O_SEPA高效渦流選粉機(jī)的應(yīng)用和發(fā)展[1].pdf

建材技術(shù)江西建材2/2006O-SEPA高效渦流選粉機(jī)的應(yīng)用和發(fā)展王磊明陳滔(江西省建筑材料科研設(shè)計(jì)院江西南昌330001)摘要:O-SEPA選粉機(jī)因其原理先進(jìn)、分級(jí)機(jī)理明確,與傳統(tǒng)的離心式、旋風(fēng)式選粉機(jī)相比有如下優(yōu)勢(shì):.提高產(chǎn)量使用O-SEPA水平渦流選粉機(jī)可提高粉磨系統(tǒng)產(chǎn)量30%50%。；.降低能耗；.提高質(zhì)量,降低成本；.操作簡(jiǎn)單,細(xì)度調(diào)節(jié)方便；選粉效率高。在我國(guó)水泥工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。關(guān)鍵詞:水泥工業(yè)選粉機(jī)O-SEPA水平渦流選粉機(jī)1前言選粉機(jī)是閉路粉磨系統(tǒng)的主要設(shè)備之一,由磨機(jī)、選粉機(jī)等設(shè)備組成的閉路粉磨系統(tǒng),比無(wú)選粉機(jī)的開路粉磨系統(tǒng)提高產(chǎn)量1020%。因此,粉磨作業(yè)中選用選粉機(jī)作為磨機(jī)的配套設(shè)備是提高產(chǎn)量的主要途徑之一。水泥工業(yè)用選粉機(jī)于1885年發(fā)明,由美國(guó)的斯特蒂文特(Sturtovant)公司生產(chǎn),即離心式選粉機(jī),這就是第一代選粉機(jī)。隨著世界工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展,德國(guó)洪堡維達(dá)格公司于1960年研制開發(fā)了洪堡維達(dá)格型選粉機(jī),即所謂的旋風(fēng)式選粉機(jī),屬于第二代選粉機(jī)。第一代選粉機(jī)由于結(jié)構(gòu)與工作原理的限制,選粉效率不高,粉磨系統(tǒng)的效率與產(chǎn)量提高有限；第二代選粉機(jī)因其核心結(jié)構(gòu)并沒(méi)有脫離第一代選粉機(jī)的范疇,工作原理上無(wú)根本性的變化,所以性能提高有限。1990年至2000年,選粉機(jī)的研究有了突破性的發(fā)展,國(guó)外各公司相繼開發(fā)出了新型高效第三代選粉機(jī),其中日本小野田公司率先推出的O-Sepa型選粉機(jī),因采用新的分級(jí)結(jié)構(gòu)與原理,顯著提高了選粉機(jī)的選粉效率及產(chǎn)量,水泥質(zhì)量與系統(tǒng)能耗也得到改善。目前水泥工業(yè)中采用的選粉機(jī)主要有旋風(fēng)式、離心式、高效渦流選粉機(jī)三種型式。旋風(fēng)式選粉機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、磨損小、震動(dòng)小、選粉能力大、效率高。離心式選粉機(jī)重量輕、維修方便。高效渦流選粉機(jī)選粉粒度可調(diào)、能耗低、效率高。我國(guó)在上世紀(jì)九十年代初從日本小野田公司引進(jìn)O-Sepa選粉機(jī)的生產(chǎn)制造技術(shù),并在國(guó)內(nèi)的水泥企業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。