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高炉喷吹煤粉是现代高炉炼铁生产广泛采用的技术,其意义在于降低焦比,降低生铁成本,改善高炉的冶炼过程。国内高炉喷吹煤种以无烟煤为主,由于我无烟煤资源有限,不能满足高炉喷煤技术长远发展的需要。由于贫瘦煤具有基本无结焦核,挥发分比无烟煤略高,燃烧性和反应性比无烟煤好等特点,被越来越多的机构重视开发成为高炉喷吹煤。但与无烟煤相比,贫瘦煤的挥发分较高,而其安全性尚未进行系统研究。因此,系统研究贫瘦煤的安全性,解决高炉喷吹贫瘦煤过程中整个喷吹系统安全问题,必将促进高炉炼铁技术的发展,节省炼铁成本,带来巨大的社会效益和经济效益。
本文在分析高炉喷煤系统工艺流程的基础上,结合预先危险性分析和事故树等分析方法,对储煤场、干燥气、制粉、输送以及喷吹等子系统进行了危险源辨识和安全评价工作。其次通过建立数值回归方程和解耦控制运算等数学方法,分别建立了关于贫瘦煤最低着火温度和最大爆炸压力的计算模型,和关于各喷吹子系统数学监控计算模型。最后将相关数学计算模型进行集成,应用VisualBasic6.0开发了“高炉喷吹贫瘦煤安全监控系统”,该系统具有模型计算、信息收集、信息查询和统计分析等功能,能够为高炉喷吹贫瘦煤系统提供软件支持平台。
根据在首钢、武钢等现场所获得现场的运行数据,利用“高炉喷吹贫瘦煤安全监控系统”软件对高炉喷吹贫瘦煤的实际过程进行了仿真模拟,取得了理想的效果,从而对模型的合理性和实用性进行了验证。
本文的研究成果能够为我国高炉安全喷吹贫瘦煤提供技术支持,有利于节省我国炼铁生产的成本、减小环境的污染,符合我国可持续发展的需要。