高炉喷吹煤粉技术安全培训内容.docx
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高炉喷吹煤粉技术安全培训内容
煤粉作业区培训教案
序言
喷煤技术开始应用与上世纪60年代，我国首钢和鞍钢公司在喷
煤初期曾作出很大贡献。
由于能源价格和技术成熟性不足，此技术
没有得到大的发展。
70年代末发生了第二次石油危机。
世界范围内逐步停止向高炉
内喷油技术。
为避免全焦操作，大量的高炉开始使用喷煤技术。
90
年代西欧、美国、日本的一批焦炉开始老化，由于环保和投资原因，
很难新建和改建焦炉，保护原有钢铁生产能力，必须大幅降低焦碳
消耗。
喷煤已不仅是高炉的调剂手段，而成为弥补焦碳不足的主要
措施。
西欧1980年，日本1981年开始喷煤，美、韩等国家在九十年
代初迅速发展了喷煤技术帐目前喷煤量大幅增加，焦比大幅下降，
西欧、日本的喷煤比达到140-180kg/t铁，有些高炉月喷煤比200
kg/t铁，焦比300kg/t铁喷煤比正向250kg/t铁迈进。
我国1964年开始在高炉上喷煤，是世界上开发应用喷煤比较早
的国家之一，从80年代以来我国开始大量应用喷煤技术。
近些年我
国喷煤技术长足发展。
鞍钢3#高炉95年9-11月，3个月煤比203kg/t铁。
1995-
1996年3#高炉全年喷煤比150kg/t铁，这标志着我国已经掌握了
高喷煤时的高炉操作调剂、喷粉工艺设备和相关条件的全套技术。
一、高炉喷煤的意义．
.高炉喷煤对现代高炉炼铁技术来说是具有革命性的重大措施。
它1
是高炉炼铁能否与其他炼铁方法竞争，继续生存和发展的关键技术，
其意义具体表现为：
价格低廉的煤粉部分代替价格昂贵而日益匮乏
的冶金焦炭，使高炉的炼铁焦比降低，生铁成本下降；
喷煤是调剂炉况热制度的有效手段；2
喷吹煤粉可改善高炉炉缸工作状态，使高炉稳定顺行；3
喷吹的煤粉在风口前气化燃烧会降低理论燃烧温度，为维持高炉4
冶炼所必须的T理需要的补偿；这就给高炉使用高风温和富氧鼓风
创造了条件。
喷吹煤粉气化过程中放出比焦炭多的氢气，提高了煤气的还原能5
力和穿透扩散能力，有利于矿石还原和高炉操作指标的改善；
喷吹煤粉替代部分冶金焦炭，即缓解了焦煤的需求，也减少了炼6
焦设施可节约基建投资；
减少化工焦炉的环境污染：
7
为国家煤炭资源的合理利用创造了条件。
8
二、简单工艺流程如图
煤粉仓中速磨原煤布袋收尘原煤仓
混合室燃烧炉喷吹排煤风机喷吹
烟道废气高炉、大气43高炉、21
图1煤粉工艺流程图
三、煤的形成与分类
煤的形成1.
远古植物残骸深入水中经过缺氧及厌氧细菌生物化学作用，然后1.1
在地表升降运动中被地层覆盖。
经过温度和压力下的地质化学作用
而形成的有机生物岩。
煤的形成过程中经历了植物残骸转变为泥炭
的泥炭化阶段和泥炭转变为褐煤、烟煤、无烟煤的煤化阶段。
煤的分类2.