2O-Sepa選粉機(jī)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)O-Sepa選粉機(jī)又稱水平渦流式選粉機(jī),是利用空氣動(dòng)力學(xué)中的水平渦流原理對(duì)粉體進(jìn)行分級(jí)的分級(jí)設(shè)備,適用于水泥工業(yè)對(duì)粉狀物料或其它工業(yè)中相當(dāng)?shù)奈锪线M(jìn)行分級(jí),與傳統(tǒng)的空氣粉體分級(jí)設(shè)備相比,具有分級(jí)效率高,處理物料量大,產(chǎn)品顆料級(jí)配尺寸范圍窄,操作簡(jiǎn)單,料徑調(diào)整方便等特點(diǎn)。2.1結(jié)構(gòu)概述O-Sepa選粉機(jī)主要由殼體、回傳部分、傳統(tǒng)部分、潤(rùn)滑系統(tǒng)等組成。殼體部分由殼體、進(jìn)料斗、彎管等組成,在殼體內(nèi)裝設(shè)有導(dǎo)向葉片、緩沖板、空氣密封圈、殼體側(cè)面及頂蓋開設(shè)有檢查門。殼體的一、二次進(jìn)風(fēng)口(或殼體全部)及彎管出口處內(nèi)均粘貼有陶瓷貼片,進(jìn)料斗,導(dǎo)向葉片、緩沖板各處均噴涂耐磨材料,灰斗內(nèi)以形成料襯來(lái)防止磨損?；剞D(zhuǎn)部分由轉(zhuǎn)子、主軸、軸承等組成,轉(zhuǎn)子用鍵固定在主軸上,或以法蘭與主軸相聯(lián),主軸通過(guò)傳動(dòng)部分的驅(qū)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)子由撒料盤及水平垂直板、上下軸套聯(lián)結(jié)板組成,轉(zhuǎn)子是選粉機(jī)的主要部分。主軸和減速器潤(rùn)滑共用一個(gè)稀油潤(rùn)滑站。傳動(dòng)部分由立式或臥式調(diào)速電機(jī)、立式或臥式專用減速器,彈性聯(lián)軸器等組成2.2工作原理O-Sepa選粉機(jī)的工作原理是:物料由進(jìn)料管喂入,在撒料盤離心力的作用下沿徑向甩出。碰到611994-2008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.江西建材江西建材2/2006緩沖擋板分散后,落到選粉區(qū)。選粉氣流由切向的一次進(jìn)風(fēng)口和二次進(jìn)風(fēng)口沿水平渦殼進(jìn)入,經(jīng)固定的導(dǎo)流葉片進(jìn)入選粉區(qū),在選粉區(qū)內(nèi)渦流葉片和水平隔板組成的水平回轉(zhuǎn)渦輪使內(nèi)外壓差在整個(gè)選粉區(qū)維持不變,從而使選粉氣流穩(wěn)定均勻。選出的細(xì)粉隨氣流一起從出風(fēng)管排出,通過(guò)機(jī)外除塵器收集而成為產(chǎn)品；粗粉沿集灰斗錐體下落由排料口排出。O-Sepa選粉機(jī)為負(fù)壓操作,選粉空氣可以是含塵氣體,或外部空氣或二種空氣的混合氣體。作為一、二次氣體從各自的空氣入口沿切線方向進(jìn)入選粉機(jī),三次空氣由下部灰斗的幾個(gè)方向進(jìn)入選粉機(jī),一、二次空氣通過(guò)具有一定角度的固定導(dǎo)向葉片及轉(zhuǎn)子的格板形成渦流,物料受氣流作用分成粗粉、細(xì)粉。O-Sepa選粉機(jī)因其原理先進(jìn)、分級(jí)機(jī)理明確,與傳統(tǒng)的離心式、旋風(fēng)式選粉機(jī)相比主要有如下優(yōu)勢(shì):2.2.1提高產(chǎn)量。使用O-Sepa水平渦流選粉機(jī)可提高粉磨系統(tǒng)產(chǎn)量30%50%。2.2.2降低能耗。使用O-Sepa水平渦流選粉機(jī)可使單位能耗降低5%20%或更多。2.2.3提高質(zhì)量,降低成本。由于O-Sepa水平渦流選粉機(jī)分級(jí)精確,成品中不含粗顆粒,而最有利于水泥質(zhì)量提高的粒徑范圍為330m的顆粒含量增加,因此有助于提高水泥強(qiáng)度等級(jí),或在保持水泥強(qiáng)度等級(jí)不變的情況下增加礦渣摻量,減少熟料用量而降低成本。