高炉喷煤增加磨机设计方案

1、邯郸纵横钢铁公司高炉喷煤设计方案1总论邯郸纵横钢铁有限公司炼铁厂现有4座容积为450m 2工程范围（ 1）与原有的原煤供、配系统接口输送到新建制粉系统原煤仓。（ 2）煤粉制备系统：包括升温炉、高炉热风炉废气管路、原煤仓、 给煤机、磨机、布袋收粉器、排烟风机及相应配套设施。 （ 3）喷吹系统；包括喷吹罐、氮气储气罐、喷煤管道、控制系统及 相应配套设施。 （ 4）储气罐、分配气包及相应附属设备。的高炉。高炉喷煤车间煤粉制备能力按供给四座450 m 3高炉、年产 220万吨铁水的规模，制粉系统设备最大能力按喷煤量 180kg/tHM 设计，配置 2 台 磨煤机，最大制粉能力为 48t/h 。由于高炉

2、利用系统提高，高炉日产铁 水达到1800t，在高炉最高日产铁水条件下，喷煤量提高到 180kg/tHM 操作，煤粉制备能力需要达到 54t/h ，因此制粉车间需要增加制粉能力 6t/h。为了提高高炉喷煤量，降低焦炭降低生产成本，纵横高炉喷煤车 间实施一系列增产挖潜措施，在目前原煤条件下，曾采取各种措施使 磨煤机出力有所提高，但局限磨机的能力提高是有限的。因此纵横计 划增加一套磨煤机来增加喷煤车间的制粉能力。（1）高炉喷煤量有显著提高，可多喷煤6t/h。按焦炭和煤粉的差价计算节约成本显著。（ 2）磨煤机等设备增加检修时间，降低设备故障率。11设计依据编制依据（待提供）： 纵横公司公司高炉喷煤工程

3、建设工程合同； 纵横公司公司喷煤工程设计技术协议； 纵横公司提供的“相关基础资料”； 纵横公司提供的“纵横公司厂区总平面图”。（5）与所有系统相配套的的土建厂房、结构与设备基础、给排水、 循环水、输配电、采暖通风等设施。（6）喷煤自动控制系统：包括安全防爆、仪表、计量调节系统与自 动控制、安全联锁等。（7）环境保护及安全消防：制粉以及喷吹系统的环保设施、安全防 护消防设施。13工程分工 当峰（北京）电能技术有限公司负责高炉喷煤工程设计，承担工 程设计范围中的原煤运输、制粉系统与喷吹系统内部工艺设备、供配 电、自动控制以及车间内部高炉煤气、氮气管道、供电、给排水以及 通讯等。14工程设计原则与指

4、导思想 当峰（北京）电能技术有限公司在纵横公司高炉喷煤工程项目设 计中，充分应用国内喷煤综合的新技术并结合纵横公司具体条件，遵 循“先进、可靠、实用、效益”的方针，保证进度、节省投资、提高 效益，使纵横公司高炉喷煤建设项目尽快地顺利建成投产。 141根据纵横公司现有场地条件定为直接喷吹工艺，总图布置 合理，节约工程建设投资。142根据纵横公司的总体发展规划结合喷煤工程建设综合考 虑，经过充分研究论证，高炉喷煤选定直接喷吹工艺，建设位置及范 围在纵横公司指定的狭小面积范围之内。在指定面积范围内尽量布置 合理，设法扩大原煤储存量。143高炉喷煤工程总设计规模按照制粉能力增加之后满足纵横公司四座45

5、0 m3高炉喷煤需要，喷煤的喷煤比最高能够达到180kg/1铁 水平。144合理选择目前国内应用可靠、适合纵横公司实际条件的先 进工艺和设备，使纵横公司高炉喷煤工程总体装备水平不低于国内同 类高炉煤粉制粉、喷吹水平。1 4 5纵横公司高炉喷吹煤粉确定为按全烟煤喷吹或烟煤与无烟 煤的混合喷吹进行设计，针对喷吹烟煤具有高挥发份、爆炸性强的特-9-点，在设计中采用国内广泛应用的、行之有效的安全措施，确保高炉 喷煤的安全生产1. 4. 6.煤粉制备、煤粉输送及喷吹系统的三电系统选用实用、可 靠、国产化为主的仪表和设备。1. 4. 7.设计中充分考虑到高炉喷煤生产符合国家环保要求规定， 在设计中采取相应

6、措施在高炉喷煤之后，使其炼铁工序污染物的总排 放量不超过原有的排放量。1. 5.设计条件1. 5. 1 .高炉有关参数表1纵横公司高炉有关参数高炉容积3450m风口数量14个利用系数(t /m d)4.0日产生铁(t / d)1800热风压力(kPa)200250热风温度C)11001180高炉变料周期4h表2 一座高炉喷煤量(高炉容积 450朋)喷煤条件吨铁喷煤量小时喷煤量年喷煤总量原煤小时需要量原煤年需要量初期喷吹80kg6.75 吨5.75万吨7.58 吨6.46万吨无烟煤喷吹120kg9.00 吨7.67万吨10.11 吨8.62万吨混煤喷吹150kg11.25 吨9.59万吨12.6

