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(qiáng)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(jià)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(jià)格波動(dòng)沖擊，形成自己獨(dú)特而最佳的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)成為高爐的重點(diǎn)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(dá)到較好的經(jīng)濟(jì)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(gè)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(shí)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(huì)對(duì)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(shí)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(dāng)揮發(fā)分大于35%時(shí)，即使在常溫下長時(shí)間堆放，煤粉也能發(fā)生自燃。因此，全煙煤煤粉存放時(shí)間越短越好。為了保持噴吹的穩(wěn)定，儲(chǔ)存的煤粉一般要大于4h的噴煤量，如果因存放時(shí)間短而儲(chǔ)存較少的煤粉勢必會(huì)影響噴吹穩(wěn)定性，是否考慮適當(dāng)提高煤粉的水分以達(dá)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(biāo)進(jìn)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(shí)，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(shí)會(huì)急劇下降。因此，適當(dāng)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(jī)出口管道的濃度都比較高。開機(jī)保持系統(tǒng)大負(fù)壓，停機(jī)保持系統(tǒng)微負(fù)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(jī)停止后的一段時(shí)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(shí)候的控制力就相對(duì)薄弱。使用全煙煤后，根據(jù)工藝布置要針對(duì)性的采取煙氣或惰化氣體強(qiáng)制置換氧氣，同時(shí)要保證置換時(shí)氣體溫度小于煤粉燃點(diǎn)。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(jí)布袋收粉器的收粉方式和購置自帶分離器的中速磨煤機(jī)等，都有效了簡化了工藝環(huán)節(jié)。2.制粉停機(jī)后，收粉器與主抽風(fēng)機(jī)需要繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)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?dú)舛〞r(shí)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(fù)壓制粉時(shí)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(bǔ)壓操作等，都有可能使系統(tǒng)氧含量失控，從而對(duì)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(gè)比較突出的問題：1.熱風(fēng)爐換爐時(shí)均壓帶來的氧氣大量進(jìn)入。2.煙氣干燥氣含氧量的調(diào)控。隨著安全級(jí)別的升高，這兩點(diǎn)帶來的隱患就會(huì)逐步顯現(xiàn)，也需要根據(jù)生產(chǎn)配置來進(jìn)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(xiàng)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(qiáng)進(jìn)廠原煤的管理,使進(jìn)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(jī)上設(shè)置斷煤裝置，防止磨機(jī)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(dāng)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(hù)，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(yán)重。我們可以通過隔絕氧氣來進(jìn)行處理。像噴吹罐，中速磨可以沖入或置換惰性氣體來進(jìn)行消除險(xiǎn)情，必要時(shí)還應(yīng)設(shè)蒸汽備用。
4.2難燃物阻燃：對(duì)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(diǎn)在于煤粉休止角變化不會(huì)太大，不對(duì)煤粉的輸送帶來困難。
5 操作優(yōu)化
5.1建立嚴(yán)格的停機(jī)、啟動(dòng)、維修等操作安全規(guī)程。
5.2在磨煤機(jī)啟動(dòng)和停機(jī)前，通入氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣。
5.3磨機(jī)按計(jì)劃啟動(dòng)、停車時(shí)，啟動(dòng)后、停機(jī)前一段時(shí)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(xiàng)龐大的系統(tǒng)工程，以成分控制為主，其他手段為輔才會(huì)有效保障長期的安全。還要從成分指標(biāo)、工藝設(shè)計(jì)、設(shè)備選型、控制程序等生產(chǎn)的點(diǎn)點(diǎn)滴滴抓起，還要有創(chuàng)新、有改進(jìn)，真正將每一個(gè)細(xì)節(jié)的安全落實(shí)到實(shí)際工作中。