FX型渦輪式粉煤灰分選機(jī)原理及優(yōu)化設(shè)計.docVIP

FX型渦輪式粉煤灰分選機(jī) 目前國際上氣力分選技術(shù)分為兩種流派，一種是以美國GE公司為代表的渦殼式分選機(jī)，產(chǎn)生于二次世界大戰(zhàn)以后，在國內(nèi)主要的生產(chǎn)廠家有杭州、西安、南京等；一種是以日本三井為代表的渦輪式分選機(jī)，在國內(nèi)主要的生產(chǎn)廠能建方大，產(chǎn)生于八十年代未，九十年代初，代表著氣力分選技術(shù)發(fā)展的新趁勢，這一結(jié)論得到了國內(nèi)外專家的一致首肯。能建方大研發(fā)的大型高效渦輪式氣流分選機(jī)擁有國家專利。工作原理：氣灰混合物進(jìn)入渦輪式分選機(jī)的分級筒后，受到兩種力量的作用，一種是分級筒由旋流產(chǎn)生的離心力，這種力量將粗顆粒甩向筒壁并掉入粗灰?guī)?；另一種力量是由渦輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的氣動阻力，將細(xì)灰從渦輪葉片之間提取向上，經(jīng)過旋風(fēng)分離器掉入細(xì)灰?guī)臁Ｍ瑫r二次風(fēng)在分級筒內(nèi)將下降的氣灰混合物再次向上托舉，使一部分介于粗細(xì)之間的氣灰混合物再次進(jìn)入分選程序，這就是渦輪式分級機(jī)分級精度高、效率高的原因。系統(tǒng)配置及布置：具有原灰?guī)斓?，從原灰?guī)煜氯』?，閉式循環(huán)系統(tǒng)。具有原灰?guī)斓?，從原灰?guī)煜氯』遥_式系統(tǒng)，尾氣進(jìn)入電除塵前端煙道。不具有原灰?guī)斓?，多點(diǎn)直抽，閉式循環(huán)系統(tǒng)。不具有原灰?guī)斓?，多點(diǎn)直抽，開式系統(tǒng)。主要技術(shù)優(yōu)勢1996年以來，能建方大引進(jìn)日本的關(guān)鍵技術(shù)，在中國科學(xué)院力學(xué)研究所、中南大學(xué)、湖南大學(xué)專家教授的大力支持協(xié)助下，精心研制開發(fā)了FX型大型高效、精密強(qiáng)制氣流分級機(jī)，該機(jī)型吸取國內(nèi)外同類型設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)，特別適用于電廠原灰細(xì)度和燒失量波動范圍大，技術(shù)改造場地小，配套控制系統(tǒng)性能要求高等中國國情，是電廠粉煤灰分選的理想專用設(shè)備，并取得國家專利。特別是2000年底以來,我們在中國科學(xué)院力學(xué)研究所的指導(dǎo)下，深入全面地分析了國內(nèi)外分選機(jī)設(shè)備的現(xiàn)狀和運(yùn)行狀況，配合公司全面推行ISO9000質(zhì)量管理和保證體系，對分選機(jī)系統(tǒng)參數(shù)和運(yùn)行工況進(jìn)行了全面的優(yōu)化設(shè)計，最終推出了FXV型分選機(jī)及系統(tǒng)。具備每年設(shè)計、制造、安裝分選系統(tǒng)設(shè)備15套的能力。1、調(diào)節(jié)手段靈活：主風(fēng)機(jī)、主風(fēng)閥開度、分級機(jī)葉輪轉(zhuǎn)速、二次風(fēng)閥開度、調(diào)節(jié)管(布袋除塵器)調(diào)節(jié)正負(fù)零點(diǎn)位置。2、分級精度高，45pm篩余量可在120任意位置可調(diào)，正負(fù)誤差不超過個百分點(diǎn)。3、分級效率高，分級效率可在80以上，比渦流式分級機(jī)至少高10個百分點(diǎn)。