O_SEPA高效涡流选粉机的应用和发展[1].pdf

建材技术江西建材2/2006O-SEPA高效涡流选粉机的应用和发展王磊明陈滔(江西省建筑材料科研设计院江西南昌330001)摘要:O-SEPA选粉机因其原理先进、分级机理明确,与传统的离心式、旋风式选粉机相比有如下优势:.提高产量使用O-SEPA水平涡流选粉机可提高粉磨系统产量30%50%。；.降低能耗；.提高质量,降低成本；.操作简单,细度调节方便；选粉效率高。在我国水泥工业中得到广泛应用。关键词:水泥工业选粉机O-SEPA水平涡流选粉机1前言选粉机是闭路粉磨系统的主要设备之一,由磨机、选粉机等设备组成的闭路粉磨系统,比无选粉机的开路粉磨系统提高产量1020%。因此,粉磨作业中选用选粉机作为磨机的配套设备是提高产量的主要途径之一。水泥工业用选粉机于1885年发明,由美国的斯特蒂文特(Sturtovant)公司生产,即离心式选粉机,这就是第一代选粉机。随着世界工业技术的进步和发展,德国洪堡维达格公司于1960年研制开发了洪堡维达格型选粉机,即所谓的旋风式选粉机,属于第二代选粉机。第一代选粉机由于结构与工作原理的限制,选粉效率不高,粉磨系统的效率与产量提高有限；第二代选粉机因其核心结构并没有脱离第一代选粉机的范畴,工作原理上无根本性的变化,所以性能提高有限。1990年至2000年,选粉机的研究有了突破性的发展,国外各公司相继开发出了新型高效第三代选粉机,其中日本小野田公司率先推出的O-Sepa型选粉机,因采用新的分级结构与原理,显著提高了选粉机的选粉效率及产量,水泥质量与系统能耗也得到改善。目前水泥工业中采用的选粉机主要有旋风式、离心式、高效涡流选粉机三种型式。旋风式选粉机结构紧凑、磨损小、震动小、选粉能力大、效率高。离心式选粉机重量轻、维修方便。高效涡流选粉机选粉粒度可调、能耗低、效率高。我国在上世纪九十年代初从日本小野田公司引进O-Sepa选粉机的生产制造技术,并在国内的水泥企业中得到广泛应用。2O-Sepa选粉机的技术优势O-Sepa选粉机又称水平涡流式选粉机,是利用空气动力学中的水平涡流原理对粉体进行分级的分级设备,适用于水泥工业对粉状物料或其它工业中相当的物料进行分级,与传统的空气粉体分级设备相比,具有分级效率高,处理物料量大,产品颗料级配尺寸范围窄,操作简单,料径调整方便等特点。2.1结构概述O-Sepa选粉机主要由壳体、回传部分、传统部分、润滑系统等组成。壳体部分由壳体、进料斗、弯管等组成,在壳体内装设有导向叶片、缓冲板、空气密封圈、壳体侧面及顶盖开设有检查门。壳体的一、二次进风口(或壳体全部)及弯管出口处内均粘贴有陶瓷贴片,进料斗,导向叶片、缓冲板各处均喷涂耐磨材料,灰斗内以形成料衬来防止磨损。回转部分由转子、主轴、轴承等组成,转子用键固定在主轴上,或以法兰与主轴相联,主轴通过传动部分的驱动而转动。转子由撒料盘及水平垂直板、上下轴套联结板组成,转子是选粉机的主要部分。主轴和减速器润滑共用一个稀油润滑站。传动部分由立式或卧式调速电机、立式或卧式专用减速器,弹性联轴器等组成2.2工作原理O-Sepa选粉机的工作原理是:物料由进料管喂入,在撒料盘离心力的作用下沿径向甩出。碰到611994-2008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.江西建材江西建材2/2006缓冲挡板分散后,落到选粉区。选粉气流由切向的一次进风口和二次进风口沿水平涡壳进入,经固定的导流叶片进入选粉区,在选粉区内涡流叶片和水平隔板组成的水平回转涡轮使内外压差在整个选粉区维持不变,从而使选粉气流稳定均匀。选出的细粉随气流一起从出风管排出,通过机外除尘器收集而成为产品；粗粉沿集灰斗锥体下落由排料口排出。O-Sepa选粉机为负压操作,选粉空气可以是含尘气体,或外部空气或二种空气的混合气体。作为一、二次气体从各自的空气入口沿切线方向进入选粉机,三次空气由下部灰斗的几个方向进入选粉机,一、二次空气通过具有一定角度的固定导向叶片及转子的格板形成涡流,物料受气流作用分成粗粉、细粉。O-Sepa选粉机因其原理先进、分级机理明确,与传统的离心式、旋风式选粉机相比主要有如下优势:2.2.1提高产量。使用O-Sepa水平涡流选粉机可提高粉磨系统产量30%50%。2.2.2降低能耗。使用O-Sepa水平涡流选粉机可使单位能耗降低5%20%或更多。2.2.3提高质量,降低成本。