2.2.4操作簡(jiǎn)單,細(xì)度調(diào)節(jié)方便O-Sepa系列選粉機(jī)的主電機(jī)和潤(rùn)滑油站可遠(yuǎn)程控制,操作很方便。僅需調(diào)節(jié)O-Sepa選粉機(jī)主電機(jī)轉(zhuǎn)速的就可以在較大范圍內(nèi)改變產(chǎn)品的細(xì)度,產(chǎn)品的顆粒分布調(diào)整和風(fēng)量、機(jī)內(nèi)溫度調(diào)整都很方便和簡(jiǎn)單。2.2.5磨損小,維護(hù)簡(jiǎn)單O-Sepa選粉機(jī)的易磨損部分如撒料盤、緩沖板、導(dǎo)風(fēng)葉片和轉(zhuǎn)子葉片等均采用耐磨材料制造或進(jìn)行抗磨工藝處理,其磨損率很小,因而其維護(hù)成本極低。2.2.6處理粉料量大比尺寸相近的離心式、旋風(fēng)式選粉機(jī)產(chǎn)量大得多,因而更適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)的需要,且其分級(jí)性能十分穩(wěn)定。2.2.7選粉效率高。回磨粗粉料中的細(xì)粉殘留量極少,即其特勞姆曲線很陡。2.3O-Sepa選粉機(jī)在水泥工業(yè)中的應(yīng)用O-Sepa高效渦流選粉機(jī)與傳統(tǒng)的離心式或旋風(fēng)式選粉機(jī)相比,具有體積小、選粉效率高、成品細(xì)度調(diào)節(jié)方便、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn),因而得到廣泛使用。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),我國(guó)目前正式投入運(yùn)行的已有3000多臺(tái)。河南秀山水泥廠和湖南桑植縣水泥廠在2.2m7.0m生料磨改造時(shí)均選用O-Sepa渦流選粉機(jī),取得了很好的效果,產(chǎn)量達(dá)33t/h以上(最高39t/h),產(chǎn)品電耗小于18kWh/t。上述兩廠2.2m7.0m生料磨和N500高效渦流選粉機(jī)組成圈流粉磨系統(tǒng),該流程的特點(diǎn)如下:2.3.1集選粉與除塵于一體。出磨含塵氣體直接進(jìn)入選粉機(jī)內(nèi),由選粉機(jī)進(jìn)行分級(jí),這樣的生料顆粒級(jí)配合理,而且無(wú)粗顆粒,有利于固相反應(yīng)而提高熟料質(zhì)量。而系統(tǒng)處于負(fù)壓下操作,使車間內(nèi)無(wú)粉塵泄露,環(huán)境污染小。2.3.2采用單風(fēng)機(jī)系統(tǒng)。與雙風(fēng)機(jī)系統(tǒng)相比,單風(fēng)機(jī)系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠,操作方便,避免了部分細(xì)粉的循環(huán)。一級(jí)除塵采用高效旋風(fēng)除塵器,除塵效率達(dá)85%；二級(jí)除塵采用結(jié)構(gòu)獨(dú)特的立式高壓靜電除塵器,可處理進(jìn)口濃度(標(biāo)況下)達(dá)200g/m3含塵氣體,除塵效率達(dá)99.5%以上。2.3.3磨內(nèi)通風(fēng)好。渦流選粉機(jī)處理風(fēng)量大(32000m3/h),磨內(nèi)風(fēng)速達(dá)1.5m/s以上,使磨內(nèi)過(guò)粉磨現(xiàn)象大大減少,提高了磨機(jī)的粉磨效率,使系統(tǒng)產(chǎn)量大幅度提高。