O-Sepa选粉机简介PPT演示课件

O-Sepa选粉机简介,刘平成2007年11月,1,一、发展简史二、工作原理三、结构及配置四、工艺流程五、特点六、选粉机的评价七、选粉效率、循环负荷、粉磨效率,2,一、发展简史,3,选粉机是随干法圈流粉磨技术的进步而发展起来的。在粉碎作业中要求生产某一狭小粒度范围的产品，然而实际上不可避免过粉碎，其粒度分布范围较宽。为了更好地控制产品粒度，将粉碎机和分级机组合成圈流系统，将出粉碎机的产品进行分级，细颗粒作为成品，粗颗粒返回再次粉碎，这样可以减少过粉碎，节约能量。将粉碎产品按粒度分成大和小两部分的作业称分级，广义的分级包括筛分和在流体中分级两类。流体中分级是利用颗粒在流体中的阻力、惯性力或离心力之间的平衡而使粒度分级的作业。利用空气作为流体的称干法分级，又可称为选粉。选粉的粒度范围是51000m，选粉用的设备称为选粉机。,4,选粉机由英国人Mumford（芒福得）和Moody（穆迪）于1885年发明。1889年德国Gebr.Pfeiffer（普费弗）公司首先在工业上应用。由于美国Sturtevant（斯特蒂文特）公司生产的这种选粉机应用最广，闻名于世，故常称Sturtevant选粉机。按其分级原理，又称为离心式选粉机。至今离心式选粉机还在大量应用，而且基本结构及分级原理没有本质变化，故有人称它为第一代选粉机。60年代德国维达格公司推出了旋风式选粉机。虽然其核心结构与离心式选粉机没有根本变化，但由于减少了粉尘循环，选粉效率有所提高。1970年北京水泥工业设计院在青岛水泥厂1.836.1m水泥磨上安装了国产首台旋风式选粉机样机，取得了良好的节能增产效果，并很快在全国推广了旋风式选粉机系列产品。旋风式选粉机人们称之为第二代选粉机。,5,1979年日本小野田公司开发了OSEPA选粉机，不仅保留了旋风式选粉机外部循环的优点，而且采用笼式转子根本改变了选粉原理，从而大幅度提高了选粉效率。在此基础上不少公司推出了类似的笼式选粉机。以OSEPA选粉机为代表的笼式选粉机称为高效选粉机，也有人称它为第三代选粉机。,6,选粉技术的不断发展，其基本原因在于：一方面水泥质量的要求不断提高。水泥质量除了和熟料矿物成分有关外，与粉磨后的成品颗粒组成亦有关。一般低标号水泥用筛余控制细度，随着标号的提高用比表面积控制，比表面积大，强度高。进一步发现水泥强度与水泥颗粒的组成有关，330m的颗粒是发挥强度作用的主要成分。因此主要应该控制其粒度级配。三代不同选粉机的发展实际上是与控制要求的变革相联系的。另一方面是由于机组系统产量的增加以及节能期望值的提高，要求选粉机单机能力扩大，选粉效率进一步提高，促使选粉机从机理上和结构上加以改进以适应需要。,7,随着我国水泥设备大型化、新型干法生产线的不断崛起，转子式选粉机受到很大的挑战，一方面它要得到很大处理量时的体积宠大，另一方面，随着旋风筒的加大，其收集效率会大幅度降低，另外大型化后，转子的可靠运行也会成问题。转子式选粉机在生产高比表面积水泥时，显得力不从心，因此，转子式选粉机在新型干法生产线上使用较少，难以得到较大发展。水泥生产大型化后，OSepa选粉机的优越性得到广泛的发挥，OSepa选粉机属于第三代新型涡流选粉机，该机具有结构新颖、体积小、处理量大、分级机理明确、选粉效率高、产品细度调节范围宽（产品比表面积可在280650m2/kg内任意调节），操作方便、维修工作量小等优点。,8,OSepa高效选粉机自80年代初引进后，已在全国许多水泥厂，特别是新型干法生产线上得到广泛的应用，随着我国选粉技术的发展，对选粉机的结构进行了不断的改进和完善，对工艺系统和磨内参数进行不断的优化，使我国的OSepa选粉机无论在设备质量上还是工艺性能上都可能与国外同类产品相媲美，各项技术指标均达到了国际先进水平，其增产节能效果明显，被大家共认为高效选粉机。围绕着OSepa选粉机的选粉原理和内部结构，国内外都推出了各种各样的高效选粉机，但大都以笼形转子为核心，以平面涡流选粉原理为基础，因此，我们说高效选粉机，应该是以OSepa为代表的以笼形转子为特征的一批高效选粉机。