徐倩霏

（江蘇常熟龍騰特種鋼有限公司煉鐵分廠）

關(guān)鍵詞：高揮發(fā)煤粉 ；噴吹；助燃物；火源；安全控制

高爐噴煤系統(tǒng)隨著強化冶煉的逐步成熟而轉(zhuǎn)變成高爐調(diào)劑的重要手段。但近年來隨著原材料價格的不穩(wěn)定以及區(qū)域因素制約，高爐要克服來源于海外的礦石，以及來源于國內(nèi)燃料的雙重價格波動沖擊，形成自己獨特而最佳的經(jīng)濟技術(shù)指標成為高爐的重點任務(wù)，燃料中除焦炭外，噴吹煤也成為降本的關(guān)鍵。噴吹煤為達到較好的經(jīng)濟性通常以煙煤、無煙煤的混合為主，煙煤配比基本在20～40%左右。

制粉過程中的安全問題：自燃、著火、爆炸等始終制約著高揮發(fā)煤粉噴吹的發(fā)展，但根據(jù)其所需條件的不同而以不同的手段加以控制的話是完全可以避免的。其中，煤粉燃燒是一個發(fā)光、發(fā)熱的氧化反應(yīng),它是碳與氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)的結(jié)果。通常情況下，根據(jù)引起燃燒原因的不同可分為自燃和火源引燃兩種形式，后者又包括了前者的延續(xù)和發(fā)展。而煤粉爆炸是在容器或密閉空間內(nèi)形成一定濃度后又在外來能量的激發(fā)下，瞬間產(chǎn)生的一種劇烈的燃燒反應(yīng)。那么就可以將控制措施概括為：煤粉（可燃物）控制、氧濃度（助燃物）控制、火源控制。其中，煤粉控制措施又分為成分控制和形態(tài)控制。自上述控制措施外，實際生產(chǎn)中的操作優(yōu)化和事后處理也是高揮發(fā)煤粉噴吹安全控制的關(guān)鍵。

1  煤粉（可燃物）的控制

1.1煤粉成分控制

①煤粉水分控制：目前噴吹的煤粉揮發(fā)份＜23%，控制水分降至1%，不會對系統(tǒng)安全產(chǎn)生影響，根據(jù)有關(guān)資料和我們的生產(chǎn)實踐證明，煤粉的自燃、著火溫度因煤質(zhì)不同和水分的含量高低差別很大。揮發(fā)分越高、水分越低，煤粉的自燃溫度就愈低，發(fā)生自燃的可能性就愈大。當揮發(fā)分大于35%時，即使在常溫下長時間堆放，煤粉也能發(fā)生自燃。因此，全煙煤煤粉存放時間越短越好。為了保持噴吹的穩(wěn)定，儲存的煤粉一般要大于4h的噴煤量，如果因存放時間短而儲存較少的煤粉勢必會影響噴吹穩(wěn)定性，是否考慮適當提高煤粉的水分以達到保證安全的目的。（水分控制具體數(shù)據(jù)要根據(jù)煤種全面指標進一步明確）

②煤粉粒度控制：根據(jù)資料表明，粒度小于0.074㎜（-200目）的煤粉含量分別為100%、90%和80%，其余部分粒度為0.074㎜—0.088㎜（-160目）。在煤粉濃度一定時，100%的爆炸性最高；90%維持較高水平，但變化不大；但80%及以下時會急劇下降。因此，適當控制噴吹煙煤煤粉的粒度組成，也可以使煤粉的爆炸性減弱。

③配煤控制：有資料表明，如果配入少量的無煙煤，吸收部分煙煤所釋放的熱量，將能明顯抑制噴吹過程中煙煤的爆炸。

1.2  煤粉形態(tài)控制

①粉塵濃度控制：煤粉在收集、輸送、倒罐裝料等過程中都將不同程度地被輸送介質(zhì)分散，而在局部空間以煤粉云狀態(tài)懸浮著，這其中煤粉倉、磨機出口管道的濃度都比較高。開機保持系統(tǒng)大負壓，停機保持系統(tǒng)微負壓以及控制氧含量是目前采取控制煤粉狀態(tài)的主要措施，但磨機停止后的一段時間內(nèi)低氧氣體被新抽入的空氣替代而煤粉沒有完全被收集，這時候的控制力就相對薄弱。使用全煙煤后，根據(jù)工藝布置要針對性的采取煙氣或惰化氣體強制置換氧氣，同時要保證置換時氣體溫度小于煤粉燃點。另外，出口管道也要根據(jù)需要增加相應(yīng)的泄爆裝置，以及充足的惰化氣源接入。

