更全的杂志信息网

宝钢高炉喷吹配合煤优化方案研究

更新时间:2009-03-28

高炉喷煤对于钢铁企业节能减耗、降低成本、实现环境友好有着重大的促进作用[1]。高炉喷吹煤粉是直接向高炉风口回旋区喷吹一定粒度的无烟煤、烟煤或两者的配合煤,替代部分冶金焦提供热量和还原剂,可降低高炉焦比和生铁冶炼成本,具有较好的经济效益[2]

高炉喷煤通常采用单一煤种,即全为无烟煤或烟煤。无烟煤含碳量高,挥发分低,喷吹无烟煤安全问题易解决。但无烟煤灰分高,不易燃烧,影响煤粉燃尽率。另外,无烟煤煤粉硬度高,制粉能耗高。与无烟煤相比,烟煤具有较好的燃烧性和可磨性,且烟煤的着火点低于无烟煤,燃烧产生的还原性气体多,有利于炉内间接还原,但烟煤含碳量低,置换比易受到影响,烟煤挥发分高,增大烟煤喷入量会增加煤粉爆炸的危险,需要有严格的安全措施[3,4]。因此,国内外研究者便将目光转向喷吹烟煤与无烟煤的配合煤,结果发现配合煤煤粉的燃烧率明显提高,置换比上升。有研究表明,烟煤配比在20%~50%时,烟煤配比每提高10%,燃烧率提高11%左右,最高可提高到21%[5]

本实验在保证喷吹系统安全的情况下,将宝钢所用FSF烟煤和其他无烟煤进行配合喷吹,研究烟煤配入量增加时配合煤的燃烧特性和产生煤气量及成分对高炉内气流稳定性的影响,对配合煤进行综合性研究,并与基础实验对比,确定最佳烟煤配入量和最优配合煤种及配比。

发 行: 国内邮发代号:8-276 国际邮发代号:BM 4887 每期10.00元,全年120.00元

实验部分

实验仪器设备及煤样

实验中所用到的主要仪器设备如表1所示。

 

表1 实验所用主要仪器设备

  

仪器设备名称 型号规格 用途电子分析天平 AL204型 称量真空干燥箱 DZF-200型 真空干燥马弗炉 XL-1箱式高温炉 煅烧沉降炉 自主设计的半工业化高温沉降炉 模拟高炉燃烧电热鼓风干燥箱 101-2AB 干燥

实验所用煤样为宝钢提供的11种煤,其中烟煤为神府烟煤FSF,涉及10种无烟煤代号分别是FJZ、FYC、FYX、FCC、FZZ、FAFL、FAYB、FCBR、FTX、FGP。实验过程中用到10种简单配合煤为35%FSF + 65%无烟煤(配合煤比例为质量分数)。由三种以上煤种混合而成的复杂配合煤按热值高低选择55种配合方案列于表2。

煤的工业分析

煤的工业分析包括煤的水分、灰分、挥发分和固定碳4项测定。利用工业分析结果,可以基本掌握各种煤的质量、工艺性质及特点。对各单种煤样进行常规的工业分析,实验结果如表3。

 

表2 复杂配合煤方案 (质量分数,%)

  

 

表3 单种煤工业分析

  

煤样 灰分Ad /% 挥发分Vd /% 水分Mt /% 固定碳FC/% 热值/(MJ/kg)FSF 6.56 26.85 13.75 52.84 29.15 FYX 9.97 7.54 6.82 75.67 32.12 FAYB 9.28 8.36 9.05 73.31 31.82 FJZ 10.66 6.78 4.07 78.49 31.17 FYC 10.12 8.32 6.68 74.88 31.36 FTX 8.50 8.34 6.44 76.72 32.90 FCC 9.81 10.58 6.09 73.52 32.02 FZZ 11.05 8.19 6.12 74.64 31.42 FGP 10.31 8.14 6.95 74.60 30.61 FCBR 8.71 14.60 2.99 73.70 33.07 FAFL 7.68 14.32 7.84 70.16 32.43

根据表3数据可看出,神府烟煤FSF与其他无烟煤相比具有低灰分、高挥发分、高水分、低固定碳和低热值等特点。在无烟煤中热值最高的为FCBR无烟煤,接下来依次为FTX、FAFL、FYX。表3中用下划线标出了4种高热值的无烟煤,以热值为衡量指标来确定配合煤所配煤种。