4、適用性強(qiáng)，原灰狀況細(xì)度不均勻，下灰量不均勻?qū)Τ善坊移焚|(zhì)沒有影響。5、處理量大，每小時1050T均可，因采用強(qiáng)制渦流離心分離技術(shù)，特別在大處理量上有著較大的優(yōu)勢?？蔀槎喾N裝機(jī)容量的電廠匹配。6、操作簡單，全部可在操作盤上用數(shù)字控制，一般工人只需培訓(xùn)半天，只要嚴(yán)格按照程序操作，即可熟練上崗，無須憑積累經(jīng)驗(yàn)操作。7、耐磨，從設(shè)計原理和系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的設(shè)計方面就充分考慮了耐磨防磨，同時對系統(tǒng)易磨損部位如風(fēng)機(jī)的圍板襯陶瓷片，葉輪加厚，堆焊，分級機(jī)分級筒裝可拆換耐磨鑄鋼塊，葉片的傾角，彎頭的轉(zhuǎn)彎半徑設(shè)計制造等均從最不易摩損出發(fā)進(jìn)行考慮，彎頭采取內(nèi)襯陶瓷片，外部增厚等耐磨措施。8、投資省，渦輪式分級機(jī)分選系統(tǒng)，不需要在主風(fēng)機(jī)和旋風(fēng)分離器之間設(shè)置電除塵器與其它除塵設(shè)備，因而省卻不少投資。FX型渦輪式粉煤灰分選機(jī)原理及優(yōu)化設(shè)計近年來，隨著粉煤灰綜合利用的蓬勃開展，各種粉煤灰分選技術(shù)和廠家如雨后春筍般出現(xiàn)。但是究竟哪種技術(shù)先進(jìn)，哪種技術(shù)有效，眾說紛紜。為了給廠家提供一個清晰明確的概念，我們特從理論到實(shí)踐上，對各種粉煤灰分選技術(shù)作一比較：1、分選技術(shù)需要解決的三大難題長時期以來，人們對粉體的粒徑存在粗細(xì)分級的需要，而在分級技術(shù)發(fā)展的過程中，人類經(jīng)歷了機(jī)械振動篩、重力沉降、慣性分離、離心力分選幾個階段。這些階段顯示了粉體分選技術(shù)發(fā)展的進(jìn)程，而這個進(jìn)程需要解決的問題緊緊圍繞在三個方面：1）如何在獲得有實(shí)際意義的工業(yè)處理量的基礎(chǔ)上，盡量提高分級效率。如果僅僅處理微量粉體，振動篩或手工篩即可獲得滿意的結(jié)果，但如果每小時處理幾十噸，要想獲得較好的分選效率就是一個難題。2）如何在高效率的前提下，獲得穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量，即獲得高分級精度，把不需要的大顆粒排除在產(chǎn)成品之外，使產(chǎn)成品粒度波動最小。3）如何達(dá)到大處理量，高精度，又能夠隨著人們的意愿進(jìn)行有效的控制，盡量減少設(shè)備的隨意性。當(dāng)然圍繞上述三個問題發(fā)展分選技術(shù)的一個前提條件是設(shè)備必須具有耐磨性，即具有較長的使用壽命，也就是具有較大的投資使用價值。2、渦殼式分選機(jī)與生俱來的弱點(diǎn)： 以美國GE公司為代表的渦殼式分選機(jī)，屬于慣性分離，（其分選原理及原形參見圖一）它是介于重力分離和離心分離之間的一種分離技術(shù)。其原理是物料隨氣體流動時突然改變流動方向，使顆粒獲得慣性離心力而分離，它可以通過一系列檔板來調(diào)節(jié)物料與氣流的方向，從而獲得大小不同的慣性離心力。但由于慣性分離介于重力分離和離心分離之間，從數(shù)學(xué)模型看，顆粒在重力分離狀況下的沉降速度ds2(s-)gVg= 其中ds為粒徑，s為密度較小的顆粒，為介質(zhì)18密度。而顆粒在離心力分離狀況下的分離速度ds2(s-)VtVt2Vc= =Vg 18RRg 其中R為葉輪半徑，Vt為葉輪輪旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的切向速度。