根据成煤物资及条件不同，人们把煤分成三大类，腐植煤、残植煤、
和腐泥煤
由高等植物经过成煤过程形成的腐植煤，它是自然界分布最广，2.1
蕴藏量最大的煤。
由高等植物残骸中对生物化学作用最稳定的组成富集而成的是残2.2
植煤，在自然界储量很少，一般氢含量高，挥发分高，低温焦油产
率高。
由湖沼或残水海湾中藻类低等植物形成是腐泥煤，特点燃点很低，2.3
可用火柴点燃。
腐植煤是人类使用最广泛的燃料，其煤化程度可分为泥煤、褐煤、2.4
烟煤和无烟煤。
（见表）1
几种煤的对比图表（表）1
点体积密度特煤种
1.；含碳量低，挥发份高、～含氧量高38%28煤～450kg/300焦可燃性好，吸水性强，可烧锅炉、制工业酒泥煤
3m置精、有机肥料、煤气发生炉气化原料。
换：
比～易氧化、自燃，粘结性差、吸水性强、易风800kg/750喷煤褐
化破碎，不适合远地运输和长期储存。
3m吹
挥发份高、粘结性好、易燃烧和制造煤气850kg75适于炼焦，结焦性较差的可做喷吹用煤
含碳量高、挥发份低、质地坚硬、吸水性小无900kg80可燃性差，适于长途运输和长期储存，是
吹的主要用煤
焦四、概念炭量叫做煤焦置换比。
吨生铁所喷吹的煤粉量叫做煤比。
12.煤比：
冶炼
五、煤的成分组成
2%1～～35%N：
O2H～可燃元素：
C：
6595%：
～7%：
22210%：
S
一起构成可燃化合物。
、与SCH、N其中2以上各元素称之为煤的可燃质。
不可燃元素：
灰（A）5～15%最高可达50%、水分（M）2～20%。
以上各元素称为煤的惰性质。
六、标准煤
定义：
收到基低位发热量29288KJ/Kg的煤定为统一标准煤。
不同情况下的燃料量都可以用下例公式折算成“标准煤”的消耗量
BQarDB=0
29288
Kg—标准煤消耗量B0Kg实际耗煤量B—
KJ/KgQ实际燃料的收到基低位发热量——arD七、煤的视密度（堆比重）
20℃时煤（包括煤的孔隙）的质量与同体煤的视（相对）密度是指
积水的质量之比，过去叫视比重，按我国法定计量单位规定应叫视
33。
，煤粉的堆比重（相对）密度。
原煤的堆比重0.8t/m0.6t/m
八、煤的真密度（真比重）
20℃时煤（不包括煤的孔隙）的质量与同煤的真（相对）密度是指
体积水的质量之比。
过去叫做真比重。
按我国法定计量单位规定，
应叫做真（相对）密度。
九、煤的可磨性和可磨性指数：
煤的可磨性是指煤研磨成粉的难易程度。
1.
它主要与煤的变质程度有关，一般说来，焦煤和肥煤可磨性指数较
高、易磨，无烟煤与褐煤可磨性指数较低、不易磨。
另外，煤的灰
分和水分越高可磨性指数越低。
．
2.可磨性指数
某一种煤的可磨性指数是将此煤磨碎到与标准煤同一细度所耗电能
的比值（K）
标准煤磨碎到一定细度所消耗的电能
K=
某种煤磨碎到同一细度所消耗的电能
BT））及哈氏可磨性指数（HGI历史上常用的有苏式可磨性指数（K
BT是用苏联顿巴斯无烟煤作为标准煤样，并定其可磨）两种。
K（KH
。
1性指数为
是美国宾夕法尼亚洲某煤矿易磨烟煤做为标准煤，并定可磨性HGI
。
100指数为
两种可磨性指数可以互换，其公式为：
BT20HGI=70K—
十、煤的着火点
表中列举各种煤的着火点范围
煤褐
长焰煤
无烟不粘
煤煤瘦焦气煤肥煤
种着
火267
煤～～275
煤煤～365～360～305278～～355～355
点℃
330300
420365315350365390
1、煤的着火点温度
在有氧化剂（空气）和煤共存的条件下，把煤加热到开始燃烧的温
度叫煤的燃点，也叫煤的着火温度。
2、煤为什么会氧化、自燃？
它与着火点有什么关系？
煤被空气中的氧气氧化是煤自燃的根本原因，煤中的碳、氢等元素
在常温下都会发生反应，生成可燃物CO、CH及其它烷烃物质，而4
煤的氧化以是放热反应，如果该热量不能及时散发掉，在煤堆、煤
层中就会越积越多，使煤的温度升高，煤的温度升高反过来会加速
煤的氧化，放出更多的可燃物质和热量，当温度达到一定值时，这
些可燃物质就会燃烧而引起自燃，着火点越低的煤越容易自燃。
3、防止煤氧化和自燃的措施
3.1隔绝与空气（氧）的接触，把煤堆放在水面以下。
3.2堆积煤压实，减少空气隙。
3.3背阳光或挡住阳光直射。
如：
干煤棚即防雨又防直射。
3.4加工后的煤粉降低存放时间，如在容器内可用N封存。
制煤、2
喷吹设备、容器管道消除积煤、积粉的死角。
制粉停机前将系统吹
扫干净。
布袋脉冲常给、制粉用高炉热风炉废气、喷吹用N充压、2
星形阀常转等措施，减少煤、煤粉自燃的可能性。
3.5煤在限定条件下隔绝空气加热后，挥发性有机物质的产率称为
挥发份。
3.6煤粉爆炸三要素：
浓度、火源、氧含量。
十一、原煤储运
储煤场作用1.
