煤粉的制備就是指依據(jù)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(tǒng)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(jù)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(nèi)進行研磨。干燥氣經(jīng)切斷閥14和調(diào)節(jié)閥15送入球磨機,干燥氣溫度依據(jù)冷風調(diào)節(jié)閥13調(diào)節(jié)混入的冷風量來實現(xiàn),干燥氣的用量依據(jù)調(diào)節(jié)閥15進行調(diào)節(jié)。
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(jīng)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(jīng)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(jīng)鎖氣器12落人煤粉倉8中,尾氣經(jīng)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(chǎn)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(chǎn)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(nèi)容有:
(1)取消一次風機,使整個系統(tǒng)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(tǒng)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(jīng)給煤機送入中速磨中進行碾磨,干燥氣用于干燥中速磨內(nèi)的原煤,冷風用于調(diào)節(jié)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(jīng)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(tǒng):
(1)氮氣系統(tǒng):用于惰化系統(tǒng)氣氛。
(2)熱風爐煙道廢氣引入系統(tǒng):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(tǒng)內(nèi)O2、CO的含量的監(jiān)測系統(tǒng):當系統(tǒng)內(nèi)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(diào)節(jié)煙煤和無煙煤的混合占比。