喷吹工艺：并罐喷吹的原理与应用

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。

根据煤粉容器受压情况将喷吹设施分为常压和高压两种。根据喷吹系统的布置可分为串罐喷吹和并罐喷吹两大类，根据喷吹管路的条数分为单管路喷吹和多管路喷吹。

7.2.1.1　串罐喷吹

串罐喷吹工艺如图7-12所示，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落入中间罐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，向罐内充入氮气，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。

图7-12　串罐喷吹工艺

1—塞头阀；2—煤粉仓电子秤；3—煤粉仓；4—软连接；5—放散阀；6—上钟阀；7—中间罐充压阀；8—中间罐电子秤；9—均压阀；10—中间罐；11—中间罐流化阀；12—中钟阀；13—软连接；14—下钟阀；15—喷吹罐充压阀；16—喷吹罐电子秤；17—喷吹罐；18—流化器；19—给煤球阀；20—混合器

串罐喷吹系统的喷吹罐连续运行，喷吹稳定，设备利用率高，厂房占地面积小。

7.2.1.2　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。

7.2.1.3　单管路喷吹

喷吹罐下只设一条喷吹管路的喷吹形式称为单管路喷吹。单管路喷吹必须与多头分配器配合使用。各风口喷煤量的均匀程度取决于多头分配器的结构形式和支管补气调节的可靠性。

单管路喷吹工艺具有如下优点：工艺简单、设备少、投资低、维修量小、操作方便以及容易实现自动计量；由于混合器较大，输粉管道粗，不易堵塞；在个别喷枪停用时，不会导致喷吹罐内产生死角，能保持下料顺畅，并且容易调节喷吹速率；在喷煤总管上安装自动切断阀，以确保喷煤系统安全。(www.xing528.com)

在喷吹高挥发分的烟煤时，采用单管路喷吹，可以较好的解决由于死角处的煤粉自燃和因回火而引起爆炸的可能性。因此，目前有将多管路喷吹改为单管路喷吹的趋势。

7.2.1.4　多管路喷吹

从喷吹罐引出多条喷吹管，每条喷吹管连接一支喷枪的形式称为多管路喷吹。下出料喷吹罐的下部设有与喷吹管数目相同的混合器，采用可调式混合器可调节各喷吹支管的输煤量，以减少各风口间喷煤量的偏差。上出料式喷吹罐设有一个水平安装的环形沸腾板即流态化板，其下面为气室，喷吹支管是沿罐体四周均匀分布的，喷吹支管的起始段与沸腾板面垂直，喷吹管管口与沸腾板板面的距离为20～50mm，调节管口与板面的距离能改变各喷枪的喷煤量，但改变此距离的机构较复杂，因此，一般都采用改变支管补气量的方法来减少各风口间喷煤量的偏差。

多管路系统与单管路——分配器系统相比较，多管路系统存在许多明显的缺点：

首先是多管路系统设备多、投资高、维修量大。在多管路喷煤系统中，每根支管都要有相应的切断阀、给煤器、安全阀以及喷煤量调节装置等，高炉越大，风口越多，上述设备越多；而单管路系统一般只需一套上述设备，大于2000m3的高炉有两套也足够了，因而设备数量比多管路系统少得多，节省投资。据统计，1000m3级高炉，多管路系统投资比单管路系统高3～4倍。设备多，故障率就高，维修量也相应增大。

图7-13　并罐喷煤系统

1—塞头阀；2—煤粉仓；3—煤粉仓电子秤；4—软连接；5—喷吹罐；6—喷吹罐电子秤；7—流化器；8—下煤阀；9—混合器；10—安全阀；11—切断阀；12—分配器；13—充压阀；14—放散阀

其次是多管路系统喷煤阻损大，不适于远距离输送，也不能用于并罐喷吹系统。据测定，在相同的喷煤条件下，多管路系统因喷煤管道细，阻损比单管路系统（包括分配器的阻损）约高10%～15%，即同样条件下要求更高的喷煤压力。多管路系统不适于远距离喷吹，一般输送距离不宜超过150m，而单管路系统输煤距离可达500～600m。多管路系统因管道细，容易堵塞，影响正常喷吹；而单管路系统几乎不存在管路堵塞问题。单管路系统对煤种变化的适应性也比多管路系统大得多。另外，多管路喷吹只能用于串罐喷吹系统；单管路系统既可用于串罐系统，又可用于并罐系统。

再次是关于调节喷煤量的问题。从理论上分析，多管路喷吹系统可以调节各风口的喷煤量。但是，要实现这一目的，其前提条件是必须在各支管装设计量准确的单支管流量计。对于这种流量计，国内外虽然花费了很大精力去开发，但至今还很少有能够用于实际生产的产品，即使有个别产品，也因价格太高难于被用户接受。另外，还应装设风口风量流量计，这又是一种技术难度大、价格高、国外也很少采用的设备。即使花费巨大投资，装上单支管煤粉流量计和风口风量流量计来调节风口喷煤量，也不能准确控制各风口喷煤量。因为在实际生产中，只要调节一个风口的喷煤量，其余风口的喷煤量也会变化。因此要调节各风口喷煤量，在目前条件下还难以达到要求。

对于单管路喷煤系统，要调节总喷煤量，既方便，又简单。至于高炉各风口的喷煤量，从目前国内外高炉实际操作来看，由于高炉风口风量也不是均匀的，以目前煤粉分配器所达到的水平，各支管间分配误差小于±3%，完全可以满足高炉操作的需要。

由于多管路系统存在许多明显的缺点，鞍钢、首钢、武钢、唐钢等以前曾用多管路系统的企业，近几年来纷纷借高炉大修的机会改为单管路——分配器系统。实践证明，单管路——分配器系统比原有的多管路系统具有明显的优越性。