7、4 吨10.77万吨富氧喷吹180kg13.50 吨11.50万吨15.17 吨12.92万吨大量喷吹200kg15.00 吨12.78万吨16.86 吨14.36万吨注：年工作日以355天计算，原煤水分按12%、煤粉水分 1%计算。1. 5. 2.产品及建设规模高炉喷吹用煤粉的水分:煤粉细度：< 1%200 目80%煤粉粒度过粗则在风口区燃烧不完全，煤粉过细则加工煤粉电耗 增大，煤的挥发分、均匀性以及燃烧技术和煤粉细度有密切关系。纵 横公司高炉喷吹的确定煤种为全烟煤喷吹或无烟煤与烟煤混合喷吹， 在喷吹混合煤粉时应进行混合煤种最佳配比燃烧性能以及经济细度试 验。根据确定的高炉基本参数以及

8、最大 180kgt 铁 的喷煤比，纵横公 司 450 m3 高炉小时最大喷煤量为 13.5 吨。磨盘直径1600mm勺中速磨机为18 22t / h。为了补充原有系统 制粉能力不足，因此纵横公司喷煤工程选用磨盘直径1600mm的中速磨机，本方案选用1600mm0勺中速磨机。1 55高炉喷煤用介质（ 1 ）氮气高炉喷煤制粉系统中勺煤粉仓流化、惰化、以及制粉系统气动阀 门、布袋收粉器反吹；喷吹系统勺喷吹罐充压、补压、流化、气动阀 门均使用氮气。（ 2）压缩空气高炉喷煤喷吹系统总管输送煤粉勺介质使用原有空压站勺压缩空 气。喷枪停喷（不拔枪）时勺冷却用气尽量使用炉前压缩空气。1 6工艺特点（1）根据纵

9、横公司勺发展新规划，高炉喷煤制粉系统和喷吹系统集 中建设在纵横公司原有高炉喷煤系统北面（建设范围待定）。（2）为了保证制粉系统勺安全，设计工艺按照纵横要求使用制粉系 统勺烟气进行自循环，自循环原理见附件。控制制粉系统末端烟气含O含量小于14%，同时设计采用一系列保证系统安全运行的措施。（3）煤粉制备采用立式磨煤机（中速磨）作为磨煤设备，具有设备 密封性能好、安全、能耗低、噪声小等优点。（4）制粉系统采用一级布袋收粉流程，简单可靠。整个磨煤及收粉 系统均在负压条件下操作，防止粉尘外溢。（5）喷吹方式采用并列上出料流化喷吹罐、总管加分配器喷吹煤 粉。不仅降低了土建投资，而且避免了串联罐在倒罐时勺计

10、量失准， 简化了喷吹系统勺控制与管线，便于煤粉喷吹勺操作与管理。 11 （ 6）设计中采用合理的煤粉流化技术。布袋收粉器反吹气体使用氮 气，对系统的煤粉仓使用氮气进行流化、惰化，喷吹罐的充压与流化 使用氮气。（7）高炉喷煤工艺以及设备选型结合纵横公司实际条件，兼顾投资 规模按煤粉浓相输送进行设计。（8）合理选择煤粉分配器安装位置，使分配器后的支管当量长度尽 量一致，从设计上保证各风口喷煤均匀。（9）按照高炉喷吹烟煤系统防爆安全规程在确保安全的前提下 降低投资进行工程设计（ 10）以安全、实用、可靠为出发点进行仪表选型。制粉系统与喷吹 系统集散控制，全系统能够自动软手动切换控制，实现喷煤量自 动

11、调节、系统的安全联锁、事故自动紧急应对措施，控制系统允许人 工干预。2工艺流程及主要设备21原煤供、配系统本系统包括原煤的卸、贮、配、输四个环节和辅助设施使用原有 原煤设施，只增加皮带运输机接到新建系统，连接方案待确认现场条 件后确定。22制粉系统 磨煤系统包括干燥气发生炉、原煤仓、皮带式称重给煤机、磨煤 机、布袋收粉器、旋转卸灰阀、排烟风机、烟气自循环管道、煤粉 仓、氮气储气分配装置、相应管路与阀门、系统控制、安全检测装置 等。221工艺流程 制粉系统工艺见喷煤工艺流程图。 当制粉系统开始运行，原煤仓出口给煤阀打开，原煤流落在运行 的称重给煤皮带机将原煤定量喂入中速磨顶部的中心落煤管，经过中

12、 心落煤管给在旋转运行中的磨盘上，在离心力的作用下煤向磨盘碗的 边缘移动，当原煤通过磨盘和与之有一定压力的磨辊之间时，原煤被 研磨成粉，已经磨成煤粉的颗粒继续移动，最后从磨盘碗周缘溢出。干燥气体从中速磨机进气口进入中速磨内部并围绕磨盘碗周缘自 下而上通过，煤粉颗粒被干燥气体烘干并被携带上升进入粗粉分离 器，比较粗大的的煤粉颗粒碰撞到分离器壁体衬板上然后返回磨盘碗 上重磨，细度合格的煤粉从中速磨的出口通过煤粉管道进入布袋收粉 器收集装入煤粉仓。中速磨机磨制的煤粉通过配备的收粉器汇集到煤 粉仓。混杂在原煤中进入中速磨机的游离铁和其它难以研磨的杂质、煤 矸石等从磨机磨盘碗边缘溢出，因为干燥气体不能携

