五級分離組合式選粉機的設(shè)計應(yīng)用

　　選粉機是伴隨著圈流粉磨技術(shù)的進步而不斷發(fā)展的，同時也伴隨著水泥質(zhì)量逐步與國際標準接軌而在技術(shù)上不斷有所突破。選粉機經(jīng)過離心式、旋風(fēng)式的不斷發(fā)展和進步，已克服了弱離心力場以及不穩(wěn)定的選粉力場的弊端，發(fā)展到了以籠形轉(zhuǎn)子為特征的第三代高效選粉機，它采用平面渦流選粉理論，以其穩(wěn)定的選粉力場和較高的分級精度，得到了大家的肯定和認可，以O(shè)-Sepa為代表的第三代高效選粉機的性能是顯而易見的，在一些大型干法生產(chǎn)線上得到了廣泛的應(yīng)用，但由于選粉機主體不帶細粉收集裝置，需配備與其處理風(fēng)量相匹配的大規(guī)格的袋式收塵器或電除塵器用以收集成品，這無疑增加了系統(tǒng)的投資，使工藝流程復(fù)雜化，系統(tǒng)裝機容量有所增加，操作相對復(fù)雜且困難，對于我國一些中小型水泥廠來說，無疑是可望而不可及。我國大多數(shù)中小型水泥廠，裝備及技術(shù)相對落后，迫切需要操作簡單、選粉效率高、價格低廉且維護方便的選粉機。我國在九十年代中期，推出了在性能上接近高效選粉機，在系統(tǒng)的布置投資及工藝的復(fù)雜程度等方面又優(yōu)于高效選粉機的轉(zhuǎn)子式選粉機。轉(zhuǎn)子式選粉機是借鑒先進的平面渦流分級原理發(fā)展起來的，它有效地控制成品的細度和粒度分布，較好地滿足了生產(chǎn)需要。但水泥新標準的正式實施，也給轉(zhuǎn)子式選粉機提出了新的挑戰(zhàn)。水泥新標準實施后，許多水泥廠的水泥早期強度達不到要求，不得不在控制成品的細度上大做文章。轉(zhuǎn)子式選粉機控制水泥細度，主要是通過增加主軸轉(zhuǎn)速和減少循環(huán)風(fēng)量兩種方法，這使得系統(tǒng)循環(huán)負荷大幅度上升，選粉效率大幅度下降，選粉機的分選能力也隨之下降，從而提高了系統(tǒng)單位水泥的粉磨電耗，這是水泥企業(yè)所不愿看到的。作為生料粉磨系統(tǒng)，在一些新型干法生產(chǎn)線上目前較為常用的是組合式選粉機，它吸收了O-Sepa先進的懸浮分散技術(shù)和平面渦流技術(shù)，同時又吸收了旋風(fēng)式選粉機利用幾個旋風(fēng)筒收集成品的技術(shù)，新型干法企業(yè)對此反應(yīng)良好。需要說明的是，旋風(fēng)筒上部出口的含塵氣體進入窯尾廢氣收塵系統(tǒng)，充分利用了窯系統(tǒng)的設(shè)備資源，同時又將中卸磨（帶烘干倉）的出風(fēng)作為其進風(fēng)，且粉磨系統(tǒng)本身看似簡單。但組合式選粉機推廣到立窯水泥企業(yè)就碰到了較大的市場阻力，因為使用這類選粉機必須配置大規(guī)格大功率的袋式除塵器，形成開式選粉除塵系統(tǒng)，提高了一次投入與運行費用，用戶接受較為困難，熱切呼喚一種在功能上不亞于組合式選粉機，且一次投入和運行費用較為低廉的選粉機。所有這些，都給選粉機在水泥粉磨系統(tǒng)、生料粉磨系統(tǒng)的使用提出了新的課題。江蘇科行環(huán)境工程技術(shù)有限公司，本著科學(xué)務(wù)實的精神，與鹽城工學(xué)院合作，對當前市場上常用選粉機進行了深入的研究，結(jié)合國內(nèi)外選粉機的最新發(fā)展和技術(shù)動態(tài)，開發(fā)了五級分離組合式選粉機，適應(yīng)實施水泥新標準后的水泥圈流生產(chǎn)系統(tǒng)，同時又適應(yīng)立窯與新型干法企業(yè)生料圈流生產(chǎn)系統(tǒng)，在中小型水泥企業(yè)的實際生產(chǎn)過程中，取得了良好的效果。

