O_SEPA高效渦流選粉機的應用和發(fā)展[1].pdf

建材技術江西建材2/2006O-SEPA高效渦流選粉機的應用和發(fā)展王磊明陳滔(江西省建筑材料科研設計院江西南昌330001)摘要:O-SEPA選粉機因其原理先進、分級機理明確,與傳統(tǒng)的離心式、旋風式選粉機相比有如下優(yōu)勢:.提高產量使用O-SEPA水平渦流選粉機可提高粉磨系統(tǒng)產量30%50%。；.降低能耗；.提高質量,降低成本；.操作簡單,細度調節(jié)方便；選粉效率高。在我國水泥工業(yè)中得到廣泛應用。關鍵詞:水泥工業(yè)選粉機O-SEPA水平渦流選粉機1前言選粉機是閉路粉磨系統(tǒng)的主要設備之一,由磨機、選粉機等設備組成的閉路粉磨系統(tǒng),比無選粉機的開路粉磨系統(tǒng)提高產量1020%。因此,粉磨作業(yè)中選用選粉機作為磨機的配套設備是提高產量的主要途徑之一。水泥工業(yè)用選粉機于1885年發(fā)明,由美國的斯特蒂文特(Sturtovant)公司生產,即離心式選粉機,這就是第一代選粉機。隨著世界工業(yè)技術的進步和發(fā)展,德國洪堡維達格公司于1960年研制開發(fā)了洪堡維達格型選粉機,即所謂的旋風式選粉機,屬于第二代選粉機。第一代選粉機由于結構與工作原理的限制,選粉效率不高,粉磨系統(tǒng)的效率與產量提高有限；第二代選粉機因其核心結構并沒有脫離第一代選粉機的范疇,工作原理上無根本性的變化,所以性能提高有限。1990年至2000年,選粉機的研究有了突破性的發(fā)展,國外各公司相繼開發(fā)出了新型高效第三代選粉機,其中日本小野田公司率先推出的O-Sepa型選粉機,因采用新的分級結構與原理,顯著提高了選粉機的選粉效率及產量,水泥質量與系統(tǒng)能耗也得到改善。目前水泥工業(yè)中采用的選粉機主要有旋風式、離心式、高效渦流選粉機三種型式。旋風式選粉機結構緊湊、磨損小、震動小、選粉能力大、效率高。離心式選粉機重量輕、維修方便。高效渦流選粉機選粉粒度可調、能耗低、效率高。我國在上世紀九十年代初從日本小野田公司引進O-Sepa選粉機的生產制造技術,并在國內的水泥企業(yè)中得到廣泛應用。2O-Sepa選粉機的技術優(yōu)勢O-Sepa選粉機又稱水平渦流式選粉機,是利用空氣動力學中的水平渦流原理對粉體進行分級的分級設備,適用于水泥工業(yè)對粉狀物料或其它工業(yè)中相當的物料進行分級,與傳統(tǒng)的空氣粉體分級設備相比,具有分級效率高,處理物料量大,產品顆料級配尺寸范圍窄,操作簡單,料徑調整方便等特點。2.1結構概述O-Sepa選粉機主要由殼體、回傳部分、傳統(tǒng)部分、潤滑系統(tǒng)等組成。殼體部分由殼體、進料斗、彎管等組成,在殼體內裝設有導向葉片、緩沖板、空氣密封圈、殼體側面及頂蓋開設有檢查門。殼體的一、二次進風口(或殼體全部)及彎管出口處內均粘貼有陶瓷貼片,進料斗,導向葉片、緩沖板各處均噴涂耐磨材料,灰斗內以形成料襯來防止磨損。回轉部分由轉子、主軸、軸承等組成,轉子用鍵固定在主軸上,或以法蘭與主軸相聯,主軸通過傳動部分的驅動而轉動。轉子由撒料盤及水平垂直板、上下軸套聯結板組成,轉子是選粉機的主要部分。主軸和減速器潤滑共用一個稀油潤滑站。傳動部分由立式或臥式調速電機、立式或臥式專用減速器,彈性聯軸器等組成2.2工作原理O-Sepa選粉機的工作原理是:物料由進料管喂入,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風口和二次進風口沿水平渦殼進入,經固定的導流葉片進入選粉區(qū),在選粉區(qū)內渦流葉片和水平隔板組成的水平回轉渦輪使內外壓差在整個選粉區(qū)維持不變,從而使選粉氣流穩(wěn)定均勻。選出的細粉隨氣流一起從出風管排出,通過機外除塵器收集而成為產品；粗粉沿集灰斗錐體下落由排料口排出。O-Sepa選粉機為負壓操作,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入選粉機,三次空氣由下部灰斗的幾個方向進入選粉機,一、二次空氣通過具有一定角度的固定導向葉片及轉子的格板形成渦流,物料受氣流作用分成粗粉、細粉。O-Sepa選粉機因其原理先進、分級機理明確,與傳統(tǒng)的離心式、旋風式選粉機相比主要有如下優(yōu)勢:2.2.1提高產量。使用O-Sepa水平渦流選粉機可提高粉磨系統(tǒng)產量30%50%。2.2.2降低能耗。使用O-Sepa水平渦流選粉機可使單位能耗降低5%20%或更多。2.2.3提高質量,降低成本。