由于O-Sepa水平涡流选粉机分级精确,成品中不含粗颗粒,而最有利于水泥质量提高的粒径范围为330m的颗粒含量增加,因此有助于提高水泥强度等级,或在保持水泥强度等级不变的情况下增加矿渣掺量,减少熟料用量而降低成本。2.2.4操作简单,细度调节方便O-Sepa系列选粉机的主电机和润滑油站可远程控制,操作很方便。仅需调节O-Sepa选粉机主电机转速的就可以在较大范围内改变产品的细度,产品的颗粒分布调整和风量、机内温度调整都很方便和简单。2.2.5磨损小,维护简单O-Sepa选粉机的易磨损部分如撒料盘、缓冲板、导风叶片和转子叶片等均采用耐磨材料制造或进行抗磨工艺处理,其磨损率很小,因而其维护成本极低。2.2.6处理粉料量大比尺寸相近的离心式、旋风式选粉机产量大得多,因而更适应大规模生产的需要,且其分级性能十分稳定。2.2.7选粉效率高。回磨粗粉料中的细粉残留量极少,即其特劳姆曲线很陡。2.3O-Sepa选粉机在水泥工业中的应用O-Sepa高效涡流选粉机与传统的离心式或旋风式选粉机相比,具有体积小、选粉效率高、成品细度调节方便、产品质量稳定可靠等优点,因而得到广泛使用。据不完全统计,我国目前正式投入运行的已有3000多台。河南秀山水泥厂和湖南桑植县水泥厂在2.2m7.0m生料磨改造时均选用O-Sepa涡流选粉机,取得了很好的效果,产量达33t/h以上(最高39t/h),产品电耗小于18kWh/t。上述两厂2.2m7.0m生料磨和N500高效涡流选粉机组成圈流粉磨系统,该流程的特点如下:2.3.1集选粉与除尘于一体。出磨含尘气体直接进入选粉机内,由选粉机进行分级,这样的生料颗粒级配合理,而且无粗颗粒,有利于固相反应而提高熟料质量。而系统处于负压下操作,使车间内无粉尘泄露,环境污染小。2.3.2采用单风机系统。与双风机系统相比,单风机系统简单可靠,操作方便,避免了部分细粉的循环。一级除尘采用高效旋风除尘器,除尘效率达85%；二级除尘采用结构独特的立式高压静电除尘器,可处理进口浓度(标况下)达200g/m3含尘气体,除尘效率达99.5%以上。2.3.3磨内通风好。涡流选粉机处理风量大(32000m3/h),磨内风速达1.5m/s以上,使磨内过粉磨现象大大减少,提高了磨机的粉磨效率,使系统产量大幅度提高。该系统对入磨物料水分的适应能力较其他选粉机强,当入磨综合水分达5%时,系统仍能正常生产。秀山水泥厂2台同规格的生料磨,当入磨水分超过4%时,采用离心选粉机系统的就难以正常生产；桑植县水泥厂无烘干系统,改造前由于入磨物料水分过大经常影响生产,采用涡流选粉机改造后,生产一直很正常。2.3.4选粉效率高、电耗低。当物料进入涡流选粉机内,由于受到强烈的涡流和剪切力的作用,物料的分散性好；物料在选粉区内分选条件稳定,而且停留时间长,因此其选粉效率高,使系统产量提高,产品单位电耗降低,一般电耗18kW.h/t711994-2008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.江西建材江西建材2/2006以下。2.3.5操作方便。系统调节产品细度时不需停机只需通过调节选粉机立轴转速即可实现(离心选粉机要停机操作)。由于没有循环风机,无需调节风量的阀门等设备。2.3.6易于安装布置。涡流选粉机较离心式或旋风式选粉机体积小、重量轻；工艺流程简单,系统各设备可分散布置,特别适合磨机改造。秀山厂和桑植厂均是利用原厂房进行改造,减少了土建投资。武汉奥道克斯高科技有限责任公司和南京工业大学对冀东水泥厂一台N2500型O-Sepa选粉机,以及葛洲坝水泥厂三台N2500型O-Sepa选粉机进行了卓有成效地改造,选粉效率提高35%45%,达到了80%以上,磨机台时产量提高1018%,吨水泥生产电耗下降5千瓦时。理论和实践证明:对O-Sepa选粉机进行合理改造,可使其选粉效率得到大幅度提升,磨机台时产量比改造前提高1020%,吨水泥的生产电耗可降低39KWH。3O-Sepa选粉机的技术改进和发展以日本小野田的O-Sepa选粉机为代表的涡流式选粉机,是一种分级效率高达80%以上的高效选粉机。引进该技术生产的国内有两家,他们是上海新建和山东建机。国产同类技术的最早是以合肥院的HES和DS高效选粉机为代表。近几年,成都利君等公司也陆续推出类似的选粉机。这些选粉机的分散、分级及收集机理非常明确,尤其分级机理与离心式和旋风式相比有突破性的改变,选粉机的各环节均达到了相当高的水平,因而整体的选粉效率很高,是一种极具优势的分级设备。