13、带其上升而落到 依次风室，被刮板刮进石子煤斗，由人工定期进行清理。避免硬质杂 物过多存于磨机内不仅影响磨机刮板的正常运行，而且将使局部温度 由于过度摩擦而升高，形成潜在着火隐患。中速磨机配有润滑系统，用来冷却、润滑传动部分。密封风机对 中速磨机的传动盘、磨辊、给煤等处进行密封，并且配备紧急氮气消 防管路。利用制粉系统自身烟气自循环作为磨煤系统的干燥和输送介质， 既可以保证系统具有较低的含氧量又降低了引用热风炉废气管道的建 设投资。烟气升温炉使用高炉煤气燃烧产生大约10001100 c的高温烟气与自循环烟气混合成 250300 C的气体用来干燥与输送煤粉。高 炉煤气最大用量3000mi/ h。为

14、了避免高炉煤气热值偏低时熄火危害 系统安全，另外设有小流量煤气烧嘴作为保火用，保火煤气最大用量 80m3h。制粉系统依靠设置在布袋收粉器后的主排烟风机的抽力形成负 压，干燥气发生炉出口的负压最小，依次是中速磨机入口、中速磨机 出口、布袋收粉器入口，负压逐渐增大，到主排风机入口负压最大。磨制合格的煤粉由低氧（QW 12 %）干燥烟气输送到布袋收粉 器，经布袋收集后通过旋转卸灰阀可以通过三通阀落到指定的煤粉 仓，每一个煤粉仓可以同时供给其下面并列的四个喷吹罐。2 2 2制粉系统安全措施由于本系统按照喷吹全烟煤设计，重点考虑了制粉系统的安全措 施保证安全生产。(1)主厂房按照耐火乙类二级等级考虑建设

15、。(2) 厂房设防雷接地措施，设备以及管道进行防静电接地，布袋收 粉器的布袋采用抗静电材料，电动机选用防爆型电机。(3) 严格控制磨制原煤使用的干燥气体在制粉系统设备中的含氧量 小于 12，并在控制中设计系统含氧量超限报警以及自动采取紧急安 全措施进行自动充氮、进而系统安全停机。(4) 中速磨机出口温度一般控制小于95 C、布袋收粉器出口温度小于85C，当温度超限时进行报警并自动充氮、进而安全停机。( 5)制粉系统的收粉装置设计有足够的防爆泄压措施。( 6)烟气升温炉设计有自动点火和火焰监视器以及炉温监测系统， 保证烟气升温炉能产生安全的干燥气体。223磨煤机 本设计选用立式磨煤机(中速磨)作

16、为原煤细磨设备。因为：( 1)中速磨内配有煤粉分离器，不需要另外建设粗粉分离器和与之 配套的回煤管路，出磨的煤粉和烟气混合物可以直接进入布袋收粉 器，工艺简单，布局紧凑。由于中速磨工艺流程简单、总占用面积 小、约为球磨机的 70；并且占用空间少，约为球磨机的60。(2)与滚筒式球磨机相比电耗可以降低2530%，磨制中等硬度原煤的电耗约为 812kwh/1，噪声减少25db (A)。( 3)中速磨不适于磨制可磨性系数比较低的煤种，若煤的硬度比较 高，不仅影响中速磨的出力，而且也会降低磨辊、磨盘的寿命。纵横 公司周边地区煤种可磨性系数基本上在80 ( HGI)以上，适合用中速磨磨制煤粉。( 4)磨

17、损小、利用率高。由于中速磨在运行中没有金属之间的直接 接触，辊套和衬板寿命在 10000 小时以上，运转率可以达到 95%。( 5)中速磨磨制原煤所具有的特点是烘干煤粉能力大，在原煤含水 较大时可以控制进风温度，容易使煤粉达到所要求的 1%水分。(6) 喷煤比180kg/1铁时，小时喷煤量为13.5t /h。当原煤的可磨 性系数为65 (HGI)、原煤水分10%, 台© 1600中速磨每天运行 15 小时左右。224制粉系统设备 设计采用一次收粉工艺流程,即中速磨 - 布袋收粉器 - 排风机 流程。生产实践证明该工艺运行可靠,排放浓度符合国家标准要求。 并且工艺设备的简化,降低了系统

18、漏风率,提高了系统的安全性以及 布袋的过滤效率。( 1 )原煤仓 原煤仓作为供给磨煤机原煤,为了原煤下煤顺畅原煤仓锥体为双 曲线,同时在原煤仓设置三个空气炮作为清堵原煤使用。原煤仓容积 为120m3，大约贮存原煤75t，原煤仓满仓的原煤可供中速磨机最大出 力负荷生产 3 个多小时。原煤仓设置雷达料位计检测原煤料位。(1) JGC-30全密闭称重给煤机1 台胶带宽度： 650mm进出口中心距： 3000mm给煤量：440吨 设备重量： 2.2t电机功率：1.5kw + 3kw/台( 2)中速磨机型 号：1台MPF1612磨盘直径：1600mm入磨原煤粒度：v 35mm煤粉产量：煤粉细度： 磨机入

19、口风温：1822t /h (可磨系数：65、水分W 12%)-200 目 80%< 400 C压力损失：5130Pa电机功率：280kw( 10kV)辅助功率：60kw设备重量：82t17 处理风量：80000 m3 h过滤面积：1600 m2过滤风速：0.670.70m/min过滤阻力：12001600Pa入口浓度：v 1000g/Nri3!出口浓度：入口温度：3v 50mg/Nmv 120 C设备重量：45t布袋收粉器过滤布袋的材质要求抗静电材料。（4） M5-29NO11-19主排烟风机1台风量：66257m3/h全 风 压：设备重量：12204Pa6.4t电机功率：355Kw(