由于O-Sepa水平渦流選粉機分級精確,成品中不含粗顆粒,而最有利于水泥質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度等級,或在保持水泥強度等級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操作簡單,細度調節(jié)方便O-Sepa系列選粉機的主電機和潤滑油站可遠程控制,操作很方便。僅需調節(jié)O-Sepa選粉機主電機轉速的就可以在較大范圍內改變產品的細度,產品的顆粒分布調整和風量、機內溫度調整都很方便和簡單。2.2.5磨損小,維護簡單O-Sepa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,因而其維護成本極低。2.2.6處理粉料量大比尺寸相近的離心式、旋風式選粉機產量大得多,因而更適應大規(guī)模生產的需要,且其分級性能十分穩(wěn)定。2.2.7選粉效率高?；啬ゴ址哿现械募毞蹥埩袅繕O少,即其特勞姆曲線很陡。2.3O-Sepa選粉機在水泥工業(yè)中的應用O-Sepa高效渦流選粉機與傳統(tǒng)的離心式或旋風式選粉機相比,具有體積小、選粉效率高、成品細度調節(jié)方便、產品質量穩(wěn)定可靠等優(yōu)點,因而得到廣泛使用。據不完全統(tǒng)計,我國目前正式投入運行的已有3000多臺。河南秀山水泥廠和湖南桑植縣水泥廠在2.2m7.0m生料磨改造時均選用O-Sepa渦流選粉機,取得了很好的效果,產量達33t/h以上(最高39t/h),產品電耗小于18kWh/t。上述兩廠2.2m7.0m生料磨和N500高效渦流選粉機組成圈流粉磨系統(tǒng),該流程的特點如下:2.3.1集選粉與除塵于一體。出磨含塵氣體直接進入選粉機內,由選粉機進行分級,這樣的生料顆粒級配合理,而且無粗顆粒,有利于固相反應而提高熟料質量。而系統(tǒng)處于負壓下操作,使車間內無粉塵泄露,環(huán)境污染小。2.3.2采用單風機系統(tǒng)。與雙風機系統(tǒng)相比,單風機系統(tǒng)簡單可靠,操作方便,避免了部分細粉的循環(huán)。一級除塵采用高效旋風除塵器,除塵效率達85%；二級除塵采用結構獨特的立式高壓靜電除塵器,可處理進口濃度(標況下)達200g/m3含塵氣體,除塵效率達99.5%以上。2.3.3磨內通風好。渦流選粉機處理風量大(32000m3/h),磨內風速達1.5m/s以上,使磨內過粉磨現象大大減少,提高了磨機的粉磨效率,使系統(tǒng)產量大幅度提高。該系統(tǒng)對入磨物料水分的適應能力較其他選粉機強,當入磨綜合水分達5%時,系統(tǒng)仍能正常生產。秀山水泥廠2臺同規(guī)格的生料磨,當入磨水分超過4%時,采用離心選粉機系統(tǒng)的就難以正常生產；桑植縣水泥廠無烘干系統(tǒng),改造前由于入磨物料水分過大經常影響生產,采用渦流選粉機改造后,生產一直很正常。2.3.4選粉效率高、電耗低。當物料進入渦流選粉機內,由于受到強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)內分選條件穩(wěn)定,而且停留時間長,因此其選粉效率高,使系統(tǒng)產量提高,產品單位電耗降低,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)調節(jié)產品細度時不需停機只需通過調節(jié)選粉機立軸轉速即可實現(離心選粉機要停機操作)。由于沒有循環(huán)風機,無需調節(jié)風量的閥門等設備。2.3.6易于安裝布置。渦流選粉機較離心式或旋風式選粉機體積小、重量輕；工藝流程簡單,系統(tǒng)各設備可分散布置,特別適合磨機改造。秀山廠和桑植廠均是利用原廠房進行改造,減少了土建投資。武漢奧道克斯高科技有限責任公司和南京工業(yè)大學對冀東水泥廠一臺N2500型O-Sepa選粉機,以及葛洲壩水泥廠三臺N2500型O-Sepa選粉機進行了卓有成效地改造,選粉效率提高35%45%,達到了80%以上,磨機臺時產量提高1018%,噸水泥生產電耗下降5千瓦時。理論和實踐證明:對O-Sepa選粉機進行合理改造,可使其選粉效率得到大幅度提升,磨機臺時產量比改造前提高1020%,噸水泥的生產電耗可降低39KWH。3O-Sepa選粉機的技術改進和發(fā)展以日本小野田的O-Sepa選粉機為代表的渦流式選粉機,是一種分級效率高達80%以上的高效選粉機。引進該技術生產的國內有兩家,他們是上海新建和山東建機。國產同類技術的最早是以合肥院的HES和DS高效選粉機為代表。近幾年,成都利君等公司也陸續(xù)推出類似的選粉機。這些選粉機的分散、分級及收集機理非常明確,尤其分級機理與離心式和旋風式相比有突破性的改變,選粉機的各環(huán)節(jié)均達到了相當高的水平,因而整體的選粉效率很高,是一種極具優(yōu)勢的分級設備。