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高炉喷煤喷吹自动化控制系统说明
摘要本次毕业设计主要阐述了高炉喷煤喷吹自动化控制系统，不包括制粉过程的控制，控制范围是从煤粉仓、中间罐、喷吹罐、喷吹总管、由炉前煤粉分配器到喷吹支管的自动控制过程。
本次毕业设计只考虑了一个喷煤喷吹序列作为控制对象。
本次设计包含：课题本身的背景、由来、意义、主要工艺类型、国内外高炉喷煤喷吹技术的发展现状以及对未来发展的展望；阐述了所需传感器、阀、开关等硬件设备，主要进行了煤粉从煤粉仓到中间罐倒罐控制，煤粉从中间罐到喷吹罐倒罐控制，煤粉从喷吹罐喷到高炉风口中的控制，停喷控制，中间罐和喷吹罐的压力控制，煤粉仓、中间罐及喷吹罐温度、压力的安全连锁控制，喷吹风压力的自动测量等控制项目；本设计主要选用的PLC控制系统的选型、硬件配置选择、I/O表编写、硬件接线图的绘制的工作。
关键词：PLC；高炉喷煤；传感器AbstractThe graduation project focused on the automatic control of blast furnace coal injection system, does not include coal grinding process control. Cntrol the process of automation and control, includingo coal powder storage warehouse, the middle tank,the injection tank, injection Explorer,front-end from the blast furnace coal injection powder distribution device to the branch pipe. The graduation project, a PCI only consider as a controlled injection sequence.The design includes: That the issue of background, origin, meaning, the main type of technology, at home and abroad PCI jet technology development prospects and the future development of.On the need for the sensors, valves, switches and other hardware equipment.Mainly carried out coal powder from the coal powder position to control the middle of the tank,pulverized coal injection in the middle tank to tank can back control from the pulverized coal injection into blast furnace tuyere spray cans of control, stop the injection control, the middle tank and the injection pressure control tank, coal stores, intermediate and spray cans blow tank temperature and pressure control of the security chain, hair spray, such as automatic measurement of the pressure control projects; the design of the main selection of the PLC control system selection, hardware configuration options, I / O table prepared mapping hardware wiring work.KeyWords：PLC; blast furnace pulverized coal injection; sensor详细摘要高炉喷煤技术始于1840年S．M．Banks关于喷吹焦炭和无烟煤的设想；世界最早的工业应用即是根据这一设想于1840～1845年间在法国博洛涅附近的马恩省炼铁厂实现的。