該系統(tǒng)對(duì)入磨物料水分的適應(yīng)能力較其他選粉機(jī)強(qiáng),當(dāng)入磨綜合水分達(dá)5%時(shí),系統(tǒng)仍能正常生產(chǎn)。秀山水泥廠2臺(tái)同規(guī)格的生料磨,當(dāng)入磨水分超過(guò)4%時(shí),采用離心選粉機(jī)系統(tǒng)的就難以正常生產(chǎn)；桑植縣水泥廠無(wú)烘干系統(tǒng),改造前由于入磨物料水分過(guò)大經(jīng)常影響生產(chǎn),采用渦流選粉機(jī)改造后,生產(chǎn)一直很正常。2.3.4選粉效率高、電耗低。當(dāng)物料進(jìn)入渦流選粉機(jī)內(nèi),由于受到強(qiáng)烈的渦流和剪切力的作用,物料的分散性好；物料在選粉區(qū)內(nèi)分選條件穩(wěn)定,而且停留時(shí)間長(zhǎng),因此其選粉效率高,使系統(tǒng)產(chǎn)量提高,產(chǎn)品單位電耗降低,一般電耗18kW.h/t711994-2008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.江西建材江西建材2/2006以下。2.3.5操作方便。系統(tǒng)調(diào)節(jié)產(chǎn)品細(xì)度時(shí)不需停機(jī)只需通過(guò)調(diào)節(jié)選粉機(jī)立軸轉(zhuǎn)速即可實(shí)現(xiàn)(離心選粉機(jī)要停機(jī)操作)。由于沒(méi)有循環(huán)風(fēng)機(jī),無(wú)需調(diào)節(jié)風(fēng)量的閥門等設(shè)備。2.3.6易于安裝布置。渦流選粉機(jī)較離心式或旋風(fēng)式選粉機(jī)體積小、重量輕；工藝流程簡(jiǎn)單,系統(tǒng)各設(shè)備可分散布置,特別適合磨機(jī)改造。秀山廠和桑植廠均是利用原廠房進(jìn)行改造,減少了土建投資。武漢奧道克斯高科技有限責(zé)任公司和南京工業(yè)大學(xué)對(duì)冀東水泥廠一臺(tái)N2500型O-Sepa選粉機(jī),以及葛洲壩水泥廠三臺(tái)N2500型O-Sepa選粉機(jī)進(jìn)行了卓有成效地改造,選粉效率提高35%45%,達(dá)到了80%以上,磨機(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量提高1018%,噸水泥生產(chǎn)電耗下降5千瓦時(shí)。理論和實(shí)踐證明:對(duì)O-Sepa選粉機(jī)進(jìn)行合理改造,可使其選粉效率得到大幅度提升,磨機(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量比改造前提高1020%,噸水泥的生產(chǎn)電耗可降低39KWH。3O-Sepa選粉機(jī)的技術(shù)改進(jìn)和發(fā)展以日本小野田的O-Sepa選粉機(jī)為代表的渦流式選粉機(jī),是一種分級(jí)效率高達(dá)80%以上的高效選粉機(jī)。引進(jìn)該技術(shù)生產(chǎn)的國(guó)內(nèi)有兩家,他們是上海新建和山東建機(jī)。國(guó)產(chǎn)同類技術(shù)的最早是以合肥院的HES和DS高效選粉機(jī)為代表。近幾年,成都利君等公司也陸續(xù)推出類似的選粉機(jī)。這些選粉機(jī)的分散、分級(jí)及收集機(jī)理非常明確,尤其分級(jí)機(jī)理與離心式和旋風(fēng)式相比有突破性的改變,選粉機(jī)的各環(huán)節(jié)均達(dá)到了相當(dāng)高的水平,因而整體的選粉效率很高,是一種極具優(yōu)勢(shì)的分級(jí)設(shè)備。