随着科技的发展,人们对选粉机认识的进一步加深,在O-Sepa选粉机的技术基础上对其内部作进一步的改造,使选粉机的选粉、节能效果更明显,实现了选粉机技术的国外主要有德国的Sepol型、SKS型、丹麦的Sepax型、美国的SD型、法国的TSV高效动态选粉机。目前国内对O-Sepa选粉机的技术改进比较成熟的机型主要有:3.1合肥水泥研究院研制的NHX高效转子式选粉机、NHX高效转子式选粉机包括NHX-500、NHX-600、NHX-700等型号:其工作原理是粗细粉混合的物料从顶部的喂料溜子喂入,落到旋转的撒料盘上,借离心力的作用将物料抛出,并在撒料盘的下方均匀的撒开,由于转子的转动,产生水平向外的气流,较粗的料粒被离心力甩向选粉室的壁上而下落,当粗颗粒下落到挡灰体时,从鼓风机吹入的风把粗粉夹带的细粉又一次的选粉,粗粉落到弹性分格轮送回到磨中。细粉被上升的气流带入旋风筒中,细粉从旋风筒被收下来带有锁风性能良好的溢流绞刀输送走,这样气流通过选粉室、旋风筒、鼓风机形成闭路循环。细粉不断的从旋风筒被收下来。3.2合肥水泥研究院研制DS组合式高效选粉机设计独特,结构创新。将涡轮型和水平叶片两种分级转子串联,形成三个独立的串联分级室,相当于把两台选粉机串联在一起,对喂入的物料进行有效的多级分级,强化了分级过程,提高了分级效率。近年来,经过进一步深入研究,对涡轮转子结构又作了重大的改进:采用了变截面透平式叶片,分级流场更加稳定,分级效率和分级精度更高；在涡轮转子内部设置了专门的涡流消除叶片进一步降低设备阻力。基于上述突破性特点,DS组合式高效选粉机具有以下主要特点:3.2.1选粉效率高,比O-Sepa等第三代选粉机高十个百分点,可达到80%以上。3.2.2能大幅度提高磨机产量。与开路磨比较,磨机产量提高60100%；与传统闭路磨比较,可提高产量(与离心式选粉机、旋风式比)1540%。3.2.3由于可利用大量冷空气作为选粉气体,水泥成品温度低。降低粉磨系统电耗,可节电1020%。3.2.4改善成品颗粒分布,提高产品质量。水泥颗粒分布中提高了330mm颗粒含量,提高水泥强度；生料颗粒分布中降低了200mm颗粒的含量,改善了生料的易烧性。3.2.5产品细度调节范围广,控制简单,改变细度不需停机,仅通过改变选粉机的转速即可生产比面积为300600m2/kg之间的各种水泥及各种粉状物料。3.2.6设备体积小,重量轻,布置灵活。系统采用全负压操作,杜绝了粉尘污染。3.3天津水泥院所属中天仕名(淄博)重型811994-2008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.江西建材江西建材2/2006机械有限公司开发了大型水平涡流式选粉机、TLS组合式选粉机系列,该公司开发的大型水平涡流式选粉机,吸收了O-Sepa选粉机技术基础上开发研制的,转子撒料盘采用铸造工艺制造,增加了分撒和打散叶片；改进了密封装置和导向叶片安装方式；调整了3次风比例,产品细度调整方便,提高了选粉效率,具有创新性,综合技术性能达到了国际同类设备的先进水平。该公司开发的TLS组合式选粉机将带笼型转子的动态分级,与静态分级有机结合为一体,结构紧凑,有利于简化流程,降低了投资。由特殊耐磨材料制成的插装式笼型转子非机械接触的气仓式密封装置具有创新性,整体设计合理,产品细度调整方便,选粉效率较高,综合技术性能达到了国内同类产品的先进水平3.4江苏科行公司研制的国内规模和产量最大的K型选粉机(KXW3000),可配套3.813米高细磨。科行公司的K型选粉机是以O-Sepa笼形转子为特征高效选粉机基础上发展而来的,集德国动态选粉机预分离、日本O-Sepa涡流选粉机笼形分离、转子选粉机旋风分离、旁路除尘分离和粗粉清洗分离于一体,结构合理,功能先进。科行K型选粉机在国内的大型企业中已占据重要的一席之地,并成为大型选粉装备的首选产品。3.5江苏盐城吉翔达建材环保有限公司开发出能将磨机中物料一分为三的三分离选粉机。这种新型选粉机借鉴了国外先进的选粉原理,采用了航空空气动力学分析方法,突破传统选粉机二分离理论,在常规的闭路粉磨系统中把物料分为细粉、中粗粉和粗粉,其中细粉作为合格的成品水泥可直接进入水泥库,中粗粉进入研磨仓,粗粉则回到一级磨的一仓、中卸磨的破碎仓或二级磨的前级仓,使破碎仓中的细粉含量大幅下降,有效地减少了磨内过粉磨现象,从而大大提高了磨机的破碎能力和研磨能力。3.6中国建材建设有限公司改进型O-Sepa选粉