高炉喷煤系统
进气口与灰斗相通出风口通过提升阀与清洁气体室相通脉冲阀通过管道与储气罐相连入口出口气箱式脉冲布袋收粉器结构示意图1提升阀2脉冲阀当气体和煤粉的混合物由进风口进入灰斗后一部分凝结的煤粉和较粗颗粒的煤粉由于惯性碰撞自然沉积到灰斗上细颗粒煤粉随气流上升进入袋室经滤袋过滤后煤粉被阻留在滤袋外侧净化后的气体由滤袋内部进入箱体再经阀板孔出口排出达到收集煤粉的作用
• 中速磨优点： 结构紧凑、占地面积小、基建投
资低、噪声小、耗水量小、金属消耗
少和磨煤电耗低。但是不能磨硬质煤 ，原煤中的铁件和其它杂物必须全部
去除。
加热炉
• 将高炉煤气在燃烧炉内燃烧生成的热烟气送 入制粉系统，用来干燥煤粉。
• 木屑分离器
•
木屑分离器安装在磨煤机出口的垂直管道上 ，用以捕捉气流中夹带的木屑和其它大块杂物。
（4）喷吹的煤粉在风口前气化燃烧会降低理论燃
烧温度，为维持高炉冶炼所必需的T理，需要补 偿，这就为高炉使用高风温和富氧鼓风创造了条 件； （5）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； （6）喷吹煤粉替代部分冶金焦炭，既缓和了焦煤 的需求，也减少了炼焦设施，可节约基建投资， 尤其是部分运转时间已达30年需要大修的焦炉， 由于以煤粉替代焦炭而减少焦炭需求量，需大修 的焦炉可停产而废弃； （7）喷煤粉代替焦炭，减少焦炉座数和生产的焦 炭量，从而可降低炼焦生产对环境的污染。
高炉喷煤的重要意义
• 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: （1）以价格低廉的煤粉部分替代价格 昂 贵而日趋匮乏的冶金焦炭，使高炉 炼铁焦比降低，生铁成本下降 （2）喷煤是调剂炉况热制度的有效手 段 （3）喷煤可改善高炉炉缸工作状态， 使 高炉稳定顺行
• 中速磨优点： 结构紧凑、占地面积小、基建投
资低、噪声小、耗水量小、金属消耗
少和磨煤电耗低。但是不能磨硬质煤 ，原煤中的铁件和其它杂物必须全部
去除。
加热炉
• 将高炉煤气在燃烧炉内燃烧生成的热烟气送 入制粉系统，用来干燥煤粉。
• 木屑分离器
•
木屑分离器安装在磨煤机出口的垂直管道上 ，用以捕捉气流中夹带的木屑和其它大块杂物。
（4）喷吹的煤粉在风口前气化燃烧会降低理论燃
烧温度，为维持高炉冶炼所必需的T理，需要补 偿，这就为高炉使用高风温和富氧鼓风创造了条 件； （5）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； （6）喷吹煤粉替代部分冶金焦炭，既缓和了焦煤 的需求，也减少了炼焦设施，可节约基建投资， 尤其是部分运转时间已达30年需要大修的焦炉， 由于以煤粉替代焦炭而减少焦炭需求量，需大修 的焦炉可停产而废弃； （7）喷煤粉代替焦炭，减少焦炉座数和生产的焦 炭量，从而可降低炼焦生产对环境的污染。
高炉喷煤的重要意义
• 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: （1）以价格低廉的煤粉部分替代价格 昂 贵而日趋匮乏的冶金焦炭，使高炉 炼铁焦比降低，生铁成本下降 （2）喷煤是调剂炉况热制度的有效手 段 （3）喷煤可改善高炉炉缸工作状态， 使 高炉稳定顺行
高炉煤粉喷吹系统工艺简介.
高炉煤粉喷吹系统工艺简介摘要：高炉煤粉喷吹是优化炼铁系统结构的重要环节，是国内外高炉炼铁技术发展的大趋势，。
本文结合实际工程介绍了高炉煤粉喷吹系统的工艺及其取得的重大意义。
关键词：高炉原煤储运；煤粉制备；煤粉喷吹一、高炉煤粉喷吹概述近年来随着钢铁行业的高速发展，矿石资源和焦炭资源日趋紧张，节能降耗已经成为钢铁行业刻不容缓的重大课题，而炼铁系统又占钢铁行业能耗的70％左右，是名副其实的耗能大户，而高炉煤粉喷吹系统在高炉生产过程中已成为节焦和改进冶炼工艺最有效的措施之一。
