毕业论文FXS900组合式选粉机总体及双出风口分离器设计说明书

1、目 录1前言12总体方案论证32.1组合式选粉机的工作原理32.2设计方案的选择42.3设备性能特点42.4主要技术参数的设计计算52.4.1 风量计算6风机的选型6选粉室直径与转子直径的确定6主轴转速的确定6选粉机需要功率的计算7电动机功率的确定82.5选择电动机82.6选择减速机92.7双出风口旋风筒的方案设计92.8 转子部件的方案设计92.9壳体部件的方案设计93双出风口旋风分离器设计103.1旋风分离器工作原理103.2双出风口旋风分离器结构设计12旋风筒结构形式对性能的影响12旋风分离器分离器主要尺寸的计算14旋风分离器的结构设计和相关尺寸设计144选粉机的安装、操作、维护及检修1

2、94.1安装要求194.2操作194.3维护194.4检修及注意事项204.5产品细度的调节204.6常见故障的处理方法205工艺平衡计算215.1设计水泥粉磨工艺图215.2根据物料平衡对设备进行选型计算216结论23参考文献24致 谢25附 录26 摘 要选粉机是圈流粉磨系统的主要设备之一，通过选粉机对粉末粒径的选择，能够很大程度上减少细粉重新进磨，解决对粗粉粉磨的缓冲作用问题，从而提高粉磨效率，进而提高了能源利用率。本课题设计的是FXS900组合式选粉机，它是在旋风式选粉机的基础上进行改进而成的一种高效旋粉机。该设计吸收了O-SEPA选粉机的的先进悬浮分散技术和平面涡流理论，并在选粉机主

3、体四周设有旋风筒来收集细粉。设计内容分为选粉机总体设计和双出风口分离器的设计。在进行总体设计时，通过风量的计算选择风机，确定旋粉室直径与转子直径，再计算主轴的转速和选粉机的功率，选择电机和减速机。双出风口分离器的设计是我此次设计的重点。双出风口分离器的结构设计主要是在单出风口分离器的基础上改进而来。传统的旋风分离器存在下述三个主要缺陷： a旋风分离器中心净化气流是一股较强的旋涡流无用压力损失占分离器总压力损失65%以上。b在上进风口与上出风口间存在短路流。c锥部集料口因气流转向而导致已沉降微细粉尘“二次返混”。通过在筒体内增设可调节开度的导流口，改善了旋风分离器内的流场，使得分离器的捕集细粉能

4、力有了显著的提高，为现行组合式选粉机改造拓展了市场。关键词：选粉机，双出风口分离器，圈流粉磨 ，平面涡流The Design of FXS900 Combination Separator and Cyclone Collector with Double Outlet for DustAbstract: The separator is a major equipment of the circle grinding system. Through the separators choice of the size of the power, it reduces the chance th

5、at thin power return to the ball mill, solves the problem of buffer action to the thick power grinding, enhances the grinding rate, and improves the energy efficiency. This graduated course is the design of FXS900 combination separator. It is a high efficiency separator, which is based on the cyclon

6、e separator. This design absorbed the advanced Suspension Technology Plane Vortex Technology of O-SEPA separator, and also absorbed Cyclones Collecting Technology of cyclone separator .And around the separator, there are a fewer of cyclone collectors which are used to collect the thin power. The con

7、tents of this design are overall design of FXS900 combination separator and design of Cyclone Collector with Double Outlet for Dust . In the design of the separator, at first, calculate the air amount choose the air fan ,then confirm the diameters of the dust separator room and rotor. After calculat

8、e the rotor speed of main shaft and the power capacity, choose the electromotor and decelerate machine. The cyclone collectors design is the point of my design. Design of the structural of the cyclone collector with double outlet for dust is based on the traditional cyclone collector. There are thre

9、e imperfections on the traditional cyclone collector:a. The airflow in the center of the cyclone collector is a strong swirling flow. The uselessness gas pressure loss is 65% of the total loss.b. Between the upper air import and outlet ,there is a short-circuit faultc. c. The air-flow at the outlet

10、of dust steer and bring on the micro dust which has ground settlement mixes again. Increase an adjustable opening degree construction diversion in the barrel part .It improves the stream field and the ability of catching the micro dust. It expands the market for existing Combination Separator. Key w