1.1储备作用：
储煤场一般储煤1～1.5个月的用煤量，做为稳定生
产之用，特别是冬季储量应相应增加。
空间储存煤可使煤的水分蒸发及下渗，提高台时、降:
空干作用1.2．
低消耗，防止冬季冻块产生。
1.3能合理使用不同煤种，稳定混煤标准，保高炉生产减少成分变
化的波动，储煤期限一般不超过一年。
2.胶带机倾角斜度是怎样规定的？
胶带运输机超过一定的倾斜角，则物料在胶带方向的分力超过了物
料与胶带表面的静摩擦力，物料就会在胶带表面向下滑或滚动造成
退料压带事故。
根据不同的物料摩擦力的不同设计胶带抽的最大倾斜角
锯木屑烟煤沫煤大块烟煤新产烟煤阳泉洗煤运输物料
最大倾斜
27°20°18°18°17°
角
倍以上。
23.原煤槽储煤量应能保证每日总磨煤量的
倍。
2-44.原煤仓有效储煤量应为磨煤机台时产量的
原煤仓锥体应为双曲线形式5.
锥体应为双曲线形，原煤靠自重下落在双曲线上的原煤每下落一点
高度其自重在垂直方向的分力都比前一个高度的分力大，下料顺利、
不易悬料。
十二、制粉系统
、按研磨元件运转速度可分为三种磨1
磨煤机：
低速磨、中速磨、高速磨，我们使用的是碗式中速磨
中速磨的优缺点：
噪音DCBA优点：
、密封性好、占地面积小、耗电量大
小
缺点：
A、设备投资高B、结构复杂，维修量高C、对煤质要求
严格
2、干燥气系统
干燥气的组成及特性
项目
种类项煤气热爆着密度项化学成分/%
CO2化学成分
化学成分O2/%
/%N2
OH2发热值
温度℃
干燥气中
所占比例爆炸
着火
热风炉烟
气燃烧炉烟目名称高炉
2222CO210～
～250.5～251.0CO21～3
～1.0～2H21.2
68～7268～72N255～5
5～83～6Q低于3KJ/m2900～3
150～300900～100密度3Kg/m1.295
905范围/%40～7
/%～95～10温度/℃700
气.00煤气20077700
2.1用于干燥煤粉的介质是制粉系统的干燥剂。
2.2在制粉系统有一定的运动速度，可以携带煤粉进行转运和分离。
2.3能降低煤粉制备系统的含氧浓度，是制粉系统的惰化剂。
3.燃烧炉的结构
3.1立式：
特点：
机构简单，砌筑砖型少，占地少，烧嘴易布置，但结构强度
差，寿命短。
3.2卧式：
特点：
总体结构强度好，寿命短，散热少，但它占地面积大，烧嘴
布置困难。
4.燃烧炉有哪几种常用烧嘴？
4.1按火焰的长短和烧嘴的结构可分为两种，即有焰烧嘴和无焰烧
嘴。
燃烧炉高炉煤气与助燃空气的比值是（1.1～1.2）：
1
高炉煤气理化性能
焦炉煤气的性能
目值Q炸火COCnHNHCHCOO3Kg/m24222
范低于温m
度℃%围3KJ/m
名
称
焦2～0.53167002052506650.45
炉～～～6～3～0.～～18800.5～～40
煤5483008800
气
煤气易使人中毒的原因？
5.
煤气（特别是高炉煤气）是无色无味透明的气体，它游离和悬浮散
布在煤气泄漏区附近的空气中，当与人接触后，煤气中的CO迅速
与人体的血红蛋白结合在一起，进入人的血循环当中，造成血中严
重缺氧，即煤气中毒。
CO与血红素结合的速度比O与血红素结合2
的速度大300倍。
因此，中毒在很短时间内达到非常严重的程度。
从表中我们不难看出：
高炉煤气中CO含量21～30%，爆炸范围是
40～70%，所以高炉煤气极易使人发生CO中毒，不易发生爆炸。
焦
炉煤气中CO含量5～8%，爆炸范围是6～30%，所以焦炉煤气不易
使人发生CO中毒，极易发生爆炸。
6.布袋系统
1.按其分离方式可分为：
内滤和外滤两种。
2.按清灰形式分：
自然除灰、机械除灰、送气除灰。
（在送气除灰方式分：
脉冲式和回转式两种）
（1）回转反吹：
3300g/m1入口煤粉浓度可达
2布袋过滤风速为0.5～1.2m/s，过滤风速对布袋的排放浓度有较大
影响，不均匀，效果不好。
在0.8m/s以下时，效果较好。
3除尘效率为99.5%
4布袋阻力为800-1200pa。
脉冲反吹：
（2）．
结构：
箱体、布袋、进出风口、灰斗四个大部分组成。
3g/m600-1000特点：
1.处理粉尘浓度高：
入口气体含粉尘浓度可达
3mg/m以下分离效果可分离效果好，排放含粉尘浓度在1002.