在我国球磨机系统中常见的有改进型OSepa选粉机、组合式选粉机和煤磨动态选粉机。,9,二、O-Sepa选粉机工作原理,10,11,12,出磨物料由上部进料口喂入选粉机，通过撒料盘、缓冲板充分分散，落入选粉区。来自磨机和收尘器的一次风和二次风，分别由选粉室两侧的进风口，经导向叶片水平进入选粉区。在选粉机内由垂直叶片和水平叶片组成的笼型转子，回转时使整个选粉区内外压差上下维持一定、气流稳定均匀，为自上而下的物料提供了多次重复分选的机会，而且每次分选都在精确的离心力和水平风力的平衡条件下进行，为精确选粉创造了良好的条件；粉体颗粒随气流作涡旋运动，由于选粉距离较长，最后落入锥体部分的颗粒又经过三次风再次分选；合格的细粉随气流由中心管从上部抽出，进入收尘器将细粉收集；粗粉从锥体下部排出返回磨机形成闭路粉磨系统。,13,由于待选物料自上而下落进选粉区，而选粉区为无筒壁的空间区域，细粉从外向内，克服了边壁效应的不利影响。并且选粉距离较长，最后落入锥体部分的颗粒又经过三次风再次分选，一、二、三次风的比例大致为67.5%:22.5%:10%，选粉效率大为提高。,14,15,16,三、O-Sepa选粉机结构及配置,17,O-Sepa选粉机，主要由传动装置、回转体、壳体、润滑站和电器控制柜组成。下图显示的是它的结构简图：,18,19,OSepa选粉机配置：1、Flender减速机(B2SV02、03、04、05等，速比在5、5.6、6、6.3等）2、稀油站：采用常州市华立液压润滑设备厂产XYZ系列稀油站，型号有：XYZ6G、10G3、电控柜主要控制主轴电机的变频调速及两轴承测温元件的显示与控制。变频器采用西门子或富士等知名品牌，具体根据订货情况定。4、上下两轴承采用进口轴承，一般为瑞典和日本产较多。5、选粉室内陶瓷贴片采用上海盈纳福高分子材料有限公司产的胶水。,20,OSepa选粉机耐磨处理及保护措施：1、撒料盘采用高铬铸铁材料。2、反击板采用高铬铸铁材料。3、转笼整体采用喷涂陶瓷粉，HRC5560。4、进风口等壳体内壁均粘贴陶瓷片。5、主轴套裸露表面贴陶瓷片，用环氧树脂粘贴。6、所有护管表面均镀硬铬。7、灰斗内衬用进口耐磨钢板做成，瑞典钢铁公司HARDOX抗磨钢板。8、出风管内壁贴陶瓷片。9、迷宫密封圈材质为高铬铸铁。10、导向叶片采用HARDOX抗磨钢板。,21,四、O-Sepa选粉机工艺流程示意图,22,23,五、O-Sepa选粉机特点,24,1、异形转子叶片，分级力场更均齐稳定，内置涡流打散器，选粉效率更高。2、提高产量：比其他涡流选粉机提高产量20-30%。3、降低能耗：比其它涡流选粉机系统能耗降低10-20%。4、增加3-30微米颗粒含量，改善颗粒级配，提高水泥质量。5、操作简单，水泥比表面积易于调整，设备维修量小。,25,附：OSepa高效选粉机转速、功率和产量与风量的关系图,26,27,六、O-Sepa选粉机的性能评价,28,选粉机是圈流粉磨系统的重要组成部分，选粉机的操作参数将关系到整个机组的生产，其性能好坏将直接影响系统的技术经济指标，为此正确的评述选粉机的性能和合理的确定有关工艺参数至关重要。评价选粉机工艺特性的方法很多，但更具实用价值的是：选出成品颗粒组成，选粉效率和部分分选曲线。,29,（一）成品粒度组成众所周知：一定矿物成分的水泥强度随比面积增加而增加，但超过一定范围（50006000cm2/g）反而下降。此外流程不同（如开流闭流等）、选粉机型式不同（离心式、旋风式、高效式）不同，即使比面积相同，其强度亦有所差别，这是由于颗粒级配不同所致。一般认为成品中330微米粒级的含量是关键性的，它与温度的发展趋势相一致。如果330微米含量相同，则强度基本相同。,30,一些结论：（1）产品330m的粒径含量在比表面积小于5000cm2/g时，随比面积以及n值（均匀性系数）的增加而增加。比面积相同n值加大；或n值相同比面积加大，330m含量均增加。