11、ords: separator; cyclones separator with Double Outlet for Dust; circle grinding system; plane eddy1前言选粉机是闭路粉磨系统的主要设备之一，通过选粉机对粉末粒径的选择，能够很大程度上减少细粉重新进磨，解决对粗粉粉磨的缓冲作用问题，从而提高粉磨效率，进而提高了能源利用率。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，由美国斯特蒂文特( Sturtovant)

12、公司生产,即离心式选粉机，这就是第一代选粉机。离心式选粉机至今已经历经了几次重大的变革，虽然最初的离心式选粉机经过多次的改进而仍在大量使用，但还是无法消除其存在的三个根本性缺点：a. 循环气流中粉尘多，使选粉区内物料的实际浓度大，降低了系统的沉降率；b. 选粉区内存在较大的风速梯度，使分离粒经不均，粗颗粒会被高速风带出；c. 存在边壁效应问题，使细小颗粒随粗颗粒在此区域碰撞而同时降落。60年代原西德的WEDAG公司开发了旋风式选粉机，采用外部循环风机供风来取代离心式选粉机的内部供风，用小旋风筒取代离心式选粉机的大直径外筒来收集细粉，提高了收尘效率，从而使得循环气流中含尘浓度大为降低，基本克服了

13、离心式选粉机的第一项缺点，但无法消除第二、三项缺点，故其分离效率仍偏低。直至1979年日本的小野田公司开发了O-SEPA选粉机，才消除了离心式选粉机存在的第二、三项缺点，成为了较理想的高效分选设备。O-SEPA选粉机既保留了旋风式选粉机外部供风循环气流高效净化，又利用了平面螺旋气流选粉的原理，以笼式转子取代小风叶，使气流在横截面上与切向成一定角度稳定均匀地穿越整个选粉区，这样就消除了离心式选粉机存在的第二、三项缺点，但由于O-SEPA选粉机的细粉收集须通过气箱脉冲袋收尘，以至系统价格较高。随着我国节能降耗的不断深入，水泥行业要得到可持续发展，就必须走资源节约型、环保型的道路，这就要求我们发展高

14、性能水泥，减少混凝土中水泥的用量。因此对水泥质量和节能降耗提出了越来越高的要求。实际上这也是对选粉机的研究提出了方向，高性能选粉机的研究和开发应是选粉机今后的发展趋势。所谓高性能选粉机应该是不仅选粉效率高，而且具有能明显改善产品的颗粒分布、分级精度高、设备能耗低、磨耗低、阻力损失低等特点。优秀的选粉机要求具有良好的分散功能、最先进的分级机理、廉价而实用的收集装置。本课题是FXS900组合式选粉机的设计。课题来源：江苏苏亚机电制造有限公司。课题为2人共同承担设计任务，本人主要承担FXS900组合式选粉机的总体设计和双出风口分离器的设计。FXS900组合式选粉机，组合式选粉机集前几代选粉机的优点于

15、一体。它不仅吸收了O-SEPA式选粉机先进的悬浮分散技术、平面涡流技术，同时又吸收了旋风式选粉机利用几个旋风筒收集成品的技术。需要说明的是，该选粉机采用导流口可调式双出风口旋风分离器技术取代传统单出风口分离器，对现行组合式选粉机进行改进，降阻节能，提高选粉机选粉收集效率，从而改观产品细度，提高粉磨产品的产量和质量，市场前景良好，因此本课题的研究是有一定市场价值的。FXS900组合式选粉机总体的设计要解决的实际问题是如何高系统的效率，降低电耗，提高使用寿命，能更加合理和科学的选择和设计其结构，最终提高选粉机的性能。 分离器的结构设计对选粉机的选粉效率有着重要的影响。通过对传统单出风口旋风分离器的

16、改进，采用双出风口解决旋风分离器长期存在的缺陷： A旋风分离器中心净化气流是一股较强的旋涡流无用压力损失占分离器总压力损失65%以上。B在上进风口与上出风口间存在短路流。C锥部集料口因气流转向而导致已沉降微细粉尘“二次返混”。2总体方案论证2.1组合式选粉机的工作原理风机把空气从进风口切向送入选粉机，经滴流装置的缝隙旋转上升，进入选粉室。粉料由进料斗喂入，落在撒料盘上，在撒料盘的旋转作用下立即向四周甩出，经反击板撞击后撒到选粉区中，与上升的旋转气流相遇。在选粉室内被气流分散的粉粒，经过导流叶片和转子作涡流调整，由离心力与内向气流间产生平衡实现分级。粉料中的粗粉质量较大，受撒料盘、笼型转子旋转引

