布袋除尘器，罐压降低至规定值时，打开下、上装煤阀，将煤粉装至喷吹罐，达到规定罐重，关闭上、下装煤阀，关闭放散阀，打开流化阀、充压阀，罐压上升至规定值，等待下次倒罐；

（2）倒罐过程：打开喷粉阀、出粉阀，关闭另外一台喷吹罐的出粉阀、喷粉阀，另外一台喷吹罐进行继续装罐，循环装罐、喷吹过程。

2  喷煤车间喷吹系统采用的先进技术

（1）直接喷吹技术：即制粉、输送、喷吹三位一体，其优点：简化工艺流程，减少工程投资，减少喷吹煤粉的中间环节，最大可能减少煤粉易燃易爆的不安全因素。

（2）并罐式喷吹技术：即两台喷吹罐并列布置，一台喷吹罐喷吹煤粉，另外一台喷吹罐储煤待喷，两台喷吹罐循环倒用连续喷吹，避免倒罐过程中给高炉短暂停煤。

（3）单管路喷吹：即由喷吹罐到高炉输送的煤粉，仅通过一条管线，单管路喷吹能够达到喷吹煤粉均匀性，适应烟煤、无烟煤混合喷吹，设备设施少、能耗低。

（4）喷吹罐上出料方式喷吹：煤粉通过喷吹罐罐底硫化板经氮气流化、沸腾后，从流化板上部喷吹煤粉，实现出料顺畅，不易产生积粉，可进行浓相输送煤粉。

3  喷煤车间主要能耗指标

喷煤车间能耗主要有电、氮气、高炉煤气、水，其中电、氮气消耗分别约占总能耗中的60%、20%。

在降低电耗方面，喷煤车间一是采用峰平谷生产措施，利用不同时段电价差，将制粉系统的主要能耗设备中速磨、主排风机开机时间，控制在谷期和平期，尽可能避免峰期组织生产；二是改造两台主排风机控制方式，将电机直接启动和调节风门的方式改为变频器控制，实现降低电耗的目的，而在降低氮气的消耗方面，实施的效果显现较少，致使喷煤车间氮气消耗居高不下。

4  降低氮气消耗的必要性

喷煤车间氮气主要使用于煤粉仓底流化、喷吹罐充压、喷吹罐底流化、气动阀门气源、布袋除尘器反吹、中速磨应急充氮和煤气管道吹扫。

通过对各个系统分析，喷吹系统消耗氮气最多，约占氮气消耗80%，因此将降低喷吹系统的氮气消耗量作为工作的主攻方向。

两座高炉分别使用两台喷吹罐喷吹煤粉：其中1#、2#喷吹罐向2#高炉喷吹煤粉，3#、4#喷吹罐向1#高炉喷吹煤粉，每台喷吹罐喷吹完成后，将罐内压力放散到布袋除尘器进行收集灰尘，同时将氮气一并放散。喷吹罐压力在650kPa左右，而喷吹系统氮气压力在750kPa左右，能否实现将喷吹罐氮气进行回收利用，是解决降低氮气消耗的主要途径。

5  改造喷吹系统的主要实施方案

通过对喷吹罐压力观察，一台喷吹罐喷吹完成后，暂不向布袋除尘器放散，可向另一台待充压的喷吹罐充压，两台喷吹罐的罐压达到基本相同后，再将一台喷吹罐的剩余压力放散至布袋除尘器，而另一台喷吹罐可用氮气继续升压至规定罐压，这样可利用待放散喷吹罐的一部分氮气压力，实现降低氮气的目的，同时罐压高的喷吹罐需放散一部分氮气时，也可向另外罐压低的喷吹罐进行充压，具体实施过程。

5.1  对现场管道进行改造

通过对喷吹系统放散管道进行排查，熟悉4台喷吹罐大放散阀、小放散阀管道布置及通往布袋除尘器管道走向，提出分别在4台喷吹罐大、小放散阀主管道开孔，增加DN50管道、金属软管、阀门、缓冲罐，将四台喷吹罐放散管道进行连接,管道改造后流程图（见图2）。

5.2  自动化控制系统改造

管道改造完成后，为方便岗位人员操作，结合喷吹操作画面，由电气人员对四台新增1#、2#、3#、4#气动阀门，敷设电磁阀控制线路和阀门开关信号线路，连接到喷吹系统PLC控制柜输入模块，由自动化人员修改喷吹系统操作画面，增加阀门开关和到位信号，并重新编制自动化控制程序，实现岗位工在操作画面上操作4台新增阀门。

5.3  职工培训

喷煤车间在喷吹间狭小的空间内安装的喷吹系统阀门、管道居多，工艺流程较为复杂，新增阀门与原有放散系统相互交叉，岗位人员的操作一旦出现失误，将会造成停煤事故，引起高炉炉况运行质量波动，根据此种情况，组织相关专业人员对岗位人员进行培训，熟练喷吹罐放散流程。

5.4  优化工艺操作流程：（举例说明：3#喷吹罐向1#喷吹罐充压的过程）

5.4.1：1#喷吹罐装煤（见图3）：

5.4.2：1#喷吹罐待充压（见图4）：

5.4.3：3#喷吹罐喷吹完成（见图5）：

5.4.4：3#喷吹罐放散、1#喷吹罐充压（见图6）：

5.4.5：两罐压力相对平衡（见图7）：

5.4.6  1#喷吹罐继续升压、待喷吹（见图8）

5.4.7  3#喷吹罐继续放散、待装煤（见图9）

6  改造效果评估

通过一系列改造措施执行，喷吹罐放散管道实施改造后，有效降低氮气消耗量，并通过岗位工持续熟练操作， 降低氮气的空间还可提高。

（1）该项目实施后，初步测算降低氮气的经济效益：

氮气消耗量降低4m3/吨煤粉，全天喷煤量约1200吨，氮气价格0.25元/m3，节约成本：

日：4×1200×0.25＝1200元；月1200×30＝36000元；年36000×12＝432000元

(2)该项目的实施后，减少了氮气卸入布袋除尘器后排入大气，减少了环境污染。该氮气回收技术，是喷吹工艺的一项新技术，该项技术的应用尚未见于报道，有待于进一步推广使用。