同样的330m含量，n值大时比面积可减小。（2）三代不同的选粉机n不同，相应的范围是：离心式选粉机：n=1.01.2旋风式选粉机：n=1.051.3高效Osepa选粉机：n=1.11.5以上表明采用高效选粉机如维持同样的330m含量，也即维持基本相同的强度，比面积值可以降低。,31,（3）三代不同型式选粉机生产的成品其均匀性系数n值不同，维持相当的330m颗粒含量，n值大的、效率高的选粉机相应的比面积可降低。对于42.5#水泥，旋风式的和离心式的相比，至少可降低100cm2/g,Osepa的和离心式的相比至少可降低200cm2/g。为此可对32.5#水泥的比面积控制指标建议如下：离心式：32003400cm2/g旋风式：31003300Osepa：30003200磨机的粉磨能力一般和成品比面积的1.3次方成反比，亦即磨机的电耗和比面积的1.3次方成正比。所以仅从比面积的变化，那么三代不同选粉机的增产幅度将是：Osepa：旋风式：离心式为1.08：1.04：1.0。,32,（二）选粉效率选粉效率和循环负荷是传统评价选粉机的工艺参数，也是圈流水泥粉磨系统的主要参数。选粉效率是指进入成品中小于某一粒径的累计重量与选粉机喂料中该粒径累计重量的比值。它将随粒度大小而变，粒径小的效率高，粒径大的效率低（粉磨系统出磨细度筛余小，细粉多，粒径小，其选粉效率会相应提高）。循环负荷是指选粉机回料量和成品量之间的比值，它与粒级的大小无关。,33,选粉效率问题：1、以特定粒径界限的选粉效率：大家都知道选粉机的选粉效率是一个很重要的参数，其计算公式如下：选粉效率计算公式：E=（a-g）/(f-g)*f/a循环负荷：C=G/F=(f-a)a出磨物料通过筛下百分数g粗粉通过筛下百分数f成品通过筛下百分数F成品产量G粗粉量但是光说选粉效率并不是很准确的概念，一般是指成品筛余测试用0.08mm方孔筛时的数据，它对应的是80m为界限颗粒的选粉效率。它并不能很好地反映一台选粉机的特性。,34,2、部分分级效率：它是指选粉机分选出的粗颗粒中各粒级重量与选粉机喂料中各对应粒级的重量之比所以就引入了部分分级效率的概念。用各粒级的分离效率画成一条曲线，就是选粉机的特性曲线，比如对45m颗粒，喂料中有1Kg，选粉后粗粉中还有0.5Kg，那它进入粗粉中的比例是50%。也叫特劳姆曲线（Tromp）：它是指选粉机分选出的粗颗粒中各粒级重量与选粉机喂料中各对应粒级的重量之比，它反应了喂料中所有粒级的分级状况，可以全面的反应选粉机的分级性能。,35,Tromp曲线有三个特性值：（1）切割粒径X50，指进入粗粉和细粉数量相等（50%）时的粒径。X50大，成品粗，X50小则成品细；（2）清晰度系数K：指的是Tromp曲线的斜率。用25%进入粗粉的粒径和75%进入粗粉的粒径比值表示。K值愈大说明颗粒集中，分级性能好；反之，则颗粒分布广，分级性能差；（3）旁通量：指曲线最低点对应的百分数值。值小说明粗粉中混入的细粉少，选粉机性能好。漏选率是一个容易被忽视的重要参数，它和磨机的产量基本是性线关系，当减小时，磨机产量将显著提高，漏选率和控制的X50有关，也和喂入物料的粉体浓度有关。理想分级曲线和实际分级曲线-,36,用特性曲线可以定性或定量地分析选粉机的使用情况，进而结合磨机状况可以对系统作出合理的判断,37,主要结论：（1）选粉效率随循环负荷的增加而降低。粉磨效率随循环负荷的增加而增加；随选粉效率的降低而降低。（2）在同一循环负荷下，不同型式选粉机的效率Osepa大于旋风式，旋风式又大于离心式。（3）任何一个圈流粉磨系统均有一个合宜的循环负荷值和相应的选粉效率值。此时该系统的比生产率最高。,38,（4）三代不同选粉机组成的圈流系统，其合宜的循环负荷值，离心式选粉机为200300，旋风式选粉机为150250，Osepa选粉机为100200%。按此相应的比生产率K的比值为Osepa：旋风式：离心式等于1.17：1.08：1.0。（5）比生产率也即表示不同选粉的增产幅度。