17、起的旋转气流作用产生的惯性离心力也较大，被甩到选粉室的四周边缘。当它与壁面相撞碰后，失去动能，便被收集下来，落到滴流装置处。在该处被上升气流再次分选，然后落到内锥体处，作为粗粉经粗粉管排出。粉料中的细颗粒，质量较小，在选粉室中随气流进入转子内，经由配风室分六路进入双出风口旋风分离器，气流从切线方向进入旋风分离器的，在筒内形成一股猛烈旋转气流。处在气流中的颗粒受到惯性离心力的作用，甩向四周筒壁，向下落到下部的外锥体中，作为细粉经细粉管排出。清除细粉后的空气经旋风分离器中心的上下两排风管经集气管再返回通风机，形成了闭路循环。粉尘颗粒将同时受重力、风力和旋转离心力的作用，气流中的物料受较强的离心力，

18、该力的大小可以通过调节主轴的转速来调节。当转速增大时，该力也增大。此时如果保持处理风量一定，则此时的切割粒径减少，产品变细。如转速降低则产品变粗。在组合式选粉机工作时，主要分为（a）分散（b）分级（c）收集三个过程。其中考核分离效率高低的主要标准就是分级。A.撒料盘的悬浮分散分离通过组合式选粉机壳体上的两个喂料口，物料落在下方转子上部的撒料盘上。物料在撒料盘上均匀撒开，随着撒料盘一同旋转，由于离心力的关系，物料撞在反击板上进入下级分离区。B.转子平面涡流分级分离由于重力作用，悬浮分散的物料落入导向风叶和转子之间的选粉区。在选粉气流和转子旋转的共同作用下，物料将同时受到重力、风力和离心力的作用，

19、较小的颗粒进入转子内部，经由配风室进入下级分离区，而粗粉留在选粉室，经滴溜装置落入粗粉收集倒锥内，再通过粗粉出口排出。C.旋风筒气固分离切向进入旋风筒的含尘气体，经蜗角区形成螺旋下行气流，细粉由于离心力作用沿筒壁下滑至下锥内由细粉出口排出。而气体由出风口排出进入循环风机进行内部循环。1粗粉管；2滴流装置；3转子；4双出风口分离器；5转子；6喂料斗；7集风管；8电机；9减速机；10分岔风管；11竖直风管；12进风管；13内锥；14外锥图2-1 FXS900组合式选粉机2.2设计方案的选择方案一：在旋风式选粉机基础上采用传统大前年出风口分离器设计组合式旋风机。可以有效地提高选粉效率但由于单出风口分

20、离器自身有许多缺陷，增大了整个系统得风损，系统整体效率的提高很有限。因此不采用此方案。方案二：在旋风式选粉机基础上结合双出风口分离器和O-SEPA的平面涡流转子相结合设计组合式选粉机。O-SEPA的平面涡流分级理论是较先进的分级理论，操作简单,细度调节方便;选粉效率高，双出风口分离器是我院倪文龙教授的专利，这一技术可以解决传统单出风口分离器的3个缺陷，减小了中心强制涡带来的压力损失，消除了短路流和“二次返混”现象。所以此次设计选用方案二。2.3设备性能特点设备将涡流分级、惯性分级、离心分级原理学科学地组合在一起，与其它选粉系统相比，新型组合式选粉机主要有如下优点： a. 能处理较大量的含尘气体

21、系统中料路、气路合一，使整个系统更简单，特别是在烘干粉磨系统和风扫磨系统中，可省去为处理大量含尘气体而建立的粗粉分离器系统，其优越性能加显著。 b. 自带旋风收尘器 新型组合式选粉机自带一组低阻高效旋风收尘器，可将80的合格成品收集下来，因而大大减轻了下一级收尘器的处理压力和工作负荷，使系统的运转率更高，投资更省。 c. 系统的阻力更小，工艺布置更流畅 新型组合式选粉机采用了从下部进风（含尘气体）的型式，系统的阻力更小，工艺布置更流畅。 d. 选粉效率高 新型组合式选粉机能大幅度提高磨机产量，提高开流磨产量60-100，闭路磨产量（与离心式选粉机比）提高30-40%。 e. 降低粉磨系统电耗可

