部分论文选粉机的基本情况

第 1 章 选粉机的基本情况1.1 选粉机的分级原理O-sepa选粉机是众多选粉机中最出色的代表，没有之一。不单单是因为它的选粉效率高，颗粒粒径选择余地大，更为重要的是分级的原理的一次重大突破。与第一代和第二代分离其高级分类如下比较：第一代离心式选粉机的分级原理为：物料由提升机或其他输送设备送入立轴周围的下料口，并落到旋转的撒料盘上，料层受离心力作用而向周围分散出去。主风叶片在回转中产生的螺旋上升气流穿透撒出的物料层，形成吹洗分离。那些比较重、比较粗的物料被撒料盘抛开到较远的地方，受重力作用而沉降在内壳锥底，并从出料管排出。较小或较轻的物料颗粒随气流上升而进入辅助风叶回转段的分离区内。此时中等大小的颗粒被辅助风叶回转产生的旋风筒收集作用而沿内壳壁沉降在内壳下锥体内。更细的颗粒则被上升气流提升并穿越辅助叶片和控制板口，从主风叶前端折而向下进入内壳与外壳之间的细粉沉降区。第二代旋风式选粉机的分级原理为：经过粉磨后的粗、细混合物料从顶部喂料口喂入并落到旋转的撒料盘上。由于离心力的作用，物料被撒料盘向四周均匀撒开，并与上升气流相遇，较细的颗粒被上升气流分离出去，随气流上升至辅助风叶处时，颗粒的受力状态完全和离心式选粉机辅助风叶区的作用相同。即中等大小的颗粒收辅助风叶产生旋风筒收集作用而沿内锥下沉，并在挡灰处又受到循环气流的再次分选。更小的颗粒便随上升气流穿过辅助叶片，经旋风头而进入旋风筒，借助离心力作用而将细粉收集下来。经旋风筒分离以后的气流从出风管可空气管道再次被吸进通风机。第三代高效涡流选粉机的分级方法为：待选物料由上部的两个喂料口喂入选粉机，经由撒料盘、缓冲板充分扩散后，落入选粉区。选粉气流大部分都来自磨机，通过一次风进口进入，来自扬尘点的含尘气体通过二次风进口进入，经过导向叶片的引导，然后呈水平方向进入选粉区。选粉机内由垂直叶片组成笼式转子，回转时使内外压差在整个选粉区高度内上下内非常稳固，从而使气流稳定均匀，从而为精确选粉创造了一个非常好的前提条件。物料从上到下，为每个颗粒提供了屡次分选的机会，而且每次分选都在精确的离心力和水平风力的均衡条件下进行。细粉从外向内克服了边壁效应的不利影响。原理图如图1-1所示。图1-1 选粉机原理图1.撒料盘 2.水平隔板 3.调节叶片 4.缓冲板 5.导向叶片 6.细粉出管 7.主轴8.喂料管道 9.气流入口管 10.二次风管 11.三次风管1.2 调节选粉机细度的方法变更工艺参数和各部件尺寸关系可以改变选粉机的细度，这也是涡流选粉机相比于其他选粉机的一个有点。1.2.1 改变上升气流风速法根据公式 223()hmekwdDnk上式中： d选粉机的细度，mm物料密度,kg/ m3气体密度,g/en气流风速，m/sD转笼直径，m由上式可以看出气流风速加大,分离粒径小;减小风速,则分离的颗粒粒径将会增大。1.2.2 调节转速法调节转速是调节产品细度最灵活、最便利的办法，也是 O-sepa 选粉机最大的优点。应充分发挥转速的调节作用。转速可在划定范围内根据随意的调整，转速越高细度越细。1.2.3 改变选粉室内部尺寸法对于新设计的选粉机来讲，调整其内部尺寸可能会改变成品细度的比例。譬如增加选粉机高度,产品变细。降低高度,产品变粗。但是在已有的选粉机上改动有困难，一般都是用在新设计的选粉机上。1.3 选粉机的特点及改造1.3.1 结构特点(1)每一颗粒物都将等候接受三次分选：第一是在转子与导向叶片之间的水平面经过连续的分离；第二是借助一、二次风在蜗壳型旋风筒内气流形成的旋风筒导壁分离效应；第三是应用锥体下部三次风的再次分散。(2)物料从上面洒落，每个颗粒都将通过整个分离区的全部高度，在其中停留时间长，分离的也是机会一样大的。(3)撒料盘与缓冲板配合，起撒料、敲打的作用，从而保证物料充分被气流分选。