达99.5%以上。
3.布袋过滤速度高，可达到1.2～2.0m/s。
4.使用寿命在一年以上。
5.布袋阻力为1200-1500pa。
我们使用的是：
低压脉冲反吹方式，是目前被广泛采用的反吹方式。
出口
脉冲阀
箱体
防爆孔
布袋
入口
星形阀
粉仓．
布袋收粉系统
21700m过滤面积：
6.1
6.2滤袋规格：
∮130×6000mm
6.3滤袋数量720条
3/h最大处理风量78120m6.4
6.5过滤风速：
0.7m/min
31000g/m500～6.6进口煤粉浓度：
67脉冲N压力：
0.25～0.3MPa2
3/minmN耗量：
＜26.8脉冲2
6.9粉尘温度：
＜120℃
350mg/m出口浓度：
＜6.10
6.11压力损失：
1100～1470Pa
6.12室数：
4×4
6.13清灰压差、时间选择可调。
6.14设备型号：
GMZ－1764
6.15脉冲阀型号：
YA－3
6.16漏风率：
2%
6.17过滤形式：
外滤
6.18材质：
防静电针刺毡
7.星形阀工作原理
星形卸灰阀连接布袋箱灰斗和煤粉仓的关健设备，它的作用是：
A.
旋转过程的B.回收的煤粉通过星形格孔的旋转将煤粉送入煤粉仓；
每时每刻均能将粉仓与布袋箱隔离，防止布袋箱内的负压将粉仓的
煤粉吸出，造成煤粉下料困难。
7.1星型阀阀体基本要求：
A具有良好的密封性
B耐磨性好
7.2正压：
容器或运行设备之内部压力高于标准大气压力的为正压。
负压：
容器或运行设备内部压力低于标准大气压力的为负压。
十三、喷吹系统
高炉喷吹设施布置的两种方式及其特点1.
根据高炉喷吹煤粉工艺流程布置可分为两种模式：
（）直接喷吹，即集制粉，输送和喷吹三位一体的方式，这种喷吹1
形式，简化了喷吹工艺流程和设施，不仅降低了工程投资（约降
低％）而且减少了喷吹煤粉的中间环节。
对喷吹易燃易爆煤粉，25
可大大降低不安全因素，因此对高炉附近场地宽裕的大型高炉尤
为适用。
（）间接喷吹，即集中制粉通过煤粉输送管道把煤粉输送到各高炉2
喷吹站，进行分散喷吹的方式，这种喷吹形式的特点与直接喷吹
形式相反，适用于高炉数目多且高炉附近场地狭窄的企业。
高炉喷吹罐组布置的两种方式及其特点2.
（）串罐式，即将收煤罐、储煤罐与喷吹罐重叠设置，煤粉由输煤1
管道输送到喷吹塔的收煤罐，并通过上钟阀煤粉由收煤罐落到中
间储煤罐，当储煤罐煤粉装满后，喷吹罐内煤粉降低到最低料位
时，储煤罐充气均压，开下钟阀，储煤罐煤粉落入喷吹罐并被喷
吹到高炉内。
串罐式喷吹罐可连续喷吹，喷吹量稳定，厂房占地
面积小，大型高炉可视喷吹量设双系列或多系列。
（）并列式，即由两台或三台喷煤罐并列布置，由一台喷煤罐喷吹2
煤粉，另一台喷煤罐储煤，两台或三台喷煤罐交替使用，并列式
工艺流程简单，可大大降低喷吹设施高度，工程投资省，煤粉计
量容易，可与单管路分配器配合使用，所以国内多数中小型高炉
广泛采用。
常用分配器的形式及其特点3.
