υga ――管段内气体实际平均速度，m/s； D ――管段的内径，m； L ――管段的当量长度，m。
煤粉颗粒重力压损用下式计算：
?Pg??式中
Qi?H?10?4 (2-15)
1.02??ga?Ap
Qi ――喷煤量，kg/s； H ――垂直管段高度，m；
υga ――垂直管段内气体实际平均速度，m/s； Ap ――管段内面积，m2。
煤粉颗粒加速动力压损用下式计算：
?Pd?式中
2.1.7 喷吹烟煤设计中的安全措施 2.1.7.1 引起煤粉爆炸的条件
引起粉尘爆炸必须同时具备五个条件，缺一不可。这五个条件是： （1）
煤粉呈粉尘云状态，而不是粉尘层状态。例如，在煤粉仓料面上方的空间里，
Qi??e??b??10?4 (2-16)
1.02?g?Ap
υe ――管段内气体实际末速度，m/s； υb ――管段内气体实际初速度，m/s； Ap ――管段内面积，m2； g ――重力加速度， m/s 2。
有可能出现粉尘云；料面以下堆积的煤粉呈粉尘层状态。
（2） （3） （4） （5）
煤粉浓度处在爆炸界限范围之内。 具有足够的氧浓度。 具有足够的点火能量。
处在相对密闭的空间里，例如磨煤机、布袋、煤粉仓，磨煤系统管道，喷吹罐，
封闭式厂房等。
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在高炉喷煤设施的生产操作中，以上五个条件中的第（1）、（2）、（5）三个条件是无法防止的。以磨煤机为例，磨煤搅拌、煤粉颗粒上升回落，以及烟气带走煤粉，完全处在粉尘云状态。浓度通常在600g/Nm3～800 g/Nm3，正好处在爆炸条件最强的区域，又是一个相对密闭的容器，同时具备了上述三个条件。因此，在设计中采用的防爆措施重点应放在第（3）、（4）项上面。采取控制氧浓度的措施和消解点火的能量。 2.1.7.2 防爆措施
在设计喷吹烟煤或混合煤的设施中，主要的防爆措施有： （1）控制磨煤机系统烟气的含氧率不超过12％。
（2）从煤粉仓底部不间断地充入适量氮气，防止煤粉仓内煤粉自然。
（3）磨煤机、布袋收粉器、煤粉仓等处设氧含量和一氧化碳浓度在线监测装置，达到上限值时自动报警，达到上上限值时紧急充氮并停机。
（4）喷吹罐的充压、补压、流化必须使用高纯度的氮气（或其他惰性气体）。
（5）在喷吹管末端或在所有支管上设自动切换阀，当阀前压力降到等于热风压力加上偏差值时，自动切断喷煤通路（包括喷吹罐出口阀）打开气体通路，阻止炉内高温气体倒流进入喷吹总管甚至进入喷吹罐内。
（6）在喷吹系统中每个阀门都有一个安全位置，如果采用单控电磁阀控制，断电时各种阀门都应处在安全位置。如果采用双控电磁阀控制，遇到事故断电或紧急事故时，应设一个安全开关和手动按钮，可以自动或手动将所有阀门一起转到安全位置上。
以上仅仅是列出了一些主要的防爆安全措施。《规范》强调，当喷吹烟煤或混合煤时，煤粉制备、喷吹系统的设计应遵循GB16543《高炉喷吹烟煤系统防爆安全规程》的规定，必须设置安全设施。
2.1.8 磨煤机烟气自循环工艺 2.1.8.1 磨煤机烟气自循环工艺简介
国内高炉喷煤车间磨煤机烟气自循环工艺是近几年才开始应用的一项技术。过去我国高炉喷煤车间磨制无烟煤时，入磨干燥烟气由升温炉烟气加冷空气组成。20世纪90年代开始，多数高炉陆续改喷混合煤或烟煤。为了保证安全生产、控制磨煤机系统含氧率在12％以下，入磨干燥烟气改为由升温炉烟气与热风炉烟气组成，见图2-2。这两种方式只是进入磨煤机的烟气组