撒料盘通常用特别耐磨的材料制造加工而成，所以撒料盘在物料冲击和磨损的工况下任然可以拥有很长的寿命。撒料盘上设有凸棱，只是形状不同而已。凸棱的高度是一个很重要的值得好好思量的问题、它对分选效率、颗粒级配都有相当大的影响。(4)导流叶片与蜗壳的相互配合关系，可以保证气流、风速的平稳。从一次风或二次风进入的气流，经由导流叶片进入选粉区，导流叶片的角度控制了风的方向。(5)迷宫式挡料圈被设计在灰斗内，可以形成料层庇护，于是可以避免灰斗的磨损。(6)整个传动系统采用稀油润滑，不仅散热、润滑效果好，并且使选粉机的环境适应性加强，提高了选粉机的运转率。(7)壳体内装有耐磨材料，用来保障选粉机以达到设计所要求的寿命和运转率。因为选粉机内的气流速率很高，含尘浓度也比较大，其内部金属材料磨损的很快。那么为了能够解决这一困难，现在都在普遍采用加铬钢玉陶瓷片这一方法。 (8)结构紧凑，占地面积也比传统选粉机小。在相同生产能力下，O-sepa 选粉机的体积只是其他选粉机的一半甚至六分之一，可节省部分土建费用。1.3.2 性能特点(1)选粉效率高。由于很特殊的分离性能，纵然在含尘浓度高的选粉条件下，也可以获得高的选粉效率。当气料比为 2.5kg/m3时，旋风式选粉机的效率仅为65%左右，但是 O-sepa 选粉机在大生产线的尤其尽显无遗。2000t/d 以下的生产线所选用的 O-sepa 选粉机的选粉效率则可达到 90%以上，即使大规模的 30005000t/d 的生产线也可达 85%以上。(2)颗粒配级合理。研究发现，水泥颗粒中 330m 含量几何对其水泥强度的影响很大，如果在比表面积相等的前提下时其含量高，水泥强度就越大。O-sepa 选粉机颗粒配级合理，小于 32m 的颗粒占 80%以上。(3)产品细度调节规模宽范，操作容易、控制简单。只要调节主轴即选粉机的转子转速，既可以获得比表面积为 26007000cm2/g 的成品。(4)物料粒径分选精度会很高，单位容积处理量大，O-sepa 选粉机循环负荷率达到 470%以上。气料比可达到 3.0,都远远碾压其他分级装备。因而可以直接把磨机内的含尘气体直接引入选粉机，选粉机照旧工作。(5)现在绝大多数粉磨系统都采用了 O-sepa 选粉机，磨机使用强力通风，大量使用冷空气，一边降低了磨机内温度，一边降低了成品的温度，一举两得。在粉磨相同细度的产品时与其他选粉机相比，可降低出磨温度 3050 度，境地成品温度 4060 度。时至今日，高效涡流选粉机在我国广大范围内得到了推广，应用很广泛。据统计，目前已经正式投入使用的已达四百多台，其生产规模为 2003000t/d，因为这种选粉机具有体积小、选粉效率高、成品细度调节便利、产品质量稳定靠得住的长处，故受到普遍关注。目前涡流选粉机经常使用的很典型工艺流程如图 1-2 所示。图 1-2 选粉机常用典型工艺流程图1电除尘器；2旋风除尘器；3涡流选粉机；4布袋除尘器；5生料磨；6水泥磨O-sepa 高效涡流选粉机粉磨系统主要分为两个流程，系统一次风来自与磨机排风，二次风来自于提升机或其他扬尘点或大气，三次风来自大气。当采取高效收尘器时，选粉机的高浓度气体直接进入收尘器，产品由高效收尘器悉数收下，净化后的气体再由分机排出。在收尘器前增加旋风分离器，先将大部分成品收下，排出的含尘气体再经收尘器净化后由风机排出。高效涡流选粉机的推广应用，很大程度上改善了我国圈流粉磨技术的进一步发展，尤其是在大中型水泥厂的粉磨系统中，O-sepa 涡流选粉机比传统的离心式或旋风式选粉机具有无可比拟的优越性，到今天已成为 1000t/d 以上生产线的首选机型。1.3.3 选粉机的改造对于涡流选粉机的改造主要集中在撒料盘、导向叶片、笼型转子，蜗壳等结构方面。在撒料盘方面，有人提出了一种新型的撒料盘凸棱布局，即螺旋线状的凸棱。