由數(shù)學(xué)模式得知，離心分離速度要比重力分離速度大Vt2/Rg倍。而渦殼式分選機(jī)介入重力分離與離心分離之間，因此其分離效率必然大于重力分離而小于離心分離。渦輪分選機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖如下： 從實(shí)踐中，我們也可以測知，在渦殼式分選系統(tǒng)，當(dāng)原灰45m篩余量在50-35%之間時，經(jīng)過分選的粗灰的細(xì)度是45m篩余量50-65%，粗灰中裹帶的細(xì)灰仍有50-35%，因此分選效率最高為70%。而且渦殼式分選機(jī)精度無法控制，成品灰細(xì)度在3-5個百分點(diǎn)波動。其控制調(diào)節(jié)則需通過手工調(diào)節(jié)檔板角度實(shí)現(xiàn)，檔板磨損后，調(diào)節(jié)即無法實(shí)現(xiàn)。3、渦輪式分選機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：從離心分離優(yōu)于以往任何一種分離的理論出發(fā)，上個世紀(jì)九十年代前后，日本、德國的專家們開發(fā)出一種帶旋轉(zhuǎn)渦輪，并配有變頻調(diào)速的離心式分選機(jī)。配合風(fēng)機(jī)風(fēng)門的控制，二次風(fēng)的引入，變頻調(diào)速給料機(jī)的配置，這種系統(tǒng)就控制了分選過程的三個參數(shù)：葉輪轉(zhuǎn)速，空氣流量和灰的流入速率。其中主要是葉輪轉(zhuǎn)速，切割粒徑和轉(zhuǎn)速之間存在著如下關(guān)系：ds=k/v，其中v是速度，k是系數(shù)。渦輪式分級機(jī)的工作原理是：氣灰混合物經(jīng)過氣灰混合器均勻霧化后，負(fù)壓送至分選機(jī)，在分級筒中，粉煤灰顆粒受到離心力Fc（與顆粒直徑的立方成正比）與氣動阻力Fd（與顆粒的直徑成正比）的雙重作用。細(xì)顆粒由于FdFc而穿過渦輪葉片到旋風(fēng)收集器經(jīng)收集成為成品。粗顆粒由于FdFc而沿分級筒筒壁落入粗灰?guī)?。在渦輪式分選機(jī)中，顆粒由于霧化程度比渦殼式好，在分級筒中受到兩種力的作用及二次風(fēng)的作用，其運(yùn)動軌跡比在渦殼式分選機(jī)中停留的時間長，運(yùn)動較為充分，因而被粗灰裹帶下落的細(xì)灰量很少，因而其分選效率一般可達(dá)到85%以上。而且由于增加了一個旋轉(zhuǎn)葉輪，葉輪葉片之間的間隙形成一個動態(tài)的分級篩，只有符合細(xì)度的顆粒才能通過動態(tài)篩，葉輪旋轉(zhuǎn)越快，能通過動態(tài)篩的顆粒越小，相對的旋轉(zhuǎn)速度對應(yīng)相對的成品灰細(xì)度。因而使分級后形成的產(chǎn)成品精度很高。一般產(chǎn)成品45m篩余量波動不超過1個百分點(diǎn)。而且由于旋轉(zhuǎn)渦輪的作用，氣灰混合物在分級筒內(nèi)形成有序運(yùn)動，因而可以處理很大量的物料（目前最大每小時處理50t），而不影響其效果。最后，由于葉輪轉(zhuǎn)速，風(fēng)量及灰的流速均為可調(diào)，其控制也變得可在控制表盤上通過數(shù)字調(diào)控，從而實(shí)現(xiàn)了對處理量，質(zhì)量的可控性。至于耐磨問題，分選主機(jī)內(nèi)的旋轉(zhuǎn)渦輪因其旋轉(zhuǎn)方向與分選灰的進(jìn)口方向?yàn)橥环较?