隨著科技的發(fā)展,人們對(duì)選粉機(jī)認(rèn)識(shí)的進(jìn)一步加深,在O-Sepa選粉機(jī)的技術(shù)基礎(chǔ)上對(duì)其內(nèi)部作進(jìn)一步的改造,使選粉機(jī)的選粉、節(jié)能效果更明顯,實(shí)現(xiàn)了選粉機(jī)技術(shù)的國(guó)外主要有德國(guó)的Sepol型、SKS型、丹麥的Sepax型、美國(guó)的SD型、法國(guó)的TSV高效動(dòng)態(tài)選粉機(jī)。目前國(guó)內(nèi)對(duì)O-Sepa選粉機(jī)的技術(shù)改進(jìn)比較成熟的機(jī)型主要有:3.1合肥水泥研究院研制的NHX高效轉(zhuǎn)子式選粉機(jī)、NHX高效轉(zhuǎn)子式選粉機(jī)包括NHX-500、NHX-600、NHX-700等型號(hào):其工作原理是粗細(xì)粉混合的物料從頂部的喂料溜子喂入,落到旋轉(zhuǎn)的撒料盤上,借離心力的作用將物料拋出,并在撒料盤的下方均勻的撒開,由于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng),產(chǎn)生水平向外的氣流,較粗的料粒被離心力甩向選粉室的壁上而下落,當(dāng)粗顆粒下落到擋灰體時(shí),從鼓風(fēng)機(jī)吹入的風(fēng)把粗粉夾帶的細(xì)粉又一次的選粉,粗粉落到彈性分格輪送回到磨中。細(xì)粉被上升的氣流帶入旋風(fēng)筒中,細(xì)粉從旋風(fēng)筒被收下來(lái)帶有鎖風(fēng)性能良好的溢流絞刀輸送走,這樣氣流通過(guò)選粉室、旋風(fēng)筒、鼓風(fēng)機(jī)形成閉路循環(huán)。細(xì)粉不斷的從旋風(fēng)筒被收下來(lái)。3.2合肥水泥研究院研制DS組合式高效選粉機(jī)設(shè)計(jì)獨(dú)特,結(jié)構(gòu)創(chuàng)新。將渦輪型和水平葉片兩種分級(jí)轉(zhuǎn)子串聯(lián),形成三個(gè)獨(dú)立的串聯(lián)分級(jí)室,相當(dāng)于把兩臺(tái)選粉機(jī)串聯(lián)在一起,對(duì)喂入的物料進(jìn)行有效的多級(jí)分級(jí),強(qiáng)化了分級(jí)過(guò)程,提高了分級(jí)效率。近年來(lái),經(jīng)過(guò)進(jìn)一步深入研究,對(duì)渦輪轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)又作了重大的改進(jìn):采用了變截面透平式葉片,分級(jí)流場(chǎng)更加穩(wěn)定,分級(jí)效率和分級(jí)精度更高；在渦輪轉(zhuǎn)子內(nèi)部設(shè)置了專門的渦流消除葉片進(jìn)一步降低設(shè)備阻力?；谏鲜鐾黄菩蕴攸c(diǎn),DS組合式高效選粉機(jī)具有以下主要特點(diǎn):3.2.1選粉效率高,比O-Sepa等第三代選粉機(jī)高十個(gè)百分點(diǎn),可達(dá)到80%以上。3.2.2能大幅度提高磨機(jī)產(chǎn)量。與開路磨比較,磨機(jī)產(chǎn)量提高60100%；與傳統(tǒng)閉路磨比較,可提高產(chǎn)量(與離心式選粉機(jī)、旋風(fēng)式比)1540%。3.2.3由于可利用大量冷空氣作為選粉氣體,水泥成品溫度低。降低粉磨系統(tǒng)電耗,可節(jié)電1020%。3.2.4改善成品顆粒分布,提高產(chǎn)品質(zhì)量。水泥顆粒分布中提高了330mm顆粒含量,提高水泥強(qiáng)度；生料顆粒分布中降低了200mm顆粒的含量,改善了生料的易燒性。