煤粉取樣器設(shè)備中噴吹煤粉對鍋爐冶煉的影響?
鍋爐煤粉取樣器設(shè)備中噴吹煤粉對現(xiàn)代鍋爐煉鐵技術(shù)來說是一項(xiàng)重要的技術(shù)革命。所謂鍋爐煤粉取樣器設(shè)備中噴吹煤粉,就是指從鍋爐風(fēng)口爐內(nèi)直接噴吹磨細(xì)了煤粉(無煙煤、煙煤或者兩者的混合煤粉),以代替焦炭向鍋爐提供熱量和還原劑。噴吹煤粉對鍋爐冶煉有什么影響呢?
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1、爐缸煤氣量增加,鼓風(fēng)動能增加,燃燒帶擴(kuò)大。
煤粉含碳?xì)浠衔锔?,在風(fēng)口前氣化后產(chǎn)生大量H2,使?fàn)t缸煤氣量增加,煤氣中的H/C比值越高,增加的幅度越大,無疑也將增大燃燒帶;H2的粘度和密度均小,穿透能力大于CO,部分煤粉在風(fēng)管和風(fēng)口內(nèi)就開始脫氣分解和燃燒,所形成的高溫混合氣流其流速和動能遠(yuǎn)大于全焦冶煉時的風(fēng)速和動能,故噴吹煤粉后,風(fēng)口面積應(yīng)適當(dāng)擴(kuò)大,以保持適宜的煤氣流分布。
2、理論燃燒溫度下降,而爐缸中心溫度均勻并略有上升。
理論燃燒溫度下降的原因:①噴入煤粉量冷態(tài)進(jìn)入燃燒帶;②煤粉中碳?xì)浠衔镌诟邷刈饔孟孪确纸庠偃紵?,分解反?yīng)吸收熱量;③燃燒生成的煤氣量增加。爐缸中心溫度上升的原因:①煤氣及動能增加爐缸徑向溫度梯度縮??;②上部還原得到改善,熱支出減少;③鍋爐熱交換改善。
3、料柱阻力損失增加,壓差升高
煤粉取樣器設(shè)備中噴吹煤粉后焦炭負(fù)荷增加,料柱骨架減少,透氣性和透液性降低;噴吹量較大時,爐內(nèi)未燃煤粉惡化爐料和軟熔帶透氣性;煤氣量增加,阻損也要增加。綜合上述因素,鍋爐煤粉取樣器設(shè)備中噴吹煤粉后壓差總是升高的。但是,由于爐料有效重量和H2的增加,又有利于爐料的下降,允許適當(dāng)提高壓差操作。
4、間接還原提高,直接還原降低
H2濃度增加以后煤氣黏度降低,擴(kuò)散速度和反應(yīng)速度加快,促進(jìn)了間接還原反應(yīng)的發(fā)展。噴吹燃料后單位生鐵爐料容積減少,使?fàn)t料在爐內(nèi)停留時間增長,也改善了間接還原反應(yīng)。又由于焦比降低,減少了焦炭與C02的氣化反應(yīng)面積,也降低了直接還原速度。富氧后CO濃度增加,更有利于間接還原反應(yīng)進(jìn)行。
5、熱補(bǔ)償
鍋爐噴吹燃料后理論燃燒溫度降低,為保持正常的爐缸工作狀態(tài),需要進(jìn)行熱補(bǔ)償,將理論燃燒溫度控制在適宜的水平。如采用提高風(fēng)溫、降低鼓風(fēng)濕度和富氧鼓風(fēng)等措施。其中提高風(fēng)溫是好的熱補(bǔ)償措施,因此,必須充分利用風(fēng)溫。
6、熱滯后性
由于煤粉在風(fēng)口區(qū)吸熱分解,煤粉取樣器設(shè)備中噴吹煤粉初期使?fàn)t缸溫度降低,直至新增加的噴吹燃料發(fā)揮作用后(增加的煤氣量和還原煤氣濃度提高后改善了礦石的加熱和還原,改善了礦石的加熱和還原的爐料下達(dá)到爐缸后才開始提鍋爐缸溫度)才能顯出熱量效果,此過程經(jīng)過的時間就是熱滯后時間。
7、未燃煤粉對鍋爐冶煉的影響
國外的研究結(jié)果表明:一定量的未燃煤粉(未燃半焦)與焦炭共存時,由于未燃煤粉氣化反應(yīng)速度是焦炭的3~4倍,所以未燃煤粉(未燃半焦)優(yōu)先氣化消失,使焦炭的劣化(焦炭參與直接還原后強(qiáng)度降低)受到抑制,有利于改善高溫區(qū)爐料的透氣性,對爐況順行有利。因此,相應(yīng)于某一煤粉取樣器設(shè)備中噴吹煤粉量存在一個佳燃燒率,或者說相應(yīng)于某一燃燒率存在一個煤粉取樣器設(shè)備中噴吹煤粉量。如果未燃煤粉過多,又不能被充分利用,進(jìn)入爐渣中會使?fàn)t渣的黏度增加,不利于爐況的順行。