高炉喷吹操作喷煤技术发展的主要趋势：

　　喷煤量大幅度提高，焦比大幅度降低。

　　高炉喷吹烟煤，或烟煤、无烟煤甚至褐煤进行混配喷吹。

　　在大量喷煤的同时采用高风温、富氧操作。

　　一.煤的化学组成与分类

　　1.煤的化学组成

　　各种化合形式的有机物质。

　　这些有机物的组成元素有C、H、O、N和一部分S。

　　灰分。

　　煤中不能燃烧的矿物质统称为灰分，由SiO2、Al2O3、CaO、MgO、Fe2O3、Na2O等矿物质组成。

　　根据灰分的来源，煤中的灰分分为原生灰分和再生灰分。

　　水分。

　　煤中的水分是有害成分。

　　煤中的水分以外部水分、吸附水分和结晶水三种形式存在。

　　2. 煤的化学成分表示方法

　　煤的成分通常用各组成物的质量百分含量来表示。通常要用下述几种表示方法：

　　应用成分。将碳、氢、氧、氮、硫、灰分和水分在应用基中的质量百分含量定义为煤的应用成分，表示方法为在对应组成的右上角加标y，即：

　　Cy+Hy+Oy+Ny+Sy+Ay+Wy=100%

　　干燥成分。用不含水分的干燥基中的各组分百分含量来表示煤的化学组成，用这种方法表示的成分称为煤的干燥成分，表示方法为在相应组成的右上角加标g，即：

　　Cg+Hg+Og+Ng+Sg+Ag=100%

　　可燃成分。用C、H、O、N、S在可燃基中的百分含量来表示，称为可燃成分，表示方法为在对应组成的右上角加标r，即：

　　Cr+Hr+ Or +Nr+Sr=100%

　　煤的工业分析成分。将一定重量的煤加热到110℃，使其水分蒸发以测出水分的百分含量w，，再在隔绝空气的条件下，将煤样加热到850℃，并测出挥发分的百分含量V，，然后再将煤样通以空气，使固定碳全部燃烧，以便测出灰分的百分含量A，后可确定出煤的固定碳百分含量为：

　　Cy=(100-(Wy+Ay+Vy))×100%

　　3.煤的分类

　　煤的分类主要是按使用上的要求、煤的质量特性、煤的变质特性等划分。

　　按煤的质量特性分类

　　按煤中灰分(A)含量分类：A≤15%，为低灰分煤;A=15%～25%，为中灰分煤;A= 25%～40%，为高灰分煤。

　　按煤中硫(S)含量分类：S≤l%，为低硫煤;S=1%～l.5%，为中硫煤;S>1.5%，为高硫煤。

　　按煤的发热量来分类

　　l kg煤完全燃烧后所放出的热量称为煤的发热量，单位为kJ/kg。

　　发热量有高发热量和低发热量两种表示方法。高发热量是在实验室条件下评价煤质的一个指标，而低发热量则主要用于燃烧计算和热工计算。

　　所谓高发热量QG，是指煤完全燃烧，并且燃烧产物冷却到使其中的水蒸气凝结成0℃的水时所放出的热量。

　　所谓低发热量QD，是指煤完全燃烧，并且燃烧产物中水蒸气冷却到20℃的蒸汽时所放出的热量。

　　QD>29300 kJ/kg，为高发热量煤;QD>25100～29300 kJ/kg，为中高发热量煤;QD >18800～25100 kJ/kg，为中发热量;QD>12500～18800 kJ/kg，为低发热量。

　　二.高炉喷吹用煤的性能要求

　　高炉喷煤对煤的性能要求：

　　1.煤的灰分越低越好，一般要求小于15%。

　　2.硫的质量分数越低越好，一般要求小于1.0%。

　　3.胶质层越薄越好，Y值应小于10mm，以免在喷吹过程中结焦堵塞喷枪和风口。

　　4.煤的可磨性要好，HGI值应大于50。

　　5.燃烧性和反应性要好。燃烧性和反应性好的煤允许大量喷吹，并允许适当放粗煤粉粒度，降低制粉能耗。

　　6.发热值越高越好。

　　三.喷煤工艺的基本流程

　　1.喷煤系统的组成

　　原煤贮运系统

　　该系统应包括综合煤场、煤棚、贮运方式。

　　综合煤场的设计，一般要充分考虑能分别堆放两种或两种以上原煤及其他喷吹物，并方便存取或按工艺需要进行配煤作业。

　　煤棚主要用于原煤的风干，以便于制粉，其设置应尽可能靠近制粉车间。

　　煤场与煤棚间的运输方式可以采用火车、汽车或皮带，而煤棚至制粉间通常采用皮带运输。

　　为控制原煤粒度和除去原煤中的杂物，在原煤贮运过程中还须设置筛分破碎装置和除铁器。

　　制粉系统

　　煤粉制备是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。在烟煤制粉中，还设置相应的惰化、防爆、抑爆及监测控制装置。