此结构可将物料有效的分散开，实验证实此结构可行，效果很好。在导向叶片的改造方面，现在出现了一种曲线的导向叶片结构，一次风和二次风通过这种的新的导向叶片结构进入环形流场，可是流场更加稳定。在蜗壳的改造方面，在一次风与二次风的进风通道内，有人设计了一种带有导流叶片的蜗壳，风进入蜗壳后，由于导流叶片而变得集中和规律，提高了选粉效率。 第 2 章 总体方案的论述根据设计任务书的要求，设计一台 N200 O-SEPA 高效涡流选粉机。以选粉效率高，可靠性高，容易安装和拆卸、节能为原则，现将选粉机的设计分为以下几个部分：壳体的设计和回转部分的设计。O-sepa 选粉机结构如图 2-1 所示。图 2-1 N-200 选粉机结构示意图1.下灰斗；2三次风入口；3转子叶片；4进料口；5出风口；6大带轮；7电动机； 8小带轮；9一次进风口；10蜗壳；2.1 壳体的设计壳体由出风口、蜗壳、下锥体等 3 部分构成。2.1.1 出风口的设计出风口是细粉的出口，其末尾与旋风筒相接。在设计时需要考虑是否有利于细粉的顺利通过。设计的目的为有利于细粉通过、消弱阻力带来的损失。设计时为了避免出风口导流曲线的急剧变化，通常可设计为四分之一的圆弧，并适度加大其内径。此方法对于减小阻力有显著的效果。如图 2-1 所示：图 2-1 出风口2.1.2 蜗壳的设计蜗壳为壳体的核心部件，是一个双向的进气筒体。因其结构，可在蜗壳内部形成稳定的涡流流场。最为重要的一次风，有决定性的作用。二次风稍微弱一点，主要起一个补充的作用。下面有两种方案可以供参考选择。方案一：把蜗壳设计为分离的两部分。方案二：把蜗壳设计为互相齿合一个整体。实验发现，把蜗体设计为分开的两部分时，在降低阻力方面的效果不好，同时维修和安装不方便。把蜗体设计为一个整体，即两个相互齿合的阿基米德螺旋线时能够有效降低阻力，同时方便维修和安装，只需要打开螺母就可以进入蜗壳的内部进行维修。综上所述，本设计选择方案 2。如图 2-2 所示：图 2-2 蜗壳2.1.3 下锥体的设计在下锥体内完成两道工序，第一是三次风将物料进行第三次的分选，第二是粗粉在涡流中经过下锥体的下落。那么下锥体的表面能够影响三次风分选的效果。现有两种设计方法供参考选择。方案一:内壁的圆滑的下锥体方案二：内壁焊接有一圈一圈的扁钢下锥体。对于方案一来讲，结构比较简单，技术含量较低，所以制造成本较低。对于颗粒较大的粗粉，容易下降。但是对于粒径较小的细粉，因为边壁效应的影响，细粉收集效果不好。对于方案二来说，因为需要焊接扁钢，造价高，成本高，却可以有效的减弱边壁效应的影响，有利于细粉的收集。综合以上所讲所述，本设计选择方案二,如图 2-3 所示：图 2-3 下锥体2.2 回转部分的设计回转部分的设计是本次设计的核心。回转部件主要包括导向叶片、转子，撒料盘等零部件。回转部分的部装图如图 24 所示。图 2-4 部装图1螺栓；2键；3轴套；4轴向迷宫 1；5轴向迷宫 2；6油纸密封；7轴承；8轴承座；9轴承端盖；10主轴；11键；12撒料盘；13转子；2.2.1 导向叶片的设计导向叶片安装在蜗壳内，与一次风和二次风进风口同一平面。这样安装的目的是为了保证进入蜗壳内的气流能够在竖直方向上固定。通常叶片与圆周切线成 15 度角。对于实验室用的小型选分机叶片数一般为 72 片，叶片宽为 50mm到 1000mm 不等，本次设计取叶片宽为 50mm,叶片高度 460mm。叶片经常和风接触，所以使用耐磨材料制造。如图 2-3 所示：图 2-3 导向叶片2.2.2 笼型转子的设计笼型转子为涡流选粉机的核心结构部件，其安装在主轴上，由主轴带动其以高速率旋转来形成环形流场。转子上的核心部件为分级叶片，简称叶片，与导向叶平齐安置。本次设计采用矩形转子叶片，矩形转子叶片在保障流场稳定性和选粉精度上都有上佳表