徐倩霏

（江苏常熟龙腾特种钢有限公司炼铁分厂）

关键词：高挥发煤粉 ；喷吹；助燃物；火源；安全控制

高炉喷煤系统随着强化冶炼的逐步成熟而转变成高炉调剂的重要手段。但近年来随着原材料价格的不稳定以及区域因素制约，高炉要克服来源于海外的矿石，以及来源于国内燃料的双重价格波动冲击，形成自己独特而最佳的经济技术指标成为高炉的重点任务，燃料中除焦炭外，喷吹煤也成为降本的关键。喷吹煤为达到较好的经济性通常以烟煤、无烟煤的混合为主，烟煤配比基本在20～40%左右。

制粉过程中的安全问题：自燃、着火、爆炸等始终制约着高挥发煤粉喷吹的发展，但根据其所需条件的不同而以不同的手段加以控制的话是完全可以避免的。其中，煤粉燃烧是一个发光、发热的氧化反应,它是碳与氧气发生氧化反应的结果。通常情况下，根据引起燃烧原因的不同可分为自燃和火源引燃两种形式，后者又包括了前者的延续和发展。而煤粉爆炸是在容器或密闭空间内形成一定浓度后又在外来能量的激发下，瞬间产生的一种剧烈的燃烧反应。那么就可以将控制措施概括为：煤粉（可燃物）控制、氧浓度（助燃物）控制、火源控制。其中，煤粉控制措施又分为成分控制和形态控制。自上述控制措施外，实际生产中的操作优化和事后处理也是高挥发煤粉喷吹安全控制的关键。

1  煤粉（可燃物）的控制

1.1煤粉成分控制

①煤粉水分控制：目前喷吹的煤粉挥发份＜23%，控制水分降至1%，不会对系统安全产生影响，根据有关资料和我们的生产实践证明，煤粉的自燃、着火温度因煤质不同和水分的含量高低差别很大。挥发分越高、水分越低，煤粉的自燃温度就愈低，发生自燃的可能性就愈大。当挥发分大于35%时，即使在常温下长时间堆放，煤粉也能发生自燃。因此，全烟煤煤粉存放时间越短越好。为了保持喷吹的稳定，储存的煤粉一般要大于4h的喷煤量，如果因存放时间短而储存较少的煤粉势必会影响喷吹稳定性，是否考虑适当提高煤粉的水分以达到保证安全的目的。（水分控制具体数据要根据煤种全面指标进一步明确）

②煤粉粒度控制：根据资料表明，粒度小于0.074㎜（-200目）的煤粉含量分别为100%、90%和80%，其余部分粒度为0.074㎜—0.088㎜（-160目）。在煤粉浓度一定时，100%的爆炸性最高；90%维持较高水平，但变化不大；但80%及以下时会急剧下降。因此，适当控制喷吹烟煤煤粉的粒度组成，也可以使煤粉的爆炸性减弱。

③配煤控制：有资料表明，如果配入少量的无烟煤，吸收部分烟煤所释放的热量，将能明显抑制喷吹过程中烟煤的爆炸。

1.2  煤粉形态控制

①粉尘浓度控制：煤粉在收集、输送、倒罐装料等过程中都将不同程度地被输送介质分散，而在局部空间以煤粉云状态悬浮着，这其中煤粉仓、磨机出口管道的浓度都比较高。开机保持系统大负压，停机保持系统微负压以及控制氧含量是目前采取控制煤粉状态的主要措施，但磨机停止后的一段时间内低氧气体被新抽入的空气替代而煤粉没有完全被收集，这时候的控制力就相对薄弱。使用全烟煤后，根据工艺布置要针对性的采取烟气或惰化气体强制置换氧气，同时要保证置换时气体温度小于煤粉燃点。另外，出口管道也要根据需要增加相应的泄爆装置，以及充足的惰化气源接入。

②积粉控制：1.简化生产环节，像采用一级布袋收粉器的收粉方式和购置自带分离器的中速磨煤机等，都有效了简化了工艺环节。2.制粉停机后，收粉器与主抽风机需要继续运行一段时间，使煤粉完全收集。3.制粉系统不应设置水平管段，无法避免的水平段或易积粉处需设置氮气定时吹扫。4.收粉器灰斗、煤粉仓体水平夹角＞75°，避免仓内死角等等。

2   氧浓度（助燃物）的控制

2.1制粉氧浓度：所有燃烧状态（爆炸也是一种燃烧状态）都因系统氧浓度变化而显著不同。负压制粉时的系统漏风、干燥介质冷风兑入量、布袋脉冲气源不纯、喷吹罐不正常补压操作等，都有可能使系统氧含量失控，从而对煤粉的燃爆提供较好的助燃条件，所以就必须控制系统含氧浓度。就目前喷煤来说氧浓度在10%以下，能够保证混合煤种的安全。但也有两个比较突出的问题：1.热风炉换炉时均压带来的氧气大量进入。2.烟气干燥气含氧量的调控。随着安全级别的升高，这两点带来的隐患就会逐步显现，也需要根据生产配置来进行优化和改革。

2.2低氧喷吹：即喷吹所用全部为惰化介质，并且维持在一定的低氧浓度范围内。此项措施我厂已经比较完善，

3  火源控制

3.1煤场规划：加强进厂原煤的管理,使进厂原煤按质堆放,依次有序搭配使用,避免久存。杜绝原煤自燃，不给下道工序留有隐患。

3.2防止明火：1.充分利用好除铁设备，杜绝三块入磨；2.合理控制中速磨底料厚度，在给煤机上设置断煤装置，防止磨机干磨；3.采用防爆型灯具、卸料器及铜质工具等，都是控制系统当中出现明火的手段。

3.3消除静电：主要电气、仪表、容器和管路等均需要作接地保护，要求接地电阻小于4Ω。

4  事后处理

4.1置换氧气：煤粉一旦发生着火，其后果就很严重。我们可以通过隔绝氧气来进行处理。像喷吹罐，中速磨可以冲入或置换惰性气体来进行消除险情，必要时还应设蒸汽备用。

4.2难燃物阻燃：对收粉器、煤粉仓内的已燃煤粉扑救可采取难燃物隔绝的办法，最好是干燥粉状物质，如水渣、沙子，也可用水分较高的煤粉替换。这种措施的优点在于煤粉休止角变化不会太大，不对煤粉的输送带来困难。

5  操作优化

5.1建立严格的停机、启动、维修等操作安全规程。

5.2在磨煤机启动和停机前，通入氮气作为保护气。

5.3磨机按计划启动、停车时，启动后、停机前一段时间应改为无烟煤作业。

高挥发煤粉喷吹的安全控制是一项庞大的系统工程，以成分控制为主，其他手段为辅才会有效保障长期的安全。还要从成分指标、工艺设计、设备选型、控制程序等生产的点点滴滴抓起，还要有创新、有改进，真正将每一个细节的安全落实到实际工作中。