比生产率和成品比面积的结合，三代不同选粉机组成的圈流系统能力对比为：Osepa：旋风式：离心式为1.26：1.12：1.0。,39,（三）部分分选曲线目前使用越来越多的选粉效率评定方法是特劳姆曲线法。它可以表示出喂料中各种不同粒径的颗粒有多大一部分将进入到粗粉之中。在选粉机分选时如以t表示喂料中某一粒径在分选以后进入粗粉的百分比，称为可选性。用x表示粒径大小，以t和x作图，得到的曲线称部分分选曲线。这种方法是1937年K.F.Tromp提出来的，因此通常称该曲线为Tromp曲线。,40,亦也人以t表示喂料中某一粒级在分选后进入细粉的百分比，此时它和选粉效率的差别是后者为小于某一粒径的累计值。我们通常所说的30微米的选净度为百分之九十几，就是回粉中大于30微米的颗粒累计量占总回粉量的百分比。Tromp曲线的图形如下图。,41,42,选粉机工作时，由多种粒径组成的混合料进入选粉机后，每种粒径的物料量只能有部分进入到成品中，部分进入到粗粉中。各种粒径进入到粗粉中的百分数组成一条曲线，该曲线愈陡，表明分离效率愈高。理想的选粉机，其分选非常灵敏，特劳姆曲线变为一条垂直线。这条垂直线所指的粒径颗粒有一半在细粉中，另一半在粗粉中。对这种颗粒，精度k=1。小于此粒径的颗粒都被收集下来，进入到细粉中，大于此粒径的颗粒则全部进入粗粉中，,43,实际上任何选粉机也达不到这种要求，而只能是接近，即是一条斜曲线，斜曲线的陡峭程度即反映出选粉精度，如何反映此曲线的陡峭程度，即反映出此曲线的斜率，通常选取两点,高差一定，用两点的水平值的比值来表示斜度，采用25进入回粉粗料的粒径X25与70进入回粉粗料中的粒径X75之比值来表示，即精度，又称精确度，清晰度系数：k=X25/X75,44,由图中曲线（参见江著P15图2）可见，高效选粉机25进入回粉粗料中的粒径X2523m，75进入回粉粗料中的粒径X7533m，则精度k=23/33=0.697=0.7；对旋风式选粉机，X258m，X7540m，则k=8/40=0.2；对普通空气选粉机，X250，X7550m，则k=0/50=0；可见，高效选粉机的分离效率比较旋风式选粉机和普通选粉机高许多。这个结论从分离粒径X50上看也很明显，对高效选粉机，X5028m；对旋风式选粉机，X5024m；对普通选粉机，X5018m。,45,近代研究表明，对水泥强度起主要作用的是332m的颗粒，过小和过大的颗粒对水泥质量都有不利的影响。因此，在生产中应尽量获得332m颗粒含量较高，粒度分布较窄的颗粒级配。从图中可以看出，高效选粉机把这种愿望变成了现实。,46,对一般选粉机，其特劳姆曲线都有一个尾部，它是分级回收曲线上的最小值，表示有多少细粉进入粗粉回料中，用旁路值或短路值来表示。显然这不是我们所期望的，所以旁路值值越小越好。旁路值表明选粉机不能及时将小于某一粒径的颗粒选出，这个值越大，说明选粉效率不高，因此，旁路值越小的选粉机，其选粉效率越高。,47,旁路值的产生，主要是由于物料分散不好，有一部分粒子因相互粘附、凝聚、干扰作用等原因实际上不起分级作用就落入粗粉；当颗粒过小时，容易团聚现象；有一定量的过细颗粒随空气循环而进入粗粉回料之中。,48,我们通常将进入粗粉和细粉相等数量时的粒径称为切割粒径，用X50表示。切割粒径小表示细分离，切割粒径大表示粗分离。K称清晰度系数，以25进入粗粉和75进入粗粉的粒径比值计算。K值愈大，分离愈清晰。选粉机的性能愈好，值愈小，K值愈大。理想分离0，K1。,49,切割粒径不同（可通过改变转速或风量等来调节切割粒径），同一选粉机其Tromp曲线也不同。旁路值随切割粒径的减小而增大。高效率的选粉机值小。比较不同型号选粉机的Tromp曲线，应该在基本相同的切割粒径条件下，否则就没有意义了。,50,值与选粉机内的粉体浓度有关。粉体浓度以单位时间的粉体喂料量Qp和选粉风量Qa的比值来表示。粉体浓度愈大，则粒子相互碰撞干扰的机会愈多，值亦愈大。因此比较选粉机的性能也应在相同的Qp/Qa的条件下进行。