　　煤粉的输送

　　煤粉的输送有两种方式可供选择，即采用煤粉罐装专用卡车或采用管道气力输送。依据粉气比的不同，管道气力输送又分为浓相输送(μ>50 kg/kg)和稀相输送(μ=10～30 kg/kg)。

　　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，再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。

　　喷吹罐组可以采用并列式布置或采用重叠式布置，底罐只做喷煤罐。

　　供气系统

　　高炉喷煤工艺系统中主要涉及压缩空气、氮气、氧气和少量的蒸汽。

　　压缩空气主要用于煤的输送和喷吹，同时也为一些气动设备提供动力。

　　氮气和蒸汽主要用于维持系统的正常运行。

　　氧气则用于富氧鼓风或氧煤喷吹。

　　煤粉计量

　　目前煤粉计量主要有喷吹罐计量和单支管计量两大类。

　　喷吹罐计量，尤其是重叠罐的计量，是高炉实现喷煤自动化的前提。

　　单支管计量技术则是实现风口均匀喷吹或根据炉况变化实施自动调节的重要保证。

　　控制系统

　　高炉喷煤系统广泛采用了计算机控制和自动化操作。

　　控制系统可以将制粉与喷吹分开，形成两个相对独立的控制站，再经高炉控制中心用计算机加以分类控制;也可以将制粉和喷吹设计为一个操作控制站，集中在高炉控制中心，与高炉采用同一方式控制。

　　2.喷煤工艺流程的分类及特点

　　按喷吹方式分：

　　直接喷吹和间接喷吹。

　　直接喷吹方式是将喷吹罐设置在制粉系统的煤仓下面，直接将煤粉喷入高炉风口，高炉附近无需喷吹站。其特点是节省喷吹站的投资及相应的操作维护费用。

　　间接喷吹则是将制备好的煤粉，经专用输煤管道或罐车送入高炉附近的喷吹站，再由喷吹站将煤粉喷入高炉。其特点是投资较大，设备配置复杂，除喷吹罐组外，还配制相应的收粉、除尘装置。

　　按喷吹罐布置形式分：

　　并列式喷吹和串罐式喷吹。

　　为便于处理喷吹事故，通常并列罐数好为3个。并列式喷吹若采用顺序倒罐，则对喷吹的稳定性会产生一定的影响;而采用交叉倒罐则可改善喷吹的稳定性，但配备的测量和控制手段。另外，并列式喷吹占地面积大，但喷吹罐称量简单，投资较重叠式的要小。因此，常用于小高炉直接喷吹流程系统。

　　串罐式喷吹是指将两个主体罐重叠设置而形成的喷吹系统。其中，下罐也称为喷吹罐，它总是处于向高炉喷煤的高压工作状态。而上罐也称为加料罐，它仅当向下罐装粉时才处于与下罐相连通的高压状态，而其本身在装粉称量时，则处于常压状态。装卸煤粉的倒罐操作须通过连接上下罐的均排压装置来实现。根据实际需要，串罐可以采用单系列，也可采用多系列，以满足大型高炉多风口喷煤的需要。串罐式喷吹装置占地小，喷吹距离短，喷吹稳定性好，但称量复杂，投资也较大。这种喷吹装置是目前国内外大型高炉采用较多的一种喷吹装置。

　　按喷吹管路形式分：

　　多管式喷吹和单管路加分配器方式喷吹。

　　多管方式喷吹，是指喷吹罐直接与同风口数目相等的支管相连接而形成的喷吹系统。一般一根支管连接一个风口。其主要特点有：

　　①每根支管均可装煤粉流量计，用以自动测量和调节每个风口的喷煤量。其调节手段灵活，误差小，有利于实现高炉均匀喷吹和大喷煤量的操作调节。

　　②喷吹距离受到限制，一般要求不超过200～300 m。这是因为在喷吹距离相同的条件下，多管方式的管道管径小，阻力损失大，过长的喷吹距离将导致系统压力的增加，从而使压力超过喷吹罐的允许罐压**限。

　　③单支管流量计数目多，仪表和控制系统复杂，因此投资亦较大。

　　④支管数目多，需要转向的阀门太多，因此多管喷吹仅适用于串罐方式，而不适用于并列式。

　　单管加分配器方式，是指每个喷吹罐内接出一根总管，总管经设在高炉附近的煤粉分配器分成若干根支管，每根支管分别接到每个风口上。其主要特点有：

　　①一般在分配器后的支管上不装流量计，通过各风口的煤粉分配关系在安装试车时一次调整完毕，因此不能进行生产过程中的自动调节。此外，通过分配器对各支管煤粉量的控制精度不仅取决于分配器的结构设计，而且还受运行过程中分配器的各个喷嘴不等量磨损的影响。因此，需要经常加以检查和调整。

　　②系统的阻力损失较少，喷吹距离可达600 m。

　　③支管不必安装流量计，控制系统相对简化，投资较少。

　　④对喷吹罐的安装形式无特殊要求，既适用于并列式，又可用于串罐式。