隨著科技的發(fā)展,人們對選粉機認識的進一步加深,在O-Sepa選粉機的技術基礎上對其內部作進一步的改造,使選粉機的選粉、節(jié)能效果更明顯,實現了選粉機技術的國外主要有德國的Sepol型、SKS型、丹麥的Sepax型、美國的SD型、法國的TSV高效動態(tài)選粉機。目前國內對O-Sepa選粉機的技術改進比較成熟的機型主要有:3.1合肥水泥研究院研制的NHX高效轉子式選粉機、NHX高效轉子式選粉機包括NHX-500、NHX-600、NHX-700等型號:其工作原理是粗細粉混合的物料從頂部的喂料溜子喂入,落到旋轉的撒料盤上,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,由于轉子的轉動,產生水平向外的氣流,較粗的料粒被離心力甩向選粉室的壁上而下落,當粗顆粒下落到擋灰體時,從鼓風機吹入的風把粗粉夾帶的細粉又一次的選粉,粗粉落到彈性分格輪送回到磨中。細粉被上升的氣流帶入旋風筒中,細粉從旋風筒被收下來帶有鎖風性能良好的溢流絞刀輸送走,這樣氣流通過選粉室、旋風筒、鼓風機形成閉路循環(huán)。細粉不斷的從旋風筒被收下來。3.2合肥水泥研究院研制DS組合式高效選粉機設計獨特,結構創(chuàng)新。將渦輪型和水平葉片兩種分級轉子串聯,形成三個獨立的串聯分級室,相當于把兩臺選粉機串聯在一起,對喂入的物料進行有效的多級分級,強化了分級過程,提高了分級效率。近年來,經過進一步深入研究,對渦輪轉子結構又作了重大的改進:采用了變截面透平式葉片,分級流場更加穩(wěn)定,分級效率和分級精度更高；在渦輪轉子內部設置了專門的渦流消除葉片進一步降低設備阻力?；谏鲜鐾黄菩蕴攸c,DS組合式高效選粉機具有以下主要特點:3.2.1選粉效率高,比O-Sepa等第三代選粉機高十個百分點,可達到80%以上。3.2.2能大幅度提高磨機產量。與開路磨比較,磨機產量提高60100%；與傳統(tǒng)閉路磨比較,可提高產量(與離心式選粉機、旋風式比)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,提高產品質量。水泥顆粒分布中提高了330mm顆粒含量,提高水泥強度；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產品細度調節(jié)范圍廣,控制簡單,改變細度不需停機,僅通過改變選粉機的轉速即可生產比面積為300600m2/kg之間的各種水泥及各種粉狀物料。3.2.6設備體積小,重量輕,布置靈活。系統(tǒng)采用全負壓操作,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機械有限公司開發(fā)了大型水平渦流式選粉機、TLS組合式選粉機系列,該公司開發(fā)的大型水平渦流式選粉機,吸收了O-Sepa選粉機技術基礎上開發(fā)研制的,轉子撒料盤采用鑄造工藝制造,增加了分撒和打散葉片；改進了密封裝置和導向葉片安裝方式；調整了3次風比例,產品細度調整方便,提高了選粉效率,具有創(chuàng)新性,綜合技術性能達到了國際同類設備的先進水平。該公司開發(fā)的TLS組合式選粉機將帶籠型轉子的動態(tài)分級,與靜態(tài)分級有機結合為一體,結構緊湊,有利于簡化流程,降低了投資。由特殊耐磨材料制成的插裝式籠型轉子非機械接觸的氣倉式密封裝置具有創(chuàng)新性,整體設計合理,產品細度調整方便,選粉效率較高,綜合技術性能達到了國內同類產品的先進水平3.4江蘇科行公司研制的國內規(guī)模和產量最大的K型選粉機(KXW3000),可配套3.813米高細磨。科行公司的K型選粉機是以O-Sepa籠形轉子為特征高效選粉機基礎上發(fā)展而來的,集德國動態(tài)選粉機預分離、日本O-Sepa渦流選粉機籠形分離、轉子選粉機旋風分離、旁路除塵分離和粗粉清洗分離于一體,結構合理,功能先進?？菩蠯型選粉機在國內的大型企業(yè)中已占據重要的一席之地,并成為大型選粉裝備的首選產品。3.5江蘇鹽城吉翔達建材環(huán)保有限公司開發(fā)出能將磨機中物料一分為三的三分離選粉機。這種新型選粉機借鑒了國外先進的選粉原理,采用了航空空氣動力學分析方法,突破傳統(tǒng)選粉機二分離理論,在常規(guī)的閉路粉磨系統(tǒng)中把物料分為細粉、中粗粉和粗粉,其中細粉作為合格的成品水泥可直接進入水泥庫,中粗粉進入研磨倉,粗粉則回到一級磨的一倉、中卸磨的破碎倉或二級磨的前級倉,使破碎倉中的細粉含量大幅下降,有效地減少了磨內過粉磨現象,從而大大提高了磨機的破碎能力和研磨能力。3.6中國建材建設有限公司改進型O-Sepa選粉