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合不同，都是通过主排风机把入磨烟气及其他进入磨煤机系统的气体全部排放，称之为直排式工艺。
图2-2 烟气直排式工艺
1－热风炉烟气；2－升温炉；3－磨煤机；4－收粉器
如果把主排风机出口的烟气分成两路，一部份烟气（约占25~40％）仍然通过烟囱排放；剩下大部分烟气（约占60~75％），通过一条自循环烟气管道返回到升温炉出口，与升温炉烟气混合后进入磨煤机。自循环烟气连续不断循环使用，这就成为了烟气自循环工艺（图2-3）。
图2-3 烟气自循环工艺
1－自循环烟气；2－升温炉；3－磨煤机；4－收粉器
需要说明的是：上述的自循环工艺是指完全自循环工艺。也就是说从主排风机出口只排放掉必须排放的那部份烟气，其余的烟气全部返回磨煤机。在磨煤机入口烟气中，除了自循环烟
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气和升温炉烟气以外，不再有别的气体。在以前的高炉喷煤车间里，有些磨煤机也用一部分自循环烟气，但在磨煤机入口烟气中除了升温炉烟气以外，还加入了大量热风炉烟气或冷空气。这种部份烟气自循环工艺，不在以下说明的自循环工艺范围之内。 2.1.8.2 自循环工艺的型式
自循环工艺有两种型式：带脱水装置的和不带脱水的自循环工艺。
在带脱水装置的工艺中，自循环烟气要经过脱水后再返回磨煤机。由中冶京诚工程技术有限公司参与设计的韩国浦项POSCO公司计划2007年初投产的年产150万吨FINEX熔融还原厂喷煤车间的设计中都采用了带脱水装置的自循环工艺。
另一种是不带脱水的自循环工艺。我国2003年投产的河北德龙钢铁厂和河南济源钢铁厂喷煤车间，以及2006年投产的南京钢铁厂喷煤车间采用的都是不带脱水装置的自循环工艺。
采用带脱水装置的自循环工艺需要增加一套庞大的换热器和循环水冷却装置，需要交换的总热量是将每小时数万立方米90~95℃的烟气，冷却到40~50℃的降温热量，还包括要换走水蒸汽里所含的汽化热量。自循环烟气经过脱水以后，还会使系统含氧率增高。设计优先采用不脱水自循环工艺的观点是：未经脱水的自循环烟气含湿量，虽然比脱水后的自循环烟气含湿量要高。但是，仍然有办法将磨煤机系统内各处的烟气含湿量，控制在饱和含湿量以下。只要将磨煤机出口烟气温度提高5～10℃，就可以省去一套庞大的脱水装置。实践已经证明，自循环工艺需要重点解决的技术是系统含氧率的达标问题，而不是烟气含湿量的增加。增加一套脱水装置，反而增加了系统含氧率。除了经济上的考虑以外，采用带脱水装置的自循环工艺，在技术上也是一种无利有弊的设计。在一般情况下，都应该选择不带脱水的自循环工艺。 2.1.8.3 适用烟气自循环工艺的场合
适用磨煤机烟气自循环工艺的场合有：
(1) 喷烟煤采用间接喷吹工艺，喷吹设施与制粉设施分在两处，先输煤后喷煤。制粉设施远离高炉，不可能使用热风炉烟气。
(2) 喷烟煤采用直接喷吹工艺，制粉与喷吹合在一个车间内，但是距离高炉较远，或者是高炉与喷煤车间之间隔有建筑物，公路，铁路，连接热风炉烟气管道，设立支架十分困难，投资过高等。如南京钢铁厂。
(3) 熔融还原工艺的喷煤车间，无热风炉烟气可供使用，如韩国浦项的FINEX炉。
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