20、10Kv)225烟气升温炉 按照高炉喷吹烟煤系统防爆安全规程（国家技术监督局 1996 年发布）的规定，制粉系统末端的含氧量应不大于 12来保证安全生 产。为此，国内高炉喷吹烟煤时，普遍采用低含氧量的高炉热风炉烟 气或者使用制粉系统的烟气进行自循环兑入烟气发生炉产生的高温烟气中作为磨煤机干燥和输送介质，保证制粉系统含氧量W12%（或W14）。（ 1 ）烟气升温炉1台升温炉外形尺寸：© 2200 x 6000mm热负荷能力：12.22 x 106 kCal / h烟气升温炉需配带高炉煤气烧嘴、焦炉煤气嘴（或小流量煤气烧 嘴）、助燃风机、流量计等附属设备。（ 2）助燃风机：1台型号9 2

21、6M 4.5A风量3963 m 3 h全压4661Pa电机功率 11kW 重量0.7t226煤粉仓本工程设计为一个煤粉仓。一个煤粉仓容积145 m3,可以贮存大约 60 吨煤粉。可以保证在喷煤比 1 80kgt 铁 时四个多小时的喷煤用 量，可以满足高炉变料周期要求。为了保证煤粉仓的安全和下煤顺 畅，煤粉仓锥体部分设有氮气流化装置，流化的同时对仓内煤粉进行 惰化，煤粉仓上盖部设有排气管接到制粉系统的布袋收粉器。煤粉仓使用压力传感器进行称重。煤粉仓至每个喷吹罐的落煤管上设置三个© 250mnr|阀门，上面的阀门为手动插板阀仅作为检修使 用；中间的阀门为气动球阀，作为截止煤粉下落；下气动

22、阀为三偏心 半球阀安装在喷吹罐上部，实现喷吹罐充压后的密封。煤粉仓下设四个20 m3喷吹罐，其中两个喷吹罐并列轮换向4号高炉喷吹煤粉；另两个喷吹罐作为仓式泵用将本系统富裕的煤粉分别 向原有的两个喷煤系统补充煤粉。2 2 7安全监测纵横公司高炉喷煤是全烟煤喷吹，为了防止煤粉发生自燃爆炸事故，需要对制粉系统中 O、CO的浓度进行监测，确保制粉系统的安全 生产运行。对制粉系统的中速磨机入口、出口、布袋收粉器入口、出 口进行在线巡回监测 Q含量，喷煤系统需要两台“ O、CO浓度监测装 置”实行不间断循环监测，并与紧急充氮等措施实行自动联锁。23喷吹系统喷吹系统包括喷吹罐、供气（氮气和空气）、喷吹管线、

23、分配 器、煤枪以及喷煤计量、安全监测等。高炉喷吹煤粉输送按浓相输送 进行设计，在保证煤粉喷吹均匀、稳定喷吹的前提下，尽管各高炉的 喷吹距离不同，总管的煤粉输送浓度达到20kgkg 以上。231喷吹工艺流程煤粉喷吹工艺见喷煤工艺流程图喷吹系统由喷吹罐、煤粉给煤器、喷煤总管、过滤器、煤粉分配 器、喷煤支管、煤枪、氮气及空气供气、喷煤调节控制和安全联锁系 统等组成。232喷吹罐喷吹罐为并列罐布置。并列罐的特点是喷吹工艺简单、总量计量 准确、土建投资低。并列罐喷吹工艺是两个喷吹罐轮换对高炉喷吹煤 粉，一个喷吹罐喷吹煤粉时，另一个喷吹罐放散、装煤、充压，两个 喷吹罐轮换喷吹。喷吹罐几何容积为 20 m3

24、，满罐时大约可以装 9吨煤粉，在喷煤 比160kg/1铁时对450 m3高炉喷吹，40分钟左右换一次罐，不至于 使喷煤过程的倒罐操作很频繁。喷吹罐设计压力 1.2MPa,工作压力为0.8Mpa。充压、补压、流 化均使用氮气，煤粉喷吹用气使用压缩空气。喷吹罐支撑在三个10吨压力传感器上，使用电子秤进行喷吹罐的称重和喷煤量计量，为了 计量准确，喷吹罐与煤粉仓以及所有与喷吹罐连接的管路均用金属软 管或波纹管连接，喷吹罐并设置校秤装置。喷吹罐设计有过滤装置其 泄压放散的气体排至布袋收粉器或直接排放。喷吹罐喷吹形式为流化上出料、补气调节，可以比较容易地在一 定罐压条件下，实现煤粉输送量的调节，保证分配器

25、的分配精度。 233仓式泵两个仓式泵分别向原有喷煤系统补充煤粉，操作方式基本与喷吹 操作相同。234喷煤管路喷煤总管DN80mm根据现场条件铺设，在高炉附近管径扩大为 DN100mm通过输煤总管扩径减少喷煤输送过程的压力损失。喷煤管 路设计煤粉堵塞吹扫返吹管路，使清堵吹扫的煤粉被反吹回布袋收粉 器，避免清堵时的煤粉外泄污染周围环境。235分配器与煤枪（1）分配器根据高炉热风压力在设定的喷吹压力下将煤粉从喷吹罐下部的给 煤器连续地送入喷煤总管，通过设置在高炉相应平台上总管分配器分 配给喷煤支管再经煤枪喷进高炉风口。安装时尽量使分配器之后的喷 煤支管当量长度相近，以保证煤粉的均匀分配。（2）煤枪分

