Вдувание пылеугольного топлива в горн доменной печ
ЗАО «КАЛУГИН» предлагает систему вдувания пылеугольного топлива (ПУТ) в горн доменной печи, основанную на разработках одного из ведущих институтов КНР по проектированию металлургических заводов, с которым у ЗАО «КАЛУГИН» налажены плодотворные связи в освоении новых технологий в доменном производстве.
Вдувание угольной пыли остаётся наиболее перспективным энергосберегающим мероприятием в доменном производстве. ПУТ в доменной печи может заменить до 100% природного газа и до 40% кокса (см. рис. 1). При этом производительность печи возрастает, а также появляется возможность оперативного управления температурным состоянием горна.
Исследования зарубежных специалистов показали, что строительство установки вдувания ПУТ в 4 раза дешевле, чем строительство коксовой батареи, рассчитанной на соответствующую производительность по коксу. Кроме того, необходимо учитывать тенденцию дальнейшего увеличения цены природного газа по сравнению с ценами на уголь.
Основной объём проектирования и поставки ЗАО «КАЛУГИН» и проектного института из КНР включает в себя отделение пылеприготовления и установку вдувания ПУТ в горн доменной печи, а вопросы выгрузки угля из ж.д. вагонов, оборудования склада угля, подачи угля в отделение пылеприготовления, как правило, входят в объём проектирования Заказчика. Разделение указанных объёмов работ и поставок определяется при составлении договора.
![]() |
![]() |
|
Рис. 1 – Зависимость расхода кокса от количества ПУТ, подаваемого в доменную печь | Рис. 2 – Схематический разрез отделения пылеприготовления и установки вдувания ПУТ |
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 рис. 2). Для извлечения железосодержащих включений над конвейерной лентой подачи угля устанавливается магнитный сепаратор металла.
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%.
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;
- двух 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, 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.
ЗАО «КАЛУГИН» и проектный институт из КНР гарантируют своевременное и на высоком техническом уровне выполнение проекта в соответствии с требованиями Заказчика и нормами российского законодательства, а также сопровождение контракта во всех стадиях (проектирование, поставка оборудования, строительство, шеф-монтажные и пусконаладочные работы) до достижения гарантийных показателей проекта.
Обучение специалистов Заказчика по эксплуатации и наладке систем приготовления и вдувания ПУТ проводится в КНР (группа из 8 человек в течение двух недель).