沉降炉实验

热重分析和沉降炉实验是研究燃煤燃烧性能的主要方法。本实验采用沉降炉模拟法来测试煤粉燃烧性。煤粉燃烧性可在一定程度上反映煤粉在高炉中的燃烧情况。沉降炉模拟中以燃尽率的高低来反映炉内煤粉的燃烧性能,燃尽率越高,说明煤燃烧的效果越好[6]

苏秋琴不只是带走了白玉儿,她还带走了毛娣、黄小燕和米菊等几个女人,村里也就越发的冷清了;癞阿小不知又从哪儿冒了出来,而且盯上了柳红。他在小店里跟人搓麻将时,就跟人家说,村里除了柳红,现在再也没有其他女人看得上眼了。柳红下地干活,癞阿小就像一株玉米树竖在田野上;柳红跑去镇上卖蔬果,癞阿小又像黄鼠狼围着鸡转个不停地跟着她;尤其让柳红气愤的是,那天傍晚她在自家院子里冲凉,癞阿小竟从院墙外扔石子进来,而且很准地扔在她身上。柳红把这事告诉了苏长河。苏长河就天天候在院门外,有一天听到他的声响,苏长河大喝一声癞阿小,猛地掷过去一块断砖,吓得他拔腿就逃,从此就不敢接近柳红了。

图2 中标出了每个区间综合因子的最大值与最小值。综合因子根据煤气量和挥发分综合评价分析计算得出,其值越大表明该种煤粉的喷吹对高炉气流稳定越有利。由图2可以看出,标出的最小综合因子的煤种分别为14#、27#、39#、46#、57#,其大小排序为:27#<39#<14#<57#<46#,这几种复杂配合煤的特点为FYX煤种配比相对较高,FTX的配比均为15%;标出最大因子的煤种分别为19#、31#、43#、53#、67#,其大小排序为:19#<31#<53#<67#<43#,这几种复杂配合煤的特点为FYX的配入量为0。综上分析可知:FYX的配入量较小时,可以更好保证高炉气流分布稳定。

2014年9月,在仁川亚运会花样游泳集体项目比赛中,中国花样游泳队以185.7221分夺得亚运会金牌。

 

式中,A0为原煤灰分,Ai为灰样的灰分(干燥基)[6]

学生能否从数学的角度观察现实生活中的事物,从而发现和提出有价值的数学问题是其数学意识强弱的重要标志。正如爱因斯坦说过:“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。”所以,教师作为学生数学学习活动的组织者、引导者与合作者,要科学合理地创设教学情境,让学生成为数学问题的发现者与解决者。下面,笔者主要围绕数学中问题解决的相关问题,谈谈自己的几点经验。

喷吹煤粉会在燃烧过程中产生煤气,而煤气量与成分又与煤粉性质有关。根据煤粉在沉降炉中的燃烧程度,会产生CO和CO2,煤气量及成分影响高炉内气流的稳定性,从而影响配合煤粉的燃烧程度。用烟气分析仪对沉降炉内煤粉燃烧后煤气量和成分进行综合分析,力求在改变烟煤配入量的同时,使喷煤燃烧产生的煤气对高炉气氛稳定性的影响降至最低。

复杂配合煤的燃尽率R见表6,由于数据较多,因此将数据根据煤种配比表进行分组。

结果与分析

煤粉燃尽率分析

由表5可知,在无烟煤中加入烟煤,其燃尽率都有所提高。简单配合煤中35%FSF +65%FCBR的燃尽率最高,35%FSF +65%FTX的燃尽率最低,其余简单配合煤燃尽率分布在70%~80%,相比单种煤燃尽率有所提高。

由表4可知,单种煤中烟煤FSF的燃尽率最高可达95.53%,无烟煤FYX的燃尽率最低为60.67%。而且无烟煤燃尽率要远低于烟煤。单种煤燃尽率由大到小的顺序为:FSF>FCC>FYC>FAFL>FAYB>FJZ>FCBR>FGP>FZZ>FTX>FYX。

两种配合煤燃尽率测试结果,如表5。

由沉降炉实验可得出各煤种的燃尽率,如表4。

补述点染表达,能够给学生更多的自我倾诉机会,让他们在有效融入文本语篇的阅读中生成丰富感知。突出拓展延伸,利于学生在围绕中心和深入探读的基础上获得独特感知,便于他们在围绕语篇进行深入解读中形成丰富感悟。补述点染,更能够让学生在身临其境的过程中主动锦上添花,提升语用技能。