　　一、工作原理 

　　混合料由選粉機的喂料口喂入，經(jīng)由多點分料器將物料分成四路或更多路，分別由四點或多點喂到分散分離室。該室是由安裝在轉(zhuǎn)子上的撒料盤及反擊板等組成，物料流入到撒料盤上，隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，物料在撒料盤上改善了均布狀況，并均勻地撒向四周，撞擊到反擊板上，成團物料或粗細粉呈懸浮分散狀態(tài)，并進行初步的分散分離。由于重力的作用，物料在分散狀態(tài)下落入導(dǎo)風(fēng)葉和轉(zhuǎn)子之間的分選區(qū)（選粉室）內(nèi)，在分選氣流和轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的共同作用下，粉塵顆粒將同時受重力、風(fēng)力和旋轉(zhuǎn)離心力的作用，較小顆粒的物料隨氣流進入轉(zhuǎn)子內(nèi)，經(jīng)由配風(fēng)室分四路進入旋風(fēng)筒，由旋風(fēng)筒將大部分成品物料分離出來。分離出絕大部分成品后的氣流經(jīng)出口排出進入循環(huán)風(fēng)機進行內(nèi)部循環(huán)。而該循環(huán)氣流中含有超細微粉成品，在循環(huán)風(fēng)機的出口又將該循環(huán)氣流的一部分引出送到后續(xù)的布袋除塵器進行收集，對部分難以收集的細粉進行氣固分離，同時，由于從循環(huán)氣流中排出了一部分空氣，在粗粉灰斗側(cè)面安裝有輔助進風(fēng)口，進入一部分凈化空氣，一方面對落入到粗粉灰斗中的粗粉料進行再一次的清洗，將粘附在粗顆粒中的細粉物料再次分離出來，并送到上部選粉室內(nèi)進行選粉分離，另一方面降低了選粉氣流的溫度，再一方面，也降低了選粉濃度，有助于提高選粉效率。不合格的物料由選粉機內(nèi)錐粗粉灰斗收集，通過粗粉（不合格物料）出口排出。該設(shè)備氣流由一臺循環(huán)風(fēng)機供給，循環(huán)風(fēng)機通過一個進風(fēng)管將氣流送到選粉機進風(fēng)處，該氣流由下而上旋轉(zhuǎn)上升，氣流進入籠形轉(zhuǎn)子與導(dǎo)向葉片的選粉空間進行分級選粉。由于在循環(huán)過程中進出一部分氣流，形成了內(nèi)部部分循環(huán)氣路系統(tǒng)。

　　二、關(guān)鍵技術(shù)

　　1、懸浮分散技術(shù)

　　需選粉的物料首先要求有良好的分散性，特別是對于因靜電吸附作用和水分超標而易造成結(jié)團的物料，只有良好的分散，才能更好地分級。在物料進入主選粉室前，進行緩沖均布物料，并對物料進行分散，對成團的物料和粗細顆粒進行初步的分離分級，使其進入主選粉室后得到更為充分的分散分離，給后續(xù)的選粉創(chuàng)造良好條件。

　　2、平面渦流分級技術(shù)

　　選粉氣流通過水平切向進入選粉室內(nèi)，形成一個旋轉(zhuǎn)渦流氣流，與旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)籠形成一上下穩(wěn)定的內(nèi)外壓差，氣流穩(wěn)定均勻，在此基礎(chǔ)上物料顆粒處于很穩(wěn)定的強力選粉離心力場中，從而能達到精確的分級。

　　3、內(nèi)循環(huán)收集技術(shù)

　　采用高效低阻旋風(fēng)筒，布置在主機周圍，形成一個整體，有效地簡化了系統(tǒng)的工藝流程，減少了占地面積，降低了后續(xù)布袋除塵器的負荷和要求，降低系統(tǒng)的一次性投資及裝機容量。

　　4、凈氣降溫除塵技術(shù)

　　在選粉機粗粉灰斗側(cè)面設(shè)置凈氣冷風(fēng)進風(fēng)口，其作用是：①對粘附在粗粉中的細粉進行清洗，使細粉從粗料中分離出來，進入選粉室進行分級分離；②有一部分冷風(fēng)進入，可降低選粉機內(nèi)溫度及物料溫度；③降低了選粉氣流的選粉濃度，減少物料選粉時相互干擾現(xiàn)象。在選粉機的循環(huán)風(fēng)機出風(fēng)管道上，設(shè)置一出風(fēng)口，將一部分循環(huán)氣流接到后續(xù)的除塵器內(nèi)進行收集，在一定程度上彌補了旋風(fēng)筒收集效率及微粉和超細粉的收集功能。

　　三、技術(shù)特點

　　1、產(chǎn)量高，工況寬

　　KXW系列五級分離組合式選粉機與尺寸相近的離心式、旋風(fēng)式選粉機相比，產(chǎn)量有很大提高，因而更適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)的需要。先進合理的結(jié)構(gòu)允許選粉風(fēng)量、產(chǎn)量和喂料量在較大范圍內(nèi)變化而不影響選粉效率，其分級性能十分穩(wěn)定。