26、配器之后的喷煤支管直径为© 25mm煤粉通过煤枪均匀喷进高炉的各个风口。煤枪在不喷煤时由压缩空气冷却，或手动拔出更换。 煤枪的入口设置逆止阀，防止拔枪时热风倒流喷出。24气源241 氮气储气灌 制粉系统煤粉仓流化、惰化、布袋收粉器反吹、喷吹罐充压、补 压、流化、以及紧急充氮消防用氮气由纵横公司制氧站管路接到喷煤 车间。喷煤工程需要建一个工作压力I.OMpa、30m的氮气贮气罐，用来对喷吹罐充压、流化，对煤粉仓进行流化和布袋收粉器的反吹、以 及紧急充氮消防用气。242压缩空气 设计采用空气作为向高炉喷吹煤粉的载体与控制管线用气，使用空气利于煤粉在风口区的燃烧，而且喷吹过程是动态并且煤粉

27、在喷煤 管道中停留的时间很短，不会造成安全问题。喷吹煤粉使用的空压机 压力选用0.8Mpa。对高炉的正常喷吹需要 58 Nm3/min的空气（但 在空喷时需要的压缩空气量要多 2倍以上），本工程设计压缩空气来 源自纵横高炉喷煤原有空压站。243控制管线（ 1）煤粉仓流化、惰化，喷吹罐的充压、补压、流化、放散、喷吹 气路管线。（ 2）煤粉输送管线。在该管线上除了设置必要的控制阀门外，还设 有自动联锁系统，防止因故障载送气体压力压力过低而造成热风倒流 引发事故。沿输煤管线设必要的吹扫系统，以备管道堵塞时及时处 理，管道上并设有监测煤粉有无堵塞装置。3）煤粉仓及布袋收粉器自动安全充氮管线系统4）气动

28、阀门的驱动控制管线3电力设施31设计范围 本高炉喷煤工程为纵横公司新建工程目，高炉喷煤工程设计包括 原煤运输、制粉系统及喷吹系统设备的供配电、控制、照明、以及防 雷接地，本工程设计不包括车间外的 10kv 高压线路和配电室进线的 外网设计、动力线路和电修。32设计依据：（ 1）建筑设计防火规范 GBJ16-87。（2）民用建筑电气设计规范 JGJ16-92 。（3）低压配电 JB50054-95 。（ 4）建筑物防雷设计规范 GB50057-94。33供配电 331本高炉喷煤所需高、低压变、配、供电设备安装建在原有 喷煤变配电室。高炉喷煤工程是新建工程，设计建设与工程用电负荷配套的高压 配电室

29、、变压器室和低压配电室。原煤运输、制粉系统、烟气升温炉系统以及喷煤系统动力及照明 电源等设备用电均由原有喷煤高、低压配电室配出。333工程用电量新建高炉喷煤工程设备装机总容量约1000kw，其中高压负荷设备工作容量 635（kw） ，低压负荷 新建高压配电为制粉系统中速磨机 和主排烟风机供电外，通过原有低压配电室供给新建喷煤车间低压动 力、照明、控制等设备用电。设备容量约 350（kw） ，设备参数计算详见电气设计图。 334供电设备供电设备待落实根据原有条件后确定-21-34电气照明照明电源电压220V,车间厂房各层平台以及皮带通廊等照明灯具 选用防水防尘型 , 防爆场所选用防爆型灯具，控制

30、室、办公室和更衣 室等处选用日光灯具，安全检修照明灯使用 24 伏安全电源。35电气安全与防雷在易产生人身事故的地方设置保安电源和防爆装置，所有电气 设备均设安全接地保护。正常不带电的金属管，金属箱，金属构件均 要求与接地体可靠联接，较高建筑设置避雷带和接地网。4电气仪表及计算机系统41设计范围 设计范围包括供配煤、制粉系统、喷吹系统的一次仪表、重要参 数的二次仪表显示、电气控制及计算机系统的设计。4 2检测与控制高炉喷煤自动控制系统分为 PLC控制级和设备控制级。 PLC控制 级包括PLC控制系统、高速数据传输系统、监控操作站。由PLC系统完成对过程监控所需要的各类信号的采集，并实施相关的实

31、时控制。 421主要检测项目（1）制粉系统 原煤仓料位、煤粉温度 磨机入口干燥气压力、流量、温度、氧及一氧化碳含量 磨机出口粉气流压力及温度 磨机本体有关参数（油温、油压、轴承温度） 给煤机给煤量氮气压力、流量 布袋出口温度、压力 布袋出口氧、一氧化碳含量 布袋出口流量自循环烟气流量、温度、湿度烟气炉炉膛温度、压力烟气炉出口压力、温度 高炉煤气流量、压力 助燃空气流量（2）喷吹系统 煤粉仓温度、料位、氧及一氧化碳含量 布袋出口温度 喷吹罐温度、压力、重量 混合压力 高炉热风压力喷吹罐充压、补压、流化气量 喷吹空气流量、压力 氮气罐压力 空气罐压力 422主要控制项目 （1）原煤供给设施包括对皮