喷煤工艺种类繁多，按喷吹方式可分为直接喷吹和间接喷吹，按喷罐布置可分为并罐布置和串罐布置，按喷吹管路可分为多管路喷吹和单管路加分配器喷吹，按制粉系统烟气循环方式可分为引热风炉废气和烟气自循环方式。
完整的高炉喷煤工艺流程应包括原煤储运系统、制粉系统、煤粉输送系统、喷吹系统、供气系统和煤粉计量系统，最新设计的高炉喷煤系统还包括整个喷煤系统的计算机控制中心。
二、工艺介绍高炉喷煤就是把原煤（无烟煤、烟煤）经过烘干、磨细，用压缩空气输送，通过喷煤枪从高炉风口直接喷入炉缸的生产工艺。
高炉喷煤系统的工艺流程主要由原煤贮运、煤粉制备、煤粉喷吹、热烟气和供气等几个部分组成。
如下图所示。
1. 原煤储运系统：为保证高炉喷煤作业的连续性和有效性，在喷煤工艺系统中，首先要考虑的是建立合适的原煤储运系统，该系统应包括综合煤场、煤棚、储运方式。
为控制原煤粒度和除去原煤中的杂物，在原煤储运过程中还必须设置筛分破碎装置和除铁器。
筛分破碎即可以控制磨煤机入口的原煤粒度，除铁器则主要用于清除煤中的磁性金属杂物2. 煤粉制备系统: 煤粉制备是指通过磨煤机将原煤加工成粒度和含水量均符合高炉喷吹需要的煤粉。
制粉系统主要由给料、干燥与研磨、收粉与除尘几部分组成。
3. 喷吹系统：喷吹系统由不同形式的喷吹罐组和相应的钟阀、流化装置等组成。
煤粉喷吹通常是在喷吹罐组内充以压缩空气，在自混合器引入二次压缩空气将煤粉经管道和喷枪喷入高炉风口。
钢铁厂高炉喷煤系统原理详细介绍（一）
炉内压差。 –喷煤降低理论燃烧温度，降低压差。 –降低燃烧焦点温度，减少SiO2还原，产生的SiO减少。 有利于采用富氧燃烧焦点温度过高； n煤气量降低，炉身部炉料加热变差。 –喷煤的作用 n降低理论燃烧温度； n降低燃烧焦点温度； n增加炉缸煤气量。 调节炉况 –常用调节炉况的手段 n风温：通常不使用 n风量：通常不使用 n焦炭负荷：滞后 n鼓风湿分：灵敏，但不利于降低能耗 –喷煤调节炉况：较快。
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钢铁厂高炉喷煤系统原理详细介绍（一）
目前高炉冶炼钢铁需要用焦炭，焦炭在高炉中的作用是提供冶炼过程需要的热量；还原铁矿石需要的还原剂；以及维持 高炉料柱（特别是软熔带及其以下部位）透气性的骨架等等。高炉喷吹煤粉是从高炉风口向炉内直接喷吹磨细了的无烟煤煤粉 或烟煤煤粉或这两者的混合煤粉，以替代焦炭起提供热量和还原剂的作用，从而降低焦比，降低生铁的成本，它是现代高炉冶 炼的一项重大的技术革命。
制，烟煤一般不超过120~130℃，褐煤一般不超过100℃。 –磨煤设备：球磨机或中速磨 n球磨机： –优点：对煤种适应性强，安全可靠，维护工作量少； –缺点：噪声大，电耗高，外形尺寸大。 n中速磨： –优点：电耗低，噪音小，防爆性好，调节性和均匀性好。 –缺点：对煤种变化敏感。 n喷吹罐 n双罐并列式： –上为贮煤罐，下为喷煤罐。 –优点：高度低，称量准确，可靠性高。 –缺点：占地面积大，设备多，投资略高。 n三罐单列式： –上为收集罐，中为贮煤罐，下为喷吹罐。 –优点：占地面积小，装置简单设备少，投资低。 –缺点：贮煤罐和喷吹罐之间硬连接，影响称量的准确性。 n供煤方式和煤粉分配器 –各风口单独供粉： –向高炉集中供粉，采用煤粉分配器将煤粉分配到各个风口。
一、高炉喷煤的意义
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钢铁厂高炉喷煤系统原理详细介绍（一）
目前高炉冶炼钢铁需要用焦炭，焦炭在高炉中的作用是提供冶炼过程需要的热量；还原铁矿石需要的还原剂；以及维持 高炉料柱（特别是软熔带及其以下部位）透气性的骨架等等。高炉喷吹煤粉是从高炉风口向炉内直接喷吹磨细了的无烟煤煤粉 或烟煤煤粉或这两者的混合煤粉，以替代焦炭起提供热量和还原剂的作用，从而降低焦比，降低生铁的成本，它是现代高炉冶 炼的一项重大的技术革命。