②積粉控制：1.簡化生產(chǎn)環(huán)節(jié)，像采用一級布袋收粉器的收粉方式和購置自帶分離器的中速磨煤機等，都有效了簡化了工藝環(huán)節(jié)。2.制粉停機后，收粉器與主抽風(fēng)機需要繼續(xù)運行一段時間，使煤粉完全收集。3.制粉系統(tǒng)不應(yīng)設(shè)置水平管段，無法避免的水平段或易積粉處需設(shè)置氮氣定時吹掃。4.收粉器灰斗、煤粉倉體水平夾角＞75°，避免倉內(nèi)死角等等。

2   氧濃度（助燃物）的控制

2.1制粉氧濃度：所有燃燒狀態(tài)（爆炸也是一種燃燒狀態(tài)）都因系統(tǒng)氧濃度變化而顯著不同。負壓制粉時的系統(tǒng)漏風(fēng)、干燥介質(zhì)冷風(fēng)兌入量、布袋脈沖氣源不純、噴吹罐不正常補壓操作等，都有可能使系統(tǒng)氧含量失控，從而對煤粉的燃爆提供較好的助燃條件，所以就必須控制系統(tǒng)含氧濃度。就目前噴煤來說氧濃度在10%以下，能夠保證混合煤種的安全。但也有兩個比較突出的問題：1.熱風(fēng)爐換爐時均壓帶來的氧氣大量進入。2.煙氣干燥氣含氧量的調(diào)控。隨著安全級別的升高，這兩點帶來的隱患就會逐步顯現(xiàn)，也需要根據(jù)生產(chǎn)配置來進行優(yōu)化和改革。

2.2低氧噴吹：即噴吹所用全部為惰化介質(zhì)，并且維持在一定的低氧濃度范圍內(nèi)。此項措施我廠已經(jīng)比較完善，

3  火源控制

3.1煤場規(guī)劃：加強進廠原煤的管理,使進廠原煤按質(zhì)堆放,依次有序搭配使用,避免久存。杜絕原煤自燃，不給下道工序留有隱患。

3.2防止明火：1.充分利用好除鐵設(shè)備，杜絕三塊入磨；2.合理控制中速磨底料厚度，在給煤機上設(shè)置斷煤裝置，防止磨機干磨；3.采用防爆型燈具、卸料器及銅質(zhì)工具等，都是控制系統(tǒng)當中出現(xiàn)明火的手段。

3.3消除靜電：主要電氣、儀表、容器和管路等均需要作接地保護，要求接地電阻小于4Ω。

4  事后處理

4.1置換氧氣：煤粉一旦發(fā)生著火，其后果就很嚴重。我們可以通過隔絕氧氣來進行處理。像噴吹罐，中速磨可以沖入或置換惰性氣體來進行消除險情，必要時還應(yīng)設(shè)蒸汽備用。

4.2難燃物阻燃：對收粉器、煤粉倉內(nèi)的已燃煤粉撲救可采取難燃物隔絕的辦法，最好是干燥粉狀物質(zhì)，如水渣、沙子，也可用水分較高的煤粉替換。這種措施的優(yōu)點在于煤粉休止角變化不會太大，不對煤粉的輸送帶來困難。

5  操作優(yōu)化

5.1建立嚴格的停機、啟動、維修等操作安全規(guī)程。

5.2在磨煤機啟動和停機前，通入氮氣作為保護氣。

5.3磨機按計劃啟動、停車時，啟動后、停機前一段時間應(yīng)改為無煙煤作業(yè)。

高揮發(fā)煤粉噴吹的安全控制是一項龐大的系統(tǒng)工程，以成分控制為主，其他手段為輔才會有效保障長期的安全。還要從成分指標、工藝設(shè)計、設(shè)備選型、控制程序等生產(chǎn)的點點滴滴抓起，還要有創(chuàng)新、有改進，真正將每一個細節(jié)的安全落實到實際工作中。