32、带机与原煤仓料位的联锁控制。（2）制粉设施 包括对给煤机、磨煤机、烟气炉系统、布袋收尘系统、主排粉风 机系统等设备的顺序控制。主要安全联锁如下：原煤仓料位联锁润滑油系统联锁密封风机联锁 磨煤机入口超温保护联锁 煤粉仓料位联锁 给煤机故障断煤联锁 中速磨分离器故障联锁 氧及一氧化碳超量安全联锁 其它事故保护联锁-23 -(3) 喷吹设施包括供气系统各管路阀门、喷吹、倒罐等顺序及联锁控制。喷煤 量由高炉值班工长通知喷煤车间 ，由喷煤车间仪表操作人员设定。 主要安全联锁如下： 并联罐倒罐及安全联锁 压缩空气压力过低安全连锁喷煤总管与支管堵塞报警、安全联锁4. 2. 3.设备操作方式车间内主要设备的操

33、作采用主控室集中软手动、自动和机旁手动 操作三种方式。喷煤控制软件将实现状态显示、参数修改、人工干预 和数据存档及打印曲线报表等工作。(1) 集中软手动控制通过键盘或鼠标点击监视器上的按钮进行单体 设备的操作；在控制室仪表柜可手动 /自动控制调节阀执行器的开 度；自动控制则使系统按预定的程序顺序连续动作。(2) 机旁手动主要用于生产系统的检修、调试及紧急情况下的操 作。制粉系统大多数采用软手动控制。(3) 计算机控制系统提供对制粉、喷吹系统的人工干预功能，模拟 手动操作受到系统联锁保护，非正常操作将被拒绝，并显示警告以及 被拒绝的原因，对于非关键的保护项目，还提供了强制手动操作命 令，该操作用

34、于特殊情况的处理。(4) 喷煤自动控制系统将喷煤状态各种数据都显示在主画面上，方 便操作。画面显示系统中主要设备模型及管路和各控制阀门的象征。 并显示温度(干燥烟气、布袋收粉器、喷吹罐等)；流量及压力(喷 吹罐及储气罐等)；料位(原煤仓、煤粉仓、喷吹罐)；以及分配器 前和高炉热风压力。各测量数值显示包含有上下限报警功能，同时显 示喷煤速率和喷煤量累计值。4. 2. 4.主控室主控室地面采用活动防静电地板，内设空调。控制柜、监控操作 站及电讯设备集中安装在此。主控室的照度不小于150勒克斯。4. 2. 5.停电安全措施系统设不间断电源（ ups 用于为关键设备供电，以便在事故停 电时控制系统能够

35、使所有控制点的阀门处于安全位置，以保证安全。4. 2. 6.安全防爆和防雷接地喷煤车间厂房为粉尘爆炸危险场所乙类2级区域，采取相应防爆安全措施。所有一次仪表选择防爆型，所有机旁和现场电气设备采用 密封防尘结构，进行防静电接地。喷煤车间厂房属于第二类防雷建筑物，需进行防雷接地、防止高 电位侵入系统，进行防雷电感应接地保护。4. 3.控制流程示意图-25-5电讯设施51设计范围 通讯包括喷煤车间行政管理电话、主要系统相互之间联络电话、 生产调度电话以及通讯线路敷设设计等52通讯种类 喷煤车间主控室、车间办公室、变电站、空压站、原煤供配各设 一部相互联络电话，喷煤车间主控室和办公室各设一部与高炉主控

36、室 的直通调度电话，喷煤车间并设一部行政办公电话及一部与消防站直 通的报警电话。因为喷煤系统场地比较大，为了系统的维修配置对讲 机三部。53通讯电路 车间内的通讯电路采用 HPVVS讯电缆，以架空敷设为主，局部 地段沿建筑物敷设。6总图运输61设计分工 纵横公司新建高炉喷煤工程建在原有喷煤系统北侧（见高炉喷煤 工程总图布置）。该处包括原煤运输、制粉系统和喷吹系统。当峰（北京）电能技术有限公司为高炉喷煤工程设计负责单位。 负责喷煤车间的内部设计，车间之外管线由熟悉现场条件的纵横公司 工程部负责施工规划。制粉系统及喷吹系统管线铺设及其它综合管线 合作进行设计。62厂区概况621地理位置 纵横公司位

37、于河北省邯郸地区。622工程地质 由纵横公司公司委托相关单位进行勘察后提供。623地震烈度抗震设防裂度为 7级，本设计建筑物按地震基本烈度 7 度设防。 624气象条件由纵横公司公司提供。63总平面布置631设计依据 根据纵横公司提供的厂区总图及指定的建设位置。632平面布置原则 依照纵横公司确定的建设喷煤工程场地，喷煤工程为紧凑布置的 直接喷吹工艺。对该建设位置区域进行平土（平土标高确定为本工程 标高的0.200m），并且在建设中充分考虑到安全、消防、绿化等方 面的要求。633车间组成2喷煤工程占地面积大约 2000m （占地面积12mx 40m）包括原煤运 输、制粉系统、喷吹系统、相应管线