分配器的形式较多：
有环式、瓶式、盘式、鼓式、圆球式、锥式、
仰角式等。
但是最常用的分配器为瓶式，（如图a）瓶式、（如图b）
仰角式、（如图c）盘式。
瓶式分配器不仅结构复杂而且喷吹介质和
煤粉在分配器内产生涡流，阻损大易积粉。
分配阻损大于
0.06MPa。
盘式分配器可以消除上述缺点，但出口处磨损较大且阻损
仍然达0.04MPa。
仰角式分配器克服了前几种分配器的缺点，阻损
只有0.015MPa左右，具有寿命长、阻损小、分配均匀等优点，是目
前分配器较先进的一种形式。
我们使用的喷吹出粉方式：
直接喷吹并联罐单管路加分配器上出料
方式
b
a
C
3范围～30kg/m浓相喷吹：
尚没有明确的定义，我国喷煤浓度在54
3kg/m为浓相内，大家认为此范围为稀向喷吹，，喷吹浓度大于40
喷吹。
安全阀:
是安装在压力容器及所连接的管线上的安全泄压装置，它经
过严格的压力技术标定，使之达到泄压，泄压时立即开启放散，泄
压低于核定压力时恢复其原来状态。
是保证系统的安全运行，且有
报警之作用。
5.煤粉车间防火等级及设计标准
煤粉车间生产厂房火灾危险性的防火防爆等级属于建筑设计防火规
范乙类
33，粉尘排放浓度按标准小于m40100氮气罐：
m，压缩空气管
3,噪音小于85db100mg/m，风机轴承温度小于65℃
十四、煤粉作业区岗位安全规程
1适用范围
本规程规定了炼铁厂煤粉系统的岗位安全规定和要求．
本规程适用于炼铁厂煤粉系统全体职工和到煤粉系统工作的全
体人员．
2安全通则
2.1煤粉系统是易燃易爆系统，必须遵守国家＂压力容器安全技术
规程＂．
2.2燃烧炉系统必须遵守原冶金部＂煤气安全试行规程＂，炼铁厂
煤气区域的安全规定和炼铁厂炉前工作的安全规定．
2.3各防爆膜、安全阀必须符合国家防爆安全标准规定．
2.4各受压容器必须有合格证，投入运行后要有定检制度．
2.5煤粉温度（烟煤、无烟煤）不许超过80℃．
2.6煤粉存放时间不许超过8小时．
2.7原煤存放时间不许超过15天（烟煤）30天（无烟煤）．
3．100mg/m排放到大气的气体粉尘浓度不超过2.8
2.9工作环境的噪音不许超过85分贝．
2.10工作环境的氧气浓度不许低于20％．
2.11系统停车预计将超过48小时的情况下，必须将原煤仓倒空，
系统各容器各管道内打扫干净，并要清扫布袋箱．
2.12原煤仓内贮存煤粉不许超过72小时（烟煤）或者15天（无
烟煤）．
2.13停车48小时以上（烟煤）或者一周以上（无烟煤）的情况下，
再次起动前必须对全系统进行全面检查．
2.14各部位消防器材必须齐全有效．
2.15煤粉系统动火分为三类危险区：
2.15.1第一类动火危险区域包括：
2.15.1.1喷吹罐及其直接连通的部分．
2.15.1.2煤粉仓及其直接连通的部分．
各高炉煤气管道及焦炉煤气管道．2.15.1.3
2.15.1.4布袋箱及其直接连通的部分．
2.15.2第二类动火危险区域包括：
2.15.2.1主排风机、中速磨、过滤器、分配器、原煤仓、输煤阀
及输煤管线．
2.15.2.2中速磨润滑站外部输煤管线．
2.15.3第三类动火危险区域包括：
2.15.3.1废气风机、皮带机、燃烧炉．
2.15.4煤粉系统区域内严禁擅自动火，如需动火必须严格执行动
火证制度．动火证的审批由厂安全主管负责，动火安全指挥人：
2.15.4.1第一类动火区指挥人是生产技术室以上领导．
2.15.4.2第二类动火区指挥人是作业长以上领导．
2.15.4.3第二类动火区指挥人是值班工长．
2.15.5未经三级安全教育或者安全教育考试不合格者禁止上岗作
业．
2.15.7作业前必须穿戴好劳动保护用品，仔细检查所用工具是否
安全可靠．
2.15.8氮气管道及阀门泄漏情况每周检查一次．
2.16煤粉作业区动火安全规定
2.16.1煤粉作业区动火必须严格执行动火制度及煤粉作业区动火
危险区的作业规定，否则严禁动火．
2.16.2动火前、动火作业负责人必须与值班工长取得联系，共同
确定动火时间及动火作业安全分工，并得到允许后方可作业．
2.16.3作业前作业负责人必须向参与作业人员做好安全交底，布
置好安全设施，包括停电、停风及清除内外积粉等．
2.16.4作业前岗位人员必须向动火作业人员交代作业环境中的不
安全因素，包括何处存在积粉及闸门不严等现象．
2.16.5
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