应用综合分析法以灰分、固定碳、燃尽率、热值为因素对置换比进行分析,分析时先对各因素进行归一化处理后再进行综合分析,权重因子分别设为:{灰分;固定碳;燃尽率;热值}={0.1;0.1;0.2;0.6},分析结果如图3所示。

通过表6可知,2005年运营指南的变化体现了小学一、二年级第一阶段信息技术的教育内容,并将5个领域的学习内容全部呈现,强调早期信息教育课程的内涵。2000年运营指南的5个领域中只呈现了3个领域的学习内容。2015年虽然修订成4个领域,但各领域核心概念、基础知识、学习要素及学习目标表述非常详细[7]。说明韩国非常重视信息技术教育,为提高人们对信息技术教育重要性的认识,从小学阶段便开始实施信息技术教育,为实现IT强国梦奠定基础。

 

表4 单种煤燃尽率

  

煤样 FSF FAYB FZZ FYC FGP FTX FAFL FJZ FCBR FYX FCC燃尽率/% 95.53 73.5 66.8 75.6 68.48 62.84 74.71 73.42 73.12 60.67 77.59

 

表5 两种煤配合的简单配合煤燃尽率

  

煤样 燃尽率R/% 煤样 燃尽率R/%65%FAYB 73.88 65%FAFL 80.86 65%FZZ 77.86 65%FJZ 73.84 65%FYC 76.40 65%FCBR 86.36 65%FGP 81.62 65%FYX 71.05 65%FTX 64.32 65%FCC 80.08

 

表6 复杂配合煤燃尽率

  

第1组 第2组 第3组 第4组 第5组 第6组煤样 R/% 煤样 R/% 煤样 R/% 煤样 R/% 煤样 R/% 煤样 R/%13# 76.06 14# 71.39 15# 74.29 16# 77.81 17# 62.34 18# 72.55 24# 74.45 25# 75.75 26# 78.72 27# 80.01 28# 71.86 29# 76.58 35# 69.90 36# 74.12 37# 83.75 38# 75.12 39# 73.75 40# 77.74 46# 82.85 47# 74.86 48# 80.65 49# 78.07 50# 86.74 51# 79.61 60# 81.94 61# 80.87 62# 88.29 57# 79.79 58# 78.82 59# 86.17第7组 第8组 第9组 第10组 第11组煤样 R/% 煤样 R/% 煤样 R/% 煤样 R/% 煤样 R/%19# 75.17 20# 73.78 21# 74.54 22# 76.54 23# 76.05 30# 76.62 31# 73.11 32# 78.74 33# 78.39 34# 79.60 41# 76.04 42# 77.31 43# 77.30 44# 79.11 45# 78.02 52# 78.21 53# 81.17 54# 78.33 55# 77.63 56# 80.35 63# 81.88 64# 79.48 65# 86.99 66# 81.71 67# 77.45

煤气综合分析

用烟气分析仪对沉降炉煤粉燃烧后烟气进行分析,可得到CO2、CO、O2在燃烧过程中的变化曲线(曲线纵坐标表示CO2、CO、O2烟气体积含量)。可磨性分析和热重分析实验得出:烟煤配比为45%时,配合煤的可磨性和燃烧性相对较好,考虑到本实验中配煤方案较多且气体曲线变化趋势相似,因此在这里只对烟煤配比为45%的煤样进行气体曲线分析。

由图1曲线变化可知,CO2曲线在燃烧初始和燃烧结束时降到最低,在燃烧过程中CO2一直保持较高水平,且波动不是很大,其波动情况反映煤粉在沉降炉中的燃烧过程的稳定情况;CO曲线在燃烧初始和燃烧结束时处于最高值,是因为刚开始煤粉进入沉降炉还未来得及完全燃烧,在燃烧过程中CO值处于较低水平,因含量较低所以曲线波动较大,且在燃烧过程中有CO含量为0的区间,这些区间内煤粉燃烧较完全,CO没有产生或产生较少;O2曲线变化和CO2曲线变化相反,燃烧初始和结束时较高,在煤粉燃烧过程中都处于较低的水平,曲线变化较平稳波动不大。

应用曲线积分法得到煤粉在沉降炉中燃烧产生的总煤气量。因煤气出口到烟气分析仪的距离是一定的,忽略煤气温度差异,因此此处计算所得的煤

气量都是相对量。分别对煤气量和挥发分做归一化处理,进行综合分析,因煤气量和挥发分分析主要是为了保证高炉气流分布稳定,因此权重因子分别取{煤气量;挥发分}={0.7;0.3},具体值见图2。