38、。施工设计将按照纵横公司给出 的实际可供建设范围的面积进行调整。喷煤工程确定的建设位置 25m之内没有民用建筑，与其它生产建 筑的最小间距都符合建筑设计防火规范要求的间距。63安全消防 设计中按照建设位置条件尽量考虑构筑物之间的防火安全距离和 厂房周围的消防车通道畅通。6 4绿化 为防治污染、美化环境，在本工程范围内非生产场地种植绿篱、 草皮。7给排水71设计用水量711生产用水27 中速磨、风机等设备用水量为20t / h （循环使用）。原煤场、原煤棚和配煤间在干燥季节原煤干燥易飞扬粉尘时喷洒雾状水润湿原煤表面，用水量为5t /h （不定期短时间用水）。喷煤车间各层平台定期清扫或因泄露事故清

39、扫地面用水24t /h,大约每周一次清扫。7. 1. 2.生活用水各层平台、操作室及职工休息室生活用水，采用企业生活用水标 准为4.38kg /人h,小时的变化系数为 2.5，原煤供贮、配煤、制 粉、喷吹各工序总人员为32人。最大小时生活用水量为0.6t /h,每日用水时间为10小时，则平均日用水量为 3.9t。7. 1. 3.消防用水喷煤车间外设室外消火栓一座，用水量36t /h。车间内各层平台均设一个消防栓，消防用水量为240t /h。7. 2.供排水7. 2. 1 .生产水循环系统制粉系统的中速磨机润滑油站、风机等设备的冷却水设计循环使用，循环水量20t /h,使用原有冷却水循环设施。7

40、. 2. 1.生产消防给水系统生产供水根据现场条件从厂内就近DN200给水管网引入，原煤棚和喷煤车间距离很近，外部消火栓共用，管径为 DN100mm7. 2. 2.生活水给水系统喷煤车间的控制室、办公室、休息室等生活用水从厂区生活水管 网引入，管径为 DN50mm生活水设施有洗手池、墩布池、洗手间等。7. 3.排水系统7. 3. 1.生产及生活排水生产污水主要是清扫地面污水，设计已经考虑制粉系统采用负压 收粉工艺，以及外泄煤粉回收，用水只是清扫地面的少量煤粉，含有 煤粉的污水经过沉淀后与生活污水排入厂内污水管网。7. 3. 2.雨水排水系统原煤棚、喷煤车间周围修建雨水沟，雨季的雨水直接排入厂内

41、现 有雨水管网。8 .氮气及燃气8. 1.高炉煤气及焦炉煤气用量及压力高炉煤气是为干燥煤粉的升温炉提供的燃料，高炉煤气的最大用 量为 3000 Nm3/h,压力7000Pa。8. 2.煤气供应喷煤工程制粉系统所用高炉煤气支管选用DN400的螺旋焊管（根据距离远近调整）；焦炉煤气选用© 89x 4.5mm的无缝钢管。高炉煤气管道采用岩棉管壳保温，保温层厚度分别为3060mm8. 3.氮气与压缩空气表3高炉喷煤氮气用量分配用途用量（Nm/ h）压力（MPa喷吹罐充压、补压、流化5000.80煤粉仓流化、惰化2000.40布袋收粉器反吹及气动阀门用气1500.60合计850制粉系统与喷吹系

42、统所有煤粉容器均使用氮气，一座高炉喷煤生 产所需氮气总量约为 850 Nm3/ h。高炉喷煤工程所用氮气由纵横公司 制氧厂供给。高炉喷煤喷吹总空气用量大约为600 Nm3/ h,若在空喷时可达到1200 Nm3/ h以上，均由原有喷煤工程设置的空气压缩机供给。 4.氮气及氧气来源及输送高炉喷煤所用氮气由厂内的制氧站供给。从制氧站到制粉车间和喷吹车间需要敷设 © 159X 4.5mm管道以及相应的调压阀组、阀门与计 量装置。管道敷设可借用公司内现有的其它氧气或煤气等管道支架， 局部地段新增钢结构支架。若公司今后对高炉喷煤富氧，氧气也由公司制氧站供给，从制氧站到各个高炉需要敷设 

43、9; 159X 4.5mm管道以及相应的调压阀组、阀门 与计量装置。管路的敷设方式与氮气管路相同。9采暖通风9 1 气象资料最低气温最高气温冬季通风室外计算温度采暖天数9 2采暖设施根据喷煤工艺要求，喷煤车间的控制室室内采暖温度为25 C,电气配电室采暖温度15C，皮带通廊、喷煤车间室内采暖温度为5C。采暖热媒为蒸气，接自厂区蒸汽管网，散热器选用四柱813 铸铁散热器。93通风设施(1) 喷煤系统控制室安装空调器一台，用于夏季制冷与冬季未供暖 之前的采暖，控制室内温度 23C左右。(2) 喷煤车间控制室和各层平台安装T35- 11M2.8防爆轴流风机约12台，每台风机的风量为 2828卅/h,

44、电机功率=0.25kw/台。其 中，控制室进风口加装空气过滤器，保持室内处于低尘、清洁环境。10土建10 1 厂区自燃条件 1011地质地震纵横公司地处河北邯郸地区地震基本烈度为 7 度。-29 1012气象条件 温度：最高最低室外平均风速：年主导风向年平均降雨量最大积雪深度最大冻土深度 m1013 工程地质 本喷煤工程按照纵横公司提供的相关“气象、地质勘探资料”进 行工程设计。102主要建（构）筑物简述1021喷煤车间 喷煤车间由烟气升温炉炉、煤粉制备、煤粉喷吹及变、配电控制以及办公室等部分组成，跨度12m,总长40m最大高度28.0m，室内外高差200mm总建筑面积约2000。桩基础，钢筋