制，烟煤一般不超过120~130℃，褐煤一般不超过100℃。 –磨煤设备：球磨机或中速磨 n球磨机： –优点：对煤种适应性强，安全可靠，维护工作量少； –缺点：噪声大，电耗高，外形尺寸大。 n中速磨： –优点：电耗低，噪音小，防爆性好，调节性和均匀性好。 –缺点：对煤种变化敏感。 n喷吹罐 n双罐并列式： –上为贮煤罐，下为喷煤罐。 –优点：高度低，称量准确，可靠性高。 –缺点：占地面积大，设备多，投资略高。 n三罐单列式： –上为收集罐，中为贮煤罐，下为喷吹罐。 –优点：占地面积小，装置简单设备少，投资低。 –缺点：贮煤罐和喷吹罐之间硬连接，影响称量的准确性。 n供煤方式和煤粉分配器 –各风口单独供粉： –向高炉集中供粉，采用煤粉分配器将煤粉分配到各个风口。
一、高炉喷煤的意义
浅谈马钢新区高炉制粉喷吹系统
浅谈马钢新区高炉制粉喷吹系统贺仁亮高炉制粉喷吹系统是世界炼铁正在迅速发展的一项重大技术，其目的是在高炉冶炼技术中，扩大高炉燃料来源，从风口向高炉喷吹煤粉，以价格低的煤粉替代价格昂贵的冶金焦，改善高炉的操作条件；增加高炉的调剂手段；最终达到节焦增产的目的。
我自2006年从马钢老区调入新区参加马钢新区建设一直都在从事高炉制粉喷吹的仪控安装，调试及维护工作。
下面是我对马钢新区高炉制粉喷吹系统工艺的一些简单阐述。
一、制粉工艺简介马钢新区高炉制粉系统采用中速磨加一级布袋收粉工艺，共设置3个制粉系列,全负压运行。
用合格烟气作原煤干燥剂。
原煤来自原煤场，经配煤、过滤大块和除铁后送至喷煤主厂房的三个原煤仓内，原煤仓贮存的原煤经原煤仓下设置的计量式给煤机均匀给入中速磨。
干燥剂通过袋式收尘器后的排粉风机吸入系统。
原煤在中速磨内同时进行磨细和干燥，粒度较大的粒煤在中速磨内循环磨碎，合格的煤粉沿上升管道进入气箱脉冲袋式收尘器被收集入灰斗，被分离后的含尘浓度小于50mg/Nm3的尾气通过排粉风机排入大气。
灰斗中的煤粉由布袋收尘器落煤管通过叶轮排粉机、煤粉筛排入煤粉仓；煤粉仓下部钟阀、软连接与喷吹系统的喷吹罐相连。
原煤中硬度较大的杂物如煤矸石等经中速磨排渣口排出。
高浓度袋式收尘器为露天安装，脉冲用气为氮气。
为防止结露，影响煤粉输送，收尘器在工作时须维持一定的温度（65℃～110℃）,因此，自中速磨出口至收尘器进口间的上升管道、收尘器本体外层都采取了保温措施。
系统中中速磨入口、煤粉仓、收尘器出口设置了O、CO浓度监控仪，当浓度达到设定报警值时，可采取充氮气2保护等措施。
中速磨进出口、煤粉仓、收尘器出口设置了温度监控仪，当温度达到设定报警值时，可采取相应措施，确保系统安全。
工艺流程：二、喷吹工艺简介马钢新区两座高炉各设有一套（3个喷吹罐）并罐喷吹系统,采用高压并列罐总管加炉前分配器方案,连续地向高炉喷吹煤粉。
由计算机自动控制倒罐作业，也可由人工在计算机上手动控制倒罐作业，并应用了喷吹罐卸压氮气回收技术。
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7 高炉喷吹煤粉系统
高炉喷煤系统主要由原煤贮运、煤 粉制备、煤粉喷吹、热烟气和供气等几 部分组成，其工艺流程如下：
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高炉喷煤系统工艺流程
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1.原煤贮运系统： 原煤用汽车或火车运至原煤场进行堆放、
贮存、破碎、筛分及去除其中金属杂物等， 同时将过湿的原煤进行自然干燥。
致有以下四种： 1）重力分离。
原理：气流在垂直上升的过程中，当流入截 面较大的空间时，气流速度降低，减小对煤粉的 浮力，大颗粒的煤粉随即分离沉降。
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2）惯性分离。 原理：在气流拐弯时，利用煤粉的惯性力把粗
粉分离出来，即惯性分离。 3）离心分离。
原理：粗颗粒煤粉在旋转运动中依靠其离心力 从气流中分离出来，称为离心分离。气流沿圆形容 器的圆周运动时，由于大颗粒煤粉具有较大的离心 力而首先被分离出来。
设备笨重，系统复杂，建设投资高，金属消耗多，噪 音大，电耗高，并且即使在断煤的情况下球磨机的电耗也 不会明显下降。