，而旋轉(zhuǎn)渦輪的旋轉(zhuǎn)速度與分選系統(tǒng)內(nèi)氣灰流速的相對速度僅為57米，分選機(jī)葉輪轉(zhuǎn)速只有150-300轉(zhuǎn)，因此這樣低的運(yùn)行速度也就不可能對旋轉(zhuǎn)渦輪產(chǎn)生很大的磨損，并不象某些因不了解該分選原理的人擔(dān)心的那樣，說什么該渦輪只能工作不到半年時間就要更換，事實(shí)是該渦輪到目前為止已有運(yùn)行7年以上還沒有進(jìn)行過更換的記錄，系統(tǒng)其他部位的磨損由于一系列耐磨處理，也比渦殼式要好。渦輪式分選機(jī)及高效旋風(fēng)分離器氣灰混合器的主要性能指標(biāo)渦輪式分選機(jī)大型高效渦輪式氣流分級機(jī)是方大獨(dú)立研制、自主開發(fā)的專利產(chǎn)品，專利號：ZL 00 2 24931.6，被湖南省科學(xué)技術(shù)廳認(rèn)定為高新技術(shù)項(xiàng)目，該分級機(jī)采用了先進(jìn)的渦輪分級結(jié)構(gòu)，創(chuàng)造性的設(shè)計了調(diào)速、控制裝置，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行參數(shù)的適時調(diào)整，從而使渦輪形成精確的強(qiáng)制渦流，干灰在分選室中隨渦流繞2-3圈后，細(xì)灰隨氣流從分級機(jī)上部進(jìn)入旋風(fēng)分離器，粗灰經(jīng)二次風(fēng)托舉再分選后落人粗灰?guī)?，分選室為可控有序流場（不同于一般傳統(tǒng)的渦殼式分級機(jī)中的紊流，干灰在分選室中停留時間過短，分級效率較低），受外界因素影響小，使成品灰品質(zhì)波動小，精度范圍可控制在1%以內(nèi)，調(diào)節(jié)更加靈活方便，適用多種粒徑的分級要求（1-20%任意無級可調(diào)），因干灰在分選室中停留時間較長，能充分分離粗、細(xì)灰，大大減少了粗細(xì)灰包裹現(xiàn)象，提高了分選機(jī)的分選效率。根據(jù)摩擦學(xué)原理和沖刷磨損的特點(diǎn)，能建方大分選系統(tǒng)采用切向進(jìn)料，渦輪轉(zhuǎn)速與風(fēng)向相同，相對速度僅為5-7M/S，使粉體與設(shè)備磨損相對較小，分選室耐磨塊采用螺栓連接，并設(shè)檢修門，能非常方便的進(jìn)行耐磨塊的更換，經(jīng)過多年實(shí)踐，和設(shè)備的不斷改進(jìn)，渦輪式氣流分級機(jī)的使用壽命可達(dá)到10年以上，成功地解決了該行業(yè)的一個重要難題-分級機(jī)磨損問題，大大的提高了設(shè)備的使用壽命。分選主要調(diào)節(jié)手段：1）.分選機(jī)渦輪轉(zhuǎn)速可通過變頻器對分級機(jī)電機(jī)實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速；2）.系統(tǒng)風(fēng)量可通過高壓離心風(fēng)機(jī)進(jìn)口調(diào)節(jié)風(fēng)門進(jìn)行調(diào)節(jié)；3）.可通過分級機(jī)的二次風(fēng)門進(jìn)行調(diào)節(jié)； 4）.可通過系統(tǒng)設(shè)置的調(diào)節(jié)門進(jìn)行調(diào)節(jié)；系統(tǒng)在正常運(yùn)行時，只需通過對分級機(jī)渦輪轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，即可確保成品灰細(xì)度（45m方孔篩篩余）達(dá)到在120%范圍內(nèi)的任意粒級要求。