,51,在磨机中只有粗颗粒才需粉磨，选粉机回料中也只有粗颗粒部分才是有用的，细颗粒非但无用，还起缓冲作用。因此粉磨系统的产量将随值的增加而降低，或者说随（1）值的增加而增加。为了有一个通用的比较基准，一般用（110）计。10即10m的旁路值。粉磨系统的增产数值与（110）的增加比值有一定的线性关系。对于同一台选粉机，其（110）值大则系统产量高，但相应的选粉风量大，因此要统一考虑，才能得到最经济的选择。,52,七、选粉效率、循环负荷、粉磨效率,53,圈流粉磨或闭路粉磨系统的优越性已勿庸置疑。它与开流粉磨系统相比，不仅可以提高磨机的产量，降低水泥电耗和成品细度，使控制细度容易方便，成品颗粒比较均齐，而且还会使磨机衬板和研磨体的磨耗减少。因此，在近代水泥工业粉磨系统的设计普遍采用选粉机进行闭路操作。,54,圈流粉磨系统主要是由磨机和分选设备两个主要设备组成，通过提升、输送等辅助设备将它们互相联系在一起。在水泥行业粉磨系统中，分选设备基本上都是采用不同型式的选粉机。维系磨机和选粉机之间互相影响关系最重要的因素就是循环负荷，因而讨论循环负荷与选粉效率，对充分发挥圈流粉磨的优越性至关重要。对任何选粉机来讲，其选粉效率都是随循环负荷的增大而降低的。,55,当选粉机成品细度不变时：（1）循环负荷随选粉机喂料变粗而增大，而选粉效率却降低。若回料不变，由于喂粒变粗，粗粒级含量与合格产品含量的比值就大，因而循环负荷亦大。喂料中含有合格产品的比例愈小，则进入成品的机会愈少，选粉效率就愈低。（2）循环负荷随回料变粗而降低，选粉效率便会提高。当喂料不变时，回料变粗则意味着合格产品进入成品的多，因此循环负荷减小，而选粉效率增高。,56,（3）实际上，当喂料变粗时回料也会相应变粗。可见循环负荷和选粉效率均是喂料细度和回料细度的函数。不同型式的选粉机，其选粉效率与循环负荷的曲线也不同。为简单起见，将选粉效率E与循环负荷C的关系曲线，称为EC曲线。它是比较选粉机选粉效率的基础，由此才能看出哪种选粉机的选粉效率高，否则是无法比较的。如果要比较两台同种型式的选粉机的选粉效率，则必须在相同物料和循环负荷下才有意义，否则基准不同，便没有比较价值。,57,对于一种性能优良的选粉机，不仅希望其选粉效率要高，而且还希望随循环负荷的增加而选粉效率降低的幅度小，即EC曲线应比较平缓且更偏于上方，这样，即使喂料变粗时，选粉效率E也降低不多。,58,选粉机本身不是一个粉磨设备，它不能产生细粉，细粉的产生还是靠磨机。但是，一台好的选粉机能将出磨物料中的合格产品及时选出，避免在磨内过粉磨，减少垫层和粘聚现象，不跟物料反复循环，却可以大幅度提高整个粉磨系统的产量，降低粉磨电耗，具有十分重大的经济意义，因此，必须研究整个粉磨系统，光研究选粉机是不够的。,59,众所周知，在磨机粉磨能力允许的情况下，磨机的粉磨效率是随循环负荷的增加而提高，随选粉机选粉效率的提高而增大。但是，选粉效率又随循环负荷的增大而降低，导致很多合格品选不出来，重新回到磨内循环，磨机的台时产量也不会很高，粉磨效率随循环负荷的增大而提高也不是无止境的，可见，这是一个比较复杂的问题。从这种意义上来讲，并不是保持选粉效率越高越好，而应保持整个粉磨系统的粉磨系统最高。这就需要寻求磨机与选粉机的最佳匹配。究竟如何选择合理的循环负荷和选粉效率，这是粉磨工作经常碰到并争论的问题，也是最关注的问题。,60,对于任何一个圈流粉磨系统，必然存在着一个最适宜的选粉效率和相应的循环负荷，使其产量最高。但必须注意，产量最高时的参数并不一定是最经济的。因为产量高时，循环负荷如果很大，必然增大提升机和选粉机的电耗，粉磨系统就不会是最经济的。对于一个具体的圈流粉磨系统，最佳的循环负荷和选粉效率应该在实际生产中，根据自已本厂的实际情况不断地摸索和探寻，才能使该系统达到最佳化，即产量较高，电耗较低的最经济操作条件。这就必须进行不同产量时循环负荷和选粉效率的标定，并做出产量与循环负荷的关系曲线图。由此便不难找到最经济时的生产能力及合适的循环负荷和选粉效率。,61,对于一个圈流系统，如