　　2、結(jié)構(gòu)緊湊，一機多能

　　KXW系列五級分離組合式選粉機集粗粉分離、水平渦流選粉和細粉分離于一體，結(jié)構(gòu)緊湊。它能處理較大量的物料和收集絕大部分的成品細粉，使整個粉磨系統(tǒng)配置更為簡單。選粉機自帶一組低阻高效旋風(fēng)除塵器，可將85％的合格成品收集下來，因而大大減輕了下一級收塵器的處理壓力和工作負荷，使系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)率更高、投資更省。

　　3、高效節(jié)能，設(shè)備阻力小

　　KXW系列組合式選粉機采用航空空氣動力學(xué)分析方法對整個流場進行了優(yōu)化設(shè)計，使得設(shè)備阻力顯著減小、選粉效率更高、驅(qū)動電機功耗大為降低，節(jié)能降耗效果非常明顯。選粉機轉(zhuǎn)子內(nèi)裝有獲國家專利的渦流打散器，轉(zhuǎn)子內(nèi)的氣流相對于轉(zhuǎn)子只上升不旋轉(zhuǎn)，利用氣流進轉(zhuǎn)子后因動量矩而減小對轉(zhuǎn)子的推動力，節(jié)省驅(qū)動功率和減少磨損。

　　4. 操作簡單，細度調(diào)節(jié)方便

　　KXW系列五級分離組合式選粉機的主電機和潤滑油站可遠程控制，操作很方便。通過變頻器改變選粉機主電機的轉(zhuǎn)速就可以在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)產(chǎn)品的細度；無須停機就可以方便地調(diào)節(jié)導(dǎo)風(fēng)葉開度以適應(yīng)風(fēng)量、產(chǎn)量和細度的不同要求。

　　5. 磨損小，維護成本低

　　KXW系列五級分離組合式選粉機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行抗磨工藝處理，其磨損率很小，因而維護成本極低。

　　6、適應(yīng)性強

　　對高產(chǎn)磨、高細磨、短磨、長磨以及高水分物料均有較強的適應(yīng)性。

　　四、應(yīng)用

　　徐州創(chuàng)新水泥有限公司有一條水泥粉磨系統(tǒng)，磨機為φ2.2×7m，原配備φ2m旋風(fēng)式選粉機，現(xiàn)改造成KXW500五級分離組合式選粉機，改造后使用情況良好。

　　該五級分離組合式選粉機于2004年1月20日安裝完畢，于1月25日正式投入生產(chǎn)。

　　磨機部分工藝參數(shù)如下表所示。

　　工藝流程為常規(guī)的圈流水泥粉磨系統(tǒng)。
　　入磨物料平均粒徑為10mm。
　　配料情況：熟料76.6%  石膏3.4%  粉煤灰 20% 

　　KXW500五級分離組合式選粉機安裝后，一次性試機成功，試機后即正式投料生產(chǎn)，產(chǎn)量由原來的18噸/時，提高到24噸/時，產(chǎn)品細度80微米篩篩余控制在2%左右，比表面積為330m /kg，水泥三天早期強度提高2MPa，達到了較好的節(jié)能增產(chǎn)效果，其具體生產(chǎn)數(shù)據(jù)如下：
　　出磨篩余  80μm：26%    45μm：55%    30μm：70%
　　回粉篩余  80μm：59%    45μm：88%    30μm：95%
　　成品篩余  80μm：2.2%    45μm：14%    30μm：35%
　　選粉效率：74% 
　　循環(huán)負荷：83%

　　經(jīng)過近一個多月的使用，五級分離組合式選粉機運行正常，設(shè)備在最高轉(zhuǎn)速下運行良好，無振動現(xiàn)象。循環(huán)風(fēng)機及配套的稀油站及控制柜等均運行良好，達到了良好的節(jié)能增產(chǎn)效果。五級分離組合式選粉機的使用，提高了水泥產(chǎn)品的質(zhì)量，對產(chǎn)品細度的控制更加靈活方便，對水泥比表面積的提高也有明顯的效果。由于比表面積的提高，水泥強度也有了較大幅度的提高，很好地適應(yīng)了水泥新標準，給廣大的中小水泥企業(yè)提供了更加實用、經(jīng)濟的選粉設(shè)備。五級分離組合式選粉機的推廣使用，必將推動水泥企業(yè)選粉技術(shù)的發(fā)展，為水泥企業(yè)和社會帶來更多的經(jīng)濟效益和社會效益。

　　五、結(jié)論

　　1. 五級分離組合式選粉機較好地滿足了水泥新標準的要求，質(zhì)量控制穩(wěn)定，比表面積提高，顆粒級配得到了改善，水泥早期強度有所提高。 

　　2. 選粉機回料中的合格成品選凈度高，極大地提高了粉磨效率，提高了系統(tǒng)的產(chǎn)量。