3.2.5產(chǎn)品細(xì)度調(diào)節(jié)范圍廣,控制簡(jiǎn)單,改變細(xì)度不需停機(jī),僅通過(guò)改變選粉機(jī)的轉(zhuǎn)速即可生產(chǎn)比面積為300600m2/kg之間的各種水泥及各種粉狀物料。3.2.6設(shè)備體積小,重量輕,布置靈活。系統(tǒng)采用全負(fù)壓操作,杜絕了粉塵污染。3.3天津水泥院所屬中天仕名(淄博)重型811994-2008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.江西建材江西建材2/2006機(jī)械有限公司開發(fā)了大型水平渦流式選粉機(jī)、TLS組合式選粉機(jī)系列,該公司開發(fā)的大型水平渦流式選粉機(jī),吸收了O-Sepa選粉機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上開發(fā)研制的,轉(zhuǎn)子撒料盤采用鑄造工藝制造,增加了分撒和打散葉片；改進(jìn)了密封裝置和導(dǎo)向葉片安裝方式；調(diào)整了3次風(fēng)比例,產(chǎn)品細(xì)度調(diào)整方便,提高了選粉效率,具有創(chuàng)新性,綜合技術(shù)性能達(dá)到了國(guó)際同類設(shè)備的先進(jìn)水平。該公司開發(fā)的TLS組合式選粉機(jī)將帶籠型轉(zhuǎn)子的動(dòng)態(tài)分級(jí),與靜態(tài)分級(jí)有機(jī)結(jié)合為一體,結(jié)構(gòu)緊湊,有利于簡(jiǎn)化流程,降低了投資。由特殊耐磨材料制成的插裝式籠型轉(zhuǎn)子非機(jī)械接觸的氣倉(cāng)式密封裝置具有創(chuàng)新性,整體設(shè)計(jì)合理,產(chǎn)品細(xì)度調(diào)整方便,選粉效率較高,綜合技術(shù)性能達(dá)到了國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平3.4江蘇科行公司研制的國(guó)內(nèi)規(guī)模和產(chǎn)量最大的K型選粉機(jī)(KXW3000),可配套3.813米高細(xì)磨。科行公司的K型選粉機(jī)是以O(shè)-Sepa籠形轉(zhuǎn)子為特征高效選粉機(jī)基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的,集德國(guó)動(dòng)態(tài)選粉機(jī)預(yù)分離、日本O-Sepa渦流選粉機(jī)籠形分離、轉(zhuǎn)子選粉機(jī)旋風(fēng)分離、旁路除塵分離和粗粉清洗分離于一體,結(jié)構(gòu)合理,功能先進(jìn)?？菩蠯型選粉機(jī)在國(guó)內(nèi)的大型企業(yè)中已占據(jù)重要的一席之地,并成為大型選粉裝備的首選產(chǎn)品。3.5江蘇鹽城吉翔達(dá)建材環(huán)保有限公司開發(fā)出能將磨機(jī)中物料一分為三的三分離選粉機(jī)。這種新型選粉機(jī)借鑒了國(guó)外先進(jìn)的選粉原理,采用了航空空氣動(dòng)力學(xué)分析方法,突破傳統(tǒng)選粉機(jī)二分離理論,在常規(guī)的閉路粉磨系統(tǒng)中把物料分為細(xì)粉、中粗粉和粗粉,其中細(xì)粉作為合格的成品水泥可直接進(jìn)入水泥庫(kù),中粗粉進(jìn)入研磨倉(cāng),粗粉則回到一級(jí)磨的一倉(cāng)、中卸磨的破碎倉(cāng)或二級(jí)磨的前級(jí)倉(cāng),使破碎倉(cāng)中的細(xì)粉含量大幅下降,有效地減少了磨內(nèi)過(guò)粉磨現(xiàn)象,從而大大提高了磨機(jī)的破碎能力和研磨能力。3.6中國(guó)建材建設(shè)有限公司改進(jìn)型O-Sepa選粉