45、砼承台，钢筋砼框架，现浇钢筋砼楼、屋面梁板， 钢筋砼设备基础。车间部分为加气砼砌体填充墙，钢门窗，斜钢梯。外墙面抹灰， 设备间内墙面抹灰喷白。工作人员办公、休息室内墙面及天棚抹灰刷 耐擦洗涂料。通体砖楼地面，塑钢门窗。屋面加气块保温，改性沥青 卷材防水。102 3皮带机通廊 皮带机通廊为封闭式、钢筋砼支架。11 劳动定员 纵横公司整个喷煤系统分为配煤、制粉和喷吹系统。生产为四班 三班制连续作业，劳动定员定为 48 人，岗位人员在喷煤生产出现特 殊情况时应不分岗位互相协作。组织形式为炼铁厂下属单位，建立喷 煤车间，车间分设配煤工段、制粉工段和喷吹工段。表4高炉喷煤车间劳动定员序号职务或工种职务分

46、类分班人数合计备注甲乙丙丁1喷煤车间主任喷煤总负责人12喷煤车间副主任协助负责1兼负责制粉工段3配煤工段长负责配煤系统14配煤工皮带运行及煤斗222285制粉工段长负责制粉系统116升温炉工升温炉操作111257喷吹工段长负责喷吹系统18操作工空压机操作111259喷煤操作工控制操作2223910值班钳工维护设备运转22228可归属炼铁11值班电工维护电气设备22228配电室值班总计48人注：实际劳动定员根据公司实际情况可以进行调整，如本劳动定员中 的值班钳工和值班电工可归属于炼铁厂。12环境保护12. 1.设计遵循的规程、规范、规定及标准(1) 中华人民共和国环境保护法(1989年)(2)

47、钢铁工业水污染物排放标准(GB13456- 92)(3) 工业企业厂界噪声标准(GB12348- 90)(4) 环境空气质量标准(GB309A 1996) 12. 2.工程建设所在地环境现状纵横公司公司位于河北邯郸地区，四季分明。废水排放：纵横公司排放口的水质均符合国家排放标准(执行 GB3838- 83地面水环境质量标准的三级标准。噪声：纵横公司厂区噪声值 Leq在53.769.6dB (A)之间，均 执行GB123412349 90工业企业厂界噪声标准及其测量方法中 的W类标准。厂界噪声符合国家规定的昼夜标准值。 31 123高炉喷煤主要污染源和污染物(1) 粉尘污染一一主要来自原煤运输卸

48、料点、煤粉制备系统以及喷 煤系统设备检修或发生故障时煤粉外泄产生的粉尘。( 2)煤粉制备通过布袋收粉器收集后以及煤粉输送压力罐卸压放散 后气体带出的粉尘。(2) 噪声污染主要来自磨煤机、排烟风机。(3) 水污染一一清洗喷煤车间各层平台地面的污水和蒸汽加热器排 出的蒸气冷凝水。124污染控制措施( 1 )原煤卸料、转运点等产生粉尘点密封在室内，设置喷水降尘设 施。胶带运输机安装在运输通廊内避免粉尘外扬。( 2)在干燥季节当原煤干燥容易产生粉尘时，对原煤的卸运点进行 喷洒雾状水降尘。( 3)制粉系统采用全负压操作，避免煤粉粉尘向周围环境泄露，布 袋收粉器选用较低过滤风速(w0.7m/min)，并且

49、选用国内高炉喷煤实践证明的高效布袋收粉设备，煤粉制备系统烟气经过过滤后往大 气的排放粉尘量可以达到 50mg/ m以下。( 4)干燥气发生炉以燃烧高炉煤气为主，完全燃烧后的烟气进入收 粉系统。( 5)喷吹罐卸压放散排放的含粉气体直接进入布袋收粉器，经过滤 后的排放粉尘含量小于国家标准。( 6)在使用氮气区域设有排风扇对少量泄露的氮气进行稀释。( 7)中速磨、空压机设计选型均为低噪声设备，同时相应设备安装 消声器，控制噪声低于国家规定的昼夜标准值。( 8)清洗地面污水引入高炉沉淀池处理，采暖用蒸气冷凝水排至高 炉工业循环水处理使用。13安全与工业卫生1 3 1 设计遵循的规程、规范、规定与标准（

50、 1）建筑设计防火规范（ GBJ1687）（ 2）爆炸和火灾危险环境电力设计规范（GB5005892）（3）高炉喷吹烟煤系统防爆安全规程（GB16453 1996）（ 4）工业企业煤气安全规程（ GB622286）（5）钢制压力容器设计技术规定（YB9073 94）（6）中华人民共和国消防条例（ 1984 年）（ 7）工业企业设计卫生标准（ TJ3689）（8）工业企业噪声控制设计规范（GBJ87 85）（ 9）工业企业照明设计标准（ GB5003492） （10）机械设备防护罩安全要求（ GB8196 87（ 11）起重机械安全规程（ GB606785） （12）固定式钢直梯、钢斜梯、工业防护栏杆、钢平台（GB4053、1、2、3、483）132设计措施1321防自然灾害（1）工程建筑构筑物抗震烈度按7 度进行设计。（2）主要厂房根据建筑结构特点设置避雷针或者避雷带进行防雷。 1322防爆、防火及消防（1）总图布置在建筑物之间考