1.2 Сущность и особенности технологии вдувания пылеугольного топлива

Технология ПУТ включает в себя одновременную подачу угольной пыли и природного газа в домну. И из-за использования не самого угля, а произведенного из него пылеугольного топлива, расход других составляющих снижается для газа на 70-80%, а для кокса – на 20-30%. Таким образом, уменьшается и расходная стоимость выплавки чугуна.

Для внедрения технологии вдувания ПУТ в доменную плавку необходимо выполнить комплекс следующих мероприятий:

- улучшить качество кокса по показателю CSR до 62% и более;

- снизить зольность шихты для коксования до 7,5%;

- обеспечить высокую стабильность показателей качества шихты для коксования;

- использовать для ПУТ угли с зольностью 6,0-8,5% и содержанием серы менее 0,5%;

- обеспечить стабильность качества показателей используемых для ПУТ углей;

- обеспечить стабильность качества компонентов железорудной шихты;

- уменьшить содержание мелочи в железорудном сырье до 3-5%;

- повысить температуру дутья до 1200-1250 ºC.

Уголь, предназначенный для комплекса вдувания, хранится на складе, где для него должно быть выделено необходимое количество силосов или площадей из расчета запаса на 7-10 дней. Под силосами или бункерами, которые устанавливаются на складе хранения угля, монтируется система ленточных конвейеров. С их помощью уголь равномерно выдаётся на основной ленточный транспортёр подачи сырого угля в бункеры отделения пылеприготовления, дальнейшая схема приведена на рисунке 1.2. Для извлечения железосодержащих включений над конвейерной лентой подачи угля устанавливается магнитный сепаратор металла.

Рисунок 1.2 – Схематический разрез отделения пылеприготовления

и установки вдувания ПУТ

Из бункера отделения пылеприготовления при помощи ленточного весового дозатора уголь поступает в валковую мельницу. Вес угля, поступившего в бункер, измеряется электронной системой взвешивания, а объём контролируется датчиками верхнего и нижнего уровня. Запас угля в бункере позволяет работать мельнице в непрерывном режиме 4-5 часов. Производительность мельницы напрямую зависит от свойств угля. Размер кусков сырого угля – до 60 мм, влажность его – не более 10%[17].

Измельчённый уголь с помощью горячего газа подаётся в сепаратор, установленный в верхней части мельницы. Крупные частицы ПУТ отделяются и возвращаются на стол для повторного помола, мелкие частицы выносятся газом из мельницы и поступают по газоходу в рукавный фильтр. Размер частиц ПУТ регулируется путём изменения скорости потока газа через сепаратор, скорости вращения сепаратора и на выходе из мельницы составляет: не более 74 мкм – 80%; не более 200 мкм – 100%.

В мельницу для сушки ПУТ подаются дымовые газы из вертикального генератора сушильного газа. Генератор сушильного газа имеет горелку, камеру горения и камеру смешения. Генератор предназначен для смешения доменного газа и воздуха горения в горелке, сжигания воспламеняемой смеси в камере горения и производства топочного газа, смешения горячего топочного газа с отходящим дымом воздухонагревателей для получения горячего сушильного газа (температура газа на входе в мельницу – от 200 до 350ºС).

Температура смеси ПУТ и сушильного газа после мельницы – не более 100ºС, содержание кислорода – не более 12%. Влажность пылеугольного топлива после мельницы – 1,0%.

Смесь пылеугольного топлива с сушильными газами поступает по газоходам в рукавный фильтр, где газы очищаются от ПУТ, которое осаждается в бункерах рукавного фильтра. Очищенный сушильный газ частично возвращается в генератор, частично выбрасывается в атмосферу. В бункерах фильтра устанавливаются уровнемеры пыли.

Угольная пыль из бункеров рукавного фильтра может подаваться с помощью клапан-питателей в любой из двух сборных бункеров ПУТ установки вдувания. Объём бункера обеспечивает непрерывное вдувание ПУТ в доменную печь в течение 4-6 ч. В бункерах имеются системы электронного взвешивания, измерения уровня и температуры пылеугольного топлива. В бункер подаётся осушенный азот для псевдоожижения угольной пыли, что улучшает загрузку ПУТ в инжекционный резервуар установки вдувания. Азот обеспечивает также безопасность длительного хранения ПУТ, что особенно важно во время простоев установки вдувания.

Установка вдувания пылеугольного топлива состоит из:

- системы загрузки ПУТ в инжекционные резервуары для вдувания ПУТ в печь;

- трёх инжекционных резервуаров;

- системы подачи азота в резервуары и транспортные трубопроводы;

- общего транспортного трубопровода ПУТ к доменной печи;

- делителя потока ПУТ;

- транспортных трубопроводов от делителя до фурм доменной печи;

- систем регулирования потока ПУТ в общем трубопроводе и систем равномерного распределения ПУТ по трубопроводам, подающим его к фурмам печи.

Инжекционные резервуары установки вдувания угольной пыли в доменную печь работают по очереди: один на вдувание пылеугольного топлива, второй на загрузке, третий - наборе давления и ожидании вдувания. Резервуары имеют электронную систему взвешивания, оснащены датчиками температуры и давления. Объём инжекционных резервуаров позволяет нормально вдувать ПУТ в доменную печь в течение 30-40 мин.

Транспортировка ПУТ в общем транспортном трубопроводе производится с концентрацией 25-40 кг на 1 кг азота и скоростью в начале трубопровода 3-4 м/с. Поскольку угольно-газовая смесь экстремально абразивна, для поддержания минимальных скоростей транспортирования ПУТ диаметр трубопровода ступенчато увеличивается по мере удаления от резервуаров (по мере снижения давления и уменьшения плотности газовой части потока).

По общему трубопроводу угольная пыль подаётся к делителю потока пыли. Делитель потока устанавливается непосредственно возле доменной печи. При помощи делителя ПУТ поступает в самостоятельные транспортные трубопроводы Ду 25 мм, по которым подаётся к каждой фурме печи. Для регулирования равномерного распределения ПУТ по трубопроводам на каждом трубопроводе устанавливаются датчики давления и температуры пылегазовой среды с системой подачи азота к трубопроводам. Вдувание угольной пыли может осуществляться как в ручном режиме управления с пульта установки вдувания, так и в автоматическом режиме.