  

图1 气体变化曲线(46#~56#)

  

图2 煤气量与挥发分综合分析

沉降炉实验条件:给粉量为0.3 g/min,气氛为体积比25%富氧(25%氧气,75%氮气),温度为1250℃。采用马弗炉二次高温焙烧可以获得原煤和灰样中的灰分量,再根据灰分示踪法计算不同燃烧温度下煤的燃尽率。燃尽率计算公式(1):

在烟煤FSF配入量为30%和45%时综合因子波动较小,在配入量为40%时波动较大。由图2知当烟煤配比为45%时,综合因子整体较高,波动也较小,即烟煤配比在45%时高炉喷煤对高炉气流稳定性的影响较小。以高炉气流稳定为目标,烟煤配比为45%时,较好的配煤方案为:53#、52#、54#;烟煤配比为40%时,较好的配煤方案为:43#、41#、40#。

根据表6,配合煤的燃尽率基本变化趋势是:随着烟煤FSF配比增加,燃尽率有增加趋势,其中燃尽率变化趋势较好的为第6、7组:第6组配合煤中无烟煤FCBR配比最高,FYX配比为0;第7组配合煤中无烟煤FAFL配比最高,FYX配比为0。由此可看出无烟煤中没有FYX煤时,煤粉燃尽率变化规律性较好。第11组配合煤的特点是FTX煤配比为30%,是各配合煤中配比最高的一组,煤粉燃尽率变化范围小,说明烟煤的配比提高时,对该组煤的燃尽率影响不大。第1、4组煤粉燃尽率变化较为剧烈,而第1、4组恰好是无烟煤配比中FYX配比最高的两组。由分析可以得出:配合煤的燃尽率随烟煤FSF的配比增加而上升;配合煤中,无烟煤FYX、FTX的配入都会使燃尽率波动较大,可选择尽量少配入或不配入;配合煤中,无烟煤FCBR、FAFL的配入可以稳定煤粉的燃烧,燃尽率变化趋势较明显。

置换比综合分析

置换比为高炉喷吹其他燃料时,单位质量的燃料取代焦炭的质量。置换比与该种燃料中C、H元素含量及该种燃料在风口高温区分解吸热量有关。结合本实验,置换比主要与喷吹煤粉灰分含量、固定碳含量、热值及燃尽率有关。喷吹煤粉在高炉所起的主要作用为替代部分焦炭提供热量,因此煤粉热值对置换比影响较大。

课堂中的所有元素都应该相互协同合作的,教师和学生作为课堂中的两个参与者,师生之间的互动交流是不可缺少的。纵观当前的高中英语课堂,教学氛围比较压抑,师生之间的交流不多,一般总是教师单方面的滔滔不绝的讲述,学生没有参与其中,只是被动的接受知识灌输,实际上只有在师生之间友好交流的过程中,才能带动学生参与学习,达到高效教学的效果,同时也增进了师生感情。因此,教师应该注重搭建师生互动平台,在教学中要设计更多师生之间交流反馈的机会,比如可以开展小组合作学习,让学生自主讨论出一篇课文中比较难以理解的词汇释义或者句型语法,然后教师再引导他们进行解决,这有助于锻炼学生的感知力和表达能力,真正实现师生协调发展。

  

图3 复杂配合煤置换比变化

根据图3可见置换比的变化规律:

主题学习的具体过程:1)选择主题,学生、教师单独选取,或者师生共同选择;2)确定核心概念,尽可能避免学生偏离学习主题;3)提出引导性问题,毕竟学习时间是有限的,引导性问题能够引导学生在有限的时间内对应该深入探究的问题进行探究;4)布置学习任务,从外部驱动学习者学习;5)设计学习内容,因为主题学习内容包括课程既定内容和与主题相关的内容,故要通过设计学习内容将二者进行整合;6)确定学习资源,一般来说,任何形式的资源都可用来支持主题学习;7)设计学习活动,这是主题学习的核心环节;8)形成一个时间表,可根据实际情况具体设计;9)评价,注重过程性的评价。此过程如图1所示。

(1) 在无烟煤配入煤种相同时,随着烟煤配比增加置换比降低,这是因为烟煤热值低于无烟煤;

