煤粉的制備就是指依據磨煤機將原煤加工成粒度及水分的含量均滿足高爐噴煤需要的煤粉的工藝過程。高爐噴吹系統對煤粉的需要是:粒徑低于74μm的占80%以上,水分不得超過1%。依據磨煤設備可分成球磨機制粉工藝和中速磨制粉工藝二種。
球磨機制粉
下圖所示為20世紀80年代廣泛選用的球磨機制粉工藝流程。原煤倉1中的原煤由給煤機2送入球磨機9內進行研磨。干燥氣經切斷閥14和調節閥15送入球磨機,干燥氣溫度依據冷風調節閥13調節混入的冷風量來實現,干燥氣的用量依據調節閥15進行調節。
干燥氣和煤粉混合物中的木屑及其他大塊雜物被木屑分離器10捕捉后由人工清理。煤粉隨干燥氣垂直上升,經粗粉分離器11分離,分離后不合格的粗粉返回球磨機再次碾磨,合格的細粉再經一級旋風分離器4和二級旋風分離器5進行氣粉分離,分離出來的煤粉經鎖氣器12落人煤粉倉8中,尾氣經袋式收粉器6過濾后由二次風機排人大氣。
一次風機出口至球磨機人口之間的連接管稱為返風管。設置此管的目的是利用干燥氣余熱提高球磨機人口溫度和在風速不變的情況下減輕袋式收粉器的負荷,但生產實踐證明此目的并沒有達到。
此流程需要一次風機前常壓運行,一次風機后負壓運行,在實際生產中很難控制,因此,在20世紀90年代初很多廠家對上述工藝流程進行了改造,改造后的工藝流程如圖7-2b所示。改造的主要內容有:
(1)取消一次風機,使整個系統負壓運行;
(2)取消返風管,減少煤粉爆炸點;
(3)取消二級旋風分離器或完全取消旋風分離器。改造后大大簡化了工藝流程,減小了系統阻力損失,減少了設備故障點。
中速磨制粉
新建高爐普遍選用中速磨制粉工藝,其工藝流程如圖7-3所示。原煤倉中的原煤經給煤機送入中速磨中進行碾磨,干燥氣用于干燥中速磨內的原煤,冷風用于調節干燥氣的溫度。中速磨煤機本身帶有粗粉分離器,從中速磨出來的氣粉混合物直接進入袋式收粉器,被捕捉的煤粉落人煤粉倉,尾氣經排粉風機排人大氣。中速磨不能磨碎的粗硬煤粒從主機下部的清渣孔排出。
按磨制的煤種可分成煙煤制粉工藝、無煙煤制粉工藝和煙煤與無煙煤混合制粉工藝,三種工藝流程基本相同。基于防爆需要,煙煤制粉工藝和煙煤與無煙煤混合制粉工藝增加以下幾個系統:
(1)氮氣系統:用于惰化系統氣氛。
(2)熱風爐煙道廢氣引入系統:將熱風爐煙道廢氣作為干燥氣,以降低氣氛中含氧量。
(3)系統內O2、CO的含量的監測系統:當系統內O2的含量及CO的含量超出某一范圍時報警并采取有效措施。煙煤和無煙煤混合制粉工藝增加配煤設施,以調節煙煤和無煙煤的混合占比。