型號：FX單機(jī)處理量：1050噸/小時分選效率： 85%成品灰細(xì)度調(diào)節(jié)范圍： 120%（45m方孔篩余量）渦輪調(diào)速電機(jī)功率：7.515KW/臺整機(jī)重量： 5100 外型尺寸： 24605170 分級機(jī)使用壽命： 50000 小時主要部件材質(zhì)：軸40cr，耐磨塊M13， 筒壁 Q235。氣流速度： 17.021.0 m/s平均灰氣比： 0.81.1 /高效旋風(fēng)分離器高效旋風(fēng)分離器是我公司研制的新一代產(chǎn)品，在粉煤灰氣固分中，能建方大首創(chuàng)雙旋風(fēng)分離技術(shù)，取消了旋風(fēng)分離器與主風(fēng)機(jī)入口之間的除塵器，既節(jié)省了除塵器的投資成本，也減少了其維護(hù)費(fèi)用，其原理是利用含塵氣體沿切線方向進(jìn)入旋風(fēng)筒時所產(chǎn)生的離心力，使粉塵從氣體中分離出來，下料口設(shè)高效電動鎖氣器并加裝鎖氣閥，可有效的防止卸灰時漏氣，保證了旋風(fēng)分離器的分離效率達(dá)到95%以上，同時，有效隔離分選系統(tǒng)與庫內(nèi)之間的氣流互串，保證分選系統(tǒng)不受灰?guī)靸?nèi)氣壓影響使灰順利排入灰?guī)鞂πL(fēng)分離器采用了加厚等耐磨處理，在易磨損部位，加襯耐磨陶瓷片，使用壽命達(dá)50000小時以上。型號： XFV旋風(fēng)分離器效率： 95 %整機(jī)重量： 17002 外形尺寸：1650 8100 旋風(fēng)分離器使用壽命：50000 小時氣灰混合器 氣灰混合室是能建方大獨(dú)創(chuàng)的分選系統(tǒng)氣灰混合裝置，它能使系統(tǒng)需要進(jìn)行分選的原灰充分均勻地與輸送灰的氣體混合成霧狀，由于需要分選的原灰被充分的均勻霧化后，因此能較大的提高系統(tǒng)的分級效率。系統(tǒng)的氣灰混合器是裝在原灰?guī)煜禄铱?，原灰通過原灰?guī)斓锥挎i氣卸料裝置將原灰輸送到氣灰混合器，其霧化過程是這樣的：氣灰混合器內(nèi)的結(jié)構(gòu)是由規(guī)格不一的導(dǎo)流板組成，成梯形狀，系統(tǒng)內(nèi)的空氣運(yùn)行到此位置時，由于受到梯形板的阻力，系統(tǒng)的流速陡增，形成一股較強(qiáng)的氣流，再加上導(dǎo)流板的作用，產(chǎn)生一種有序流，引導(dǎo)進(jìn)入混合器的原灰成氣灰幕狀分布，從而使氣灰能均勻成霧狀混合并經(jīng)系統(tǒng)的管道輸送至分級機(jī)進(jìn)行粗細(xì)分離。產(chǎn)品性能、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、采用技術(shù)與渦殼式分選機(jī)對比序號項(xiàng)目名 稱GE類型渦殼式分選機(jī)國內(nèi)改進(jìn)型能建方大FX型渦輪式分選機(jī)1磨損直接沖刷檔板，易磨損；后壁部分粘貼陶瓷，但熱滌易脫落，后患大、更換難。切向進(jìn)料，渦輪轉(zhuǎn)向與風(fēng)向相同，相對速度為5-7M/S，相對磨損，壽命長。螺栓聯(lián)接耐磨塊M13，有檢修門，易更換。2調(diào)節(jié)1、上、下導(dǎo)流板調(diào)節(jié)、調(diào)節(jié)范圍較小。2、手動、憑經(jīng)驗(yàn)控制。調(diào)節(jié)渦輪轉(zhuǎn)換，調(diào)節(jié)范圍大；在控制室內(nèi)改變變頻器參數(shù)，數(shù)字化控制，連續(xù)調(diào)節(jié)。3粒度進(jìn)料靠自然渦流；分選室中為紊流狀態(tài)，精度難控制。進(jìn)料靠強(qiáng)制渦流；2、分選室中為可控有序流