(2) 在烟煤相同的情况下,置换比变化基本呈抛物线形,抛物线最高点分别为21#、32#、43#、54#、59#,抛物线最低点分别为24#、35#、46#、57#,根据其配比可知,这几组复杂配合煤中FCBR的配比最高,为35%;

(3) 并不是烟煤配比提高,其置换比就会下降,无烟煤配入煤种也影响置换比变化;

(4) 烟煤配比为45%时,置换比较高的配合煤为:50#、51#、53#、54#。烟煤配比为40%时,置换比较高的配合煤为:40#、42#、43#。

晏阳初是平民教育者,他曾在香港、美国等地学习政治经济,通过中西文化对比,他找到了中国“事事不如人”的根本原因——中国的人,具体的说是中国的平民,其中农民占绝大多数。由此,他提出了 “民族再造”的思想,主张从中国农民的“愚、贫、弱、私”四大弊病入手,进行农村的政治、教育、经济、自卫、卫生和礼俗六个方面的建设。1926年,晏阳初在河北定县开始乡村平民教育实验,他为农村建设开出的药方是“除文盲,做新民”,他主张“博士下乡”,用文艺教育来治疗愚昧,用生计教育来治疗贫穷,用卫生教育来治疗体弱,用公民教育来治疗自私。

结束语

由沉降炉模拟燃烧实验可知,配合煤的燃尽率随烟煤FSF的配比增加而上升;配合煤中,无烟煤FYX、FTX的配入都会使燃尽率波动较大,可选择尽量少配入或不配入;配合煤中,无烟煤FCBR、FAFL的配入可以稳定煤粉的燃烧,燃尽率变化趋势较明显。

由沉降炉模拟燃烧实验的气体分析可知,当烟煤配比为45%时,综合因子整体较高,波动也较小,因而高炉喷煤对高炉气流稳定性的影响较小。以高炉气流稳定为目标,烟煤配比为45%时,较好的配煤方案为:53#、52#、54#,烟煤配比在40%时,较好的配煤方案为:43#、41#、40#。

以置换比为目标得出较优的配煤方案为:烟煤配比为45%时,置换比较高的配合煤为:50#、51#、53#、54#;烟煤配比为40%时,置换比较高的配合煤为:40#、42#、43#。

因此,从置换比和高炉气流稳定性两方面综合考虑,在高炉气流稳定条件下,烟煤配比为45%时,置换比较高的配煤方案为53#、54#;烟煤配比为40%时,置换比较高的配煤方案为40#、43#。

孕妇入组后即接受常规产前检查;定期接受营养门诊指导,制订科学、合理的膳食食谱;每周三08:30~10:00参加孕妇学校的孕期健康教育课程学习,内容包括孕期、分娩期、产褥期知识3大方面。

参考文献

[1] 温大威.高炉喷煤技术现状及发展.世界钢铁,2003(3):1

[2] Shen Y S, Guo B Y, Yu A B, et al. Three-dimensional modelling of in-furnace coal/coke combustion in a blast furnace. Fuel, 2011,90(2):728

[3] 浦以康, 胡俊, 贾复. 高炉喷吹用烟煤煤粉爆炸特性的实验研究. 爆炸与冲击, 2000, 20(4):303

[4] 金龙哲, 金岩辉, 张俊燕,等. 高炉喷吹用潞安贫瘦煤爆炸下限与返回火焰长度的实验研究. 中国安全科学学报, 2005,15(11):61

[5] 陈春元, 杜国萍. 包钢高炉进一步提高烟煤配比实验室研究. 包钢科技, 2004, 30(5):33

[6] 王培平, 陈旺生, 韩军,等. 高炉喷吹煤评价及配比优化. 工业安全与环保, 2012, 38(6):91

 
吴平生
《金属世界》 2018年第03期
《金属世界》2018年第03期文献

服务严谨可靠 7×14小时在线支持 支持宝特邀商家 不满意退款

本站非杂志社官网,上千家国家级期刊、省级期刊、北大核心、南大核心、专业的职称论文发表网站。
职称论文发表、杂志论文发表、期刊征稿、期刊投稿,论文发表指导正规机构。是您首选最可靠,最快速的期刊论文发表网站。
免责声明:本网站部分资源、信息来源于网络,完全免费共享,仅供学习和研究使用,版权和著作权归原作者所有
如有不愿意被转载的情况,请通知我们删除已转载的信息 粤ICP备2023046998号