五級分離組合式選粉機的設計應用

　　選粉機是伴隨著圈流粉磨技術的進步而不斷發(fā)展的，同時也伴隨著水泥質量逐步與國際標準接軌而在技術上不斷有所突破。選粉機經過離心式、旋風式的不斷發(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-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線上得到了廣泛的應用，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，使工藝流程復雜化，系統(tǒng)裝機容量有所增加，操作相對復雜且困難，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雜程度等方面又優(yōu)于高效選粉機的轉子式選粉機。轉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，較好地滿足了生產需要。但水泥新標準的正式實施，也給轉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。轉子式選粉機控制水泥細度，主要是通過增加主軸轉速和減少循環(huán)風量兩種方法，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和平面渦流技術，同時又吸收了旋風式選粉機利用幾個旋風筒收集成品的技術，新型干法企業(yè)對此反應良好。需要說明的是，旋風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)的設備資源，同時又將中卸磨（帶烘干倉）的出風作為其進風，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)境工程技術有限公司，本著科學務實的精神，與鹽城工學院合作，對當前市場上常用選粉機進行了深入的研究，結合國內外選粉機的最新發(fā)展和技術動態(tài)，開發(fā)了五級分離組合式選粉機，適應實施水泥新標準后的水泥圈流生產系統(tǒng)，同時又適應立窯與新型干法企業(yè)生料圈流生產系統(tǒng)，在中小型水泥企業(yè)的實際生產過程中，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，隨著轉子的旋轉，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)下落入導風葉和轉子之間的分選區(qū)（選粉室）內，在分選氣流和轉子旋轉的共同作用下，粉塵顆粒將同時受重力、風力和旋轉離心力的作用，較小顆粒的物料隨氣流進入轉子內，經由配風室分四路進入旋風筒，由旋風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出口排出進入循環(huán)風機進行內部循環(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，在粗粉灰斗側面安裝有輔助進風口，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錐粗粉灰斗收集，通過粗粉（不合格物料）出口排出。該設備氣流由一臺循環(huán)風機供給，循環(huán)風機通過一個進風管將氣流送到選粉機進風處，該氣流由下而上旋轉上升，氣流進入籠形轉子與導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，形成了內部部分循環(huán)氣路系統(tǒng)。

　　二、關鍵技術

　　1、懸浮分散技術

　　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

　　選粉氣流通過水平切向進入選粉室內，形成一個旋轉渦流氣流，與旋轉的轉籠形成一上下穩(wěn)定的內外壓差，氣流穩(wěn)定均勻，在此基礎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、內循環(huán)收集技術

　　采用高效低阻旋風筒，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

　　在選粉機粗粉灰斗側面設置凈氣冷風進風口，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有一部分冷風進入，可降低選粉機內溫度及物料溫度；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)風機出風管道上，設置一出風口，將一部分循環(huán)氣流接到后續(xù)的除塵器內進行收集，在一定程度上彌補了旋風筒收集效率及微粉和超細粉的收集功能。

　　三、技術特點

　　1、產量高，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、旋風式選粉機相比，產量有很大提高，因而更適應大規(guī)模生產的需要。先進合理的結構允許選粉風量、產量和喂料量在較大范圍內變化而不影響選粉效率，其分級性能十分穩(wěn)定。

　　2、結構緊湊，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，結構緊湊。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)的運轉率更高、投資更省。

　　3、高效節(jié)能，設備阻力小

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

　　4. 操作簡單，細度調節(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速就可以在較大范圍內調節(jié)產品的細度；無須停機就可以方便地調節(jié)導風葉開度以適應風量、產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、導風葉片和轉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、適應性強

　　對高產磨、高細磨、短磨、長磨以及高水分物料均有較強的適應性。

　　四、應用

　　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。

　　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，產量由原來的18噸/時，提高到24噸/時，產品細度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)能增產效果，其具體生產數(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%

　　經過近一個多月的使用，五級分離組合式選粉機運行正常，設備在最高轉速下運行良好，無振動現(xiàn)象。循環(huán)風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)能增產效果。五級分離組合式選粉機的使用，提高了水泥產品的質量，對產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、經濟的選粉設備。五級分離組合式選粉機的推廣使用，必將推動水泥企業(yè)選粉技術的發(fā)展，為水泥企業(yè)和社會帶來更多的經濟效益和社會效益。

　　五、結論

　　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)的產量。