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（2）中速磨煤机 中速磨优点：
结构紧凑、占地面积小、基建投资低、噪声 小、耗水量小、金属消耗少和磨煤电耗低。但是 不能磨硬质煤，原煤中的铁件和其它杂物必须全 部去除。
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MPS磨煤机
配置三个大磨辊，磨辊的位置固定，互成120º角，与垂 直线的倾角为12～15º，在主动旋转着的磨盘上随着转动，在 转动时还有一定程度的摆动。磨碎煤粉的碾磨力可以通过液 压弹簧系统调节。原煤的磨碎和干燥借助干燥气的流动来完 成的，干燥气通过喷嘴环以70～90m/s的速度进入磨盘周围， 用于干燥原煤，并且提供将煤粉输送到粗粉分离器的能量。 合格的细颗粒煤粉经过粗粉分离器被送出磨煤机，粗颗粒煤 粉则再次跌落到磨盘上重新碾磨。
高炉喷煤系统主要由原煤贮运、煤 粉制备、煤粉喷吹、热烟气和供气等几 部分组成，其工艺流程如下：
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高炉喷煤系统工艺流程
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1.原煤贮运系统： 原煤用汽车或火车运至原煤场进行堆放、
贮存、破碎、筛分及去除其中金属杂物等， 同时将过湿的原煤进行自然干燥。
致有以下四种： 1）重力分离。
原理：气流在垂直上升的过程中，当流入截 面较大的空间时，气流速度降低，减小对煤粉的 浮力，大颗粒的煤粉随即分离沉降。
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2）惯性分离。 原理：在气流拐弯时，利用煤粉的惯性力把粗
粉分离出来，即惯性分离。 3）离心分离。
原理：粗颗粒煤粉在旋转运动中依靠其离心力 从气流中分离出来，称为离心分离。气流沿圆形容 器的圆周运动时，由于大颗粒煤粉具有较大的离心 力而首先被分离出来。
设备笨重，系统复杂，建设投资高，金属消耗多，噪 音大，电耗高，并且即使在断煤的情况下球磨机的电耗也 不会明显下降。
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（2）中速磨煤机 中速磨优点：
结构紧凑、占地面积小、基建投资低、噪声 小、耗水量小、金属消耗少和磨煤电耗低。但是 不能磨硬质煤，原煤中的铁件和其它杂物必须全 部去除。
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MPS磨煤机
配置三个大磨辊，磨辊的位置固定，互成120º角，与垂 直线的倾角为12～15º，在主动旋转着的磨盘上随着转动，在 转动时还有一定程度的摆动。磨碎煤粉的碾磨力可以通过液 压弹簧系统调节。原煤的磨碎和干燥借助干燥气的流动来完 成的，干燥气通过喷嘴环以70～90m/s的速度进入磨盘周围， 用于干燥原煤，并且提供将煤粉输送到粗粉分离器的能量。 合格的细颗粒煤粉经过粗粉分离器被送出磨煤机，粗颗粒煤 粉则再次跌落到磨盘上重新碾磨。
高炉煤粉喷吹系统
高炉煤粉喷吹系统
才野光男;邓志贤
【期刊名称】《钢铁译文集》
【年(卷),期】1989(000)005
【总页数】17页(P72-88)
【作者】才野光男;邓志贤
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TF325.63
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1.高炉煤粉喷吹系统中喷吹罐下料阀的选用 [J], 范超
2.煤粉灰分成渣特性对高炉喷吹煤粉性能的影响 [J], 孙忠贵
3.通过采用混合煤来提高高炉喷吹煤粉的喷吹率 [J], Korth.,B;杨婉萍
4.高炉煤粉喷吹控制系统 [J], 吉勇
5.高炉煤粉喷吹系统流化装置优化改进 [J], 常学峰;张亮
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