王宇哲 康丙路 李立彬

       高炉喷吹煤粉水分过高会造成喷煤量上升，导致中速磨作业率增加，设备维护和检修时间减少。另一方面，喷吹煤粉水分高会使煤粉燃烧率下降，未燃煤粉增多，恶化高炉顺行状态。此外，喷吹煤粉水分升高，将导致煤耗增加。根据理论计算，煤粉水分每升高 1%，则煤耗增加 2%。因此，降低喷吹煤粉水分对铁前节能、稳定、高效生产意义重大。 

       高炉喷吹煤粉水分含量是影响其热值的重要因素。2018 年首钢股份有限公司针对高炉喷吹煤粉水分偏高、高炉日均煤比近 170kg/t 的情况开展了降低煤粉水分的技术攻关。 
 

       研究人员利用六西格玛工具对高炉喷吹煤粉相关数据进行了分析，得出煤粉水分单值控制图、煤粉水分概率图及煤粉过程能力报告，如图 1-图 3 所示。检验数据由铁前 EMS 系统中导出，经检验中心进行了测量系统数据校验，保证数据的准确性。从煤粉水分概率图和煤粉能力报告的数据可知，P 值（特定抽检验概率）等于 0.085，大于 0.05，为正态数据，但 Ppk（过程稳定性分析）等于 0.01,说明工程能力不够充分,需要进行改进。

       研究人员通过 FMEA 对影响水分升高的 30 个因子进行打分确认，利用 Pareto 图（见图 4）对因子进行分析，查找出 8 个关键的输入因子，即制粉系统出口温度、喷吹风用量、喷煤系统放散、排渣设备、热烟气用量、给煤机、仓顶除尘器放散管、配煤。由此，先对可以直接控制管理的因子实施快速整改，整改后再作 2 次 FMEA，重新对“影响因子”进行优先度评价。 

 

       根据现场设备运行情况，研究人员对其中四个因子进行了整改。 

       1）喷煤放散系统的改善 

       改善前，放散时间长，换热导致放散喷嘴和放散阀门处温度降至露点以下，由此形成大量冷凝水，冷凝水聚集后流入喷煤罐、粉仓。通过在放散阀门前后加手动球阀、优化管道布局、改造放散管路弯头和改变孔板数量、位置及孔径等四个方面进行了改进，改进后冷凝水明显减少，降低了设备故障概率。 

       2）仓顶除尘器放散管改善 

       因原始设计未考虑到高温放散气体降温冷凝问题，使部分冷凝水，通过放散管道，回流到仓顶除尘器罐体内，与煤粉混合，造成板结。另外，有部分高温气体进入除尘器罐体后，与温度较低的罐体接触形成的冷凝水与煤粉形成板结。由于仓顶除尘器的卸灰阀直径仅有 300mm，板结的煤粉逐步增多，导致卸灰阀堵塞，无法将回收的煤粉送入煤粉仓。 

       经研究后，对测温点位置进行了更改，便于及时发现并判断仓顶除尘器的异常现象，避免因不能准确判断，造成大量积粉，从而影响生产。另外，通过增加氮气吹扫，及时清理板结的煤粉。 

       此外，增设挡风阀，改变热风走向，避免了放散管道冷凝水回流，解决了仓顶除尘器阻塞的问题。 

       图 5 示出仓顶除尘器放散管的改造。 

       3）给煤机改善 

       因给煤机密封不严，导致外界潮湿空气容易进入。据此，对密封门进行改造并增设氮气吹扫系统。给料机每连续运行 30min，进行氮气吹扫 3-5min，每个吹扫点位均安装了控制阀门，可以进行单独吹扫，解决了给料机物料水分大的问题。

       4）排渣设备改善 

       中速磨排渣口改造前，入口温度高，煤粉水分大。通过排渣量分析发现，烟气总管对侧流量低，特别是喷嘴环处尤为明显。据此，通过在烟气管道上方增加一路热烟气管，对烟道总管对侧喷嘴环处原煤进行烘干处理。 

4 操作参数及生产组织的改善 

       通过质检分析，原煤水分主要来自占总配比 40%-50%的神华煤，其含水量最高达 30%。因此可知，控制神华煤含水量是控制水分的关键。据此，首先对神华煤进行多次翻倒晾晒处理，有效降低了原煤水分。其次，进行系统操作参数调整。在含氧 21%的空气中做实验得出以下结论：烟煤比例控制在 46%以下时，煤粉着火点在 410℃以上，结合国家安全规范 GB16543 的相关规定，确定提高中速磨出入口温度 10℃，出口温度提高 5℃，以保证原煤最大程度烘干，降低煤粉含水量。 

       同时，为了确保系统安全，严格控制中速磨出入口残氧含量，增加三级连锁报警，当中速磨出入口残氧含量达到三级报警时，中速磨停机。 

5 结语 

       通过系统分析，找到了最合适的煤粉水分控制措施，经一系列改善调整，喷吹煤粉水分得到有效控制和降低，达到了预期目标，为以后工作提供了准确的数据支持。