22、节电5-20%。 f. 能改善颗粒分布，提高水泥质量。 g. 产品细度调节范围广，控制简单，改变细度不停机。 h. 设备体积小，重量轻，布置灵活，使用寿命长，维护保养方便。 j. 系统采用全负压操作，杜绝粉尘污染，保养方便。综上所述：新型组合式选粉机性能优越、结构合理，是选粉机发展的大趋势。另外在具体技术方面还主要采用了下诉几种亮点：a.高效旋风分离器采用双出风口分离器技术。与传统旋风分离器相比：出口风速降低近半，压力损失显著降低；筒身纵向开设多个导流口，可基本消除核心强制涡；导流筒上口与上出风口下端联接，可消除短路流；导流筒下口与下出风口上端联接，并设置反射屏，可显著降低粉尘返混现象，分离效

23、率可进一步提高。b.转子部分采用先进的笼型转子技术。笼形转子由分级圈和撑柱构成框架，上部固定着迷宫密封圈，表面焊有带辐射筋并喷涂耐磨材料的撒料盘。一周固定有许多均匀分布的竖向窄而长的分级叶片，中部有一锥体，且通过撑板连接起来，形成一个笼形转子。转子用键固定在主轴上从而带动整个笼形转子转动。c.内循环收集技术。细粉的收集采用六个高效旋风分离器，布置于选粉机主体的四周形成一整体，一方面可提高细粉的分离效率；另一方面与其它高效选粉机相比，有效地简化了系统的工艺流程，减少了占地面积，降低了后续布袋除尘器的负荷和要求，降低系统的一次性投资及装机容量。d笼式转子与撒料盘一起安装在主轴上，主轴传动采用调速装

24、置，从而保证了分级力场的强度可通过改变电机转速灵活调节，以改变分级力场中颗粒的受力情况，控制分级的切割粒径，调节产品的细度与粒度分布，满足生产需要。e选粉机的处理风量采用外部循环风机供给并可根据工艺要求调节。这样，处理风量的变化也可起到调节分级力场强度、控制产品细度与粒度组成的作用。f 内衬的处理采用混凝土和铁皮替代铸石衬板，方法简便，成本较低。2.4主要技术参数的设计计算已知参数如下：选粉机规格：FXS900粉磨对象：425矿渣水泥，台时产量36t/h产品细度：比表面积330m2/kg通过量：65t/h选粉效率：80%系统阻力1.7kpa2.4.1 风量计算根据参考资料1，选粉机选粉所需要的

25、空气量Qa是根据在分级腔内料气浓度来确定的，即每立方米空气内所含的物料量，称为料气浓度比，简称料气比，用kg/m3表示。对此次设计的FXS900选粉机而言，其选粉空气量是按料气比I=1.2kg/m3确定的。因此选粉空气量可按下式计算： （2-1）式中A喂料量，取A=65t/h取2.4.2风机的选型风机的风压一般取2.35kPa(20)， 一般通风换气及逆风故选取离心通风机，FXS900选粉机的体外风机选型为：型号：SCFNo16B；风压(Pa)：2520；风量(m/h)：107500；电机功率(KW)：110。2.4.3选粉室直径与转子直径的确定由于选粉机采用内循环风，忽略漏风，系统内风量是固

26、定不变的。已知总风量Q=900m3/min，根据生产实践,当操作温度为100oC,成品在0.080mm方孔筛上筛余位6%8%时，一般选粉室截面气流上升速度取3.44.0m/s，选粉浓度取500g/m3较为合适4。所以选粉室直径为 （22） 其中u=4.0m/s，Q=900 m3/min,代入求得D=2.186m，圆整得D=2.2m。由生产经验可知转子直径d=0.7D=1540mm，转子高度为h=0.5d=770mm。 2.4.4主轴转速的确定根据参考资料 3公式（11-13），选粉机的主轴转速可按下式估算： （2-3） 式中 B-用比表面积表示产品细度 cm2/g，由设计已知条件B330m2/

27、kg dz 转子外径，m；n 转子主轴转速，r/min。 根据参考资料9公式（11-12），OSEPA选粉机的主轴转速可按下式估算： （24） 式中 D 选粉机直径，m；n 选粉机主轴转速，r/min。 综上: 选粉机主轴转速2.4.5选粉机需要功率的计算根据参考资料 7 选粉机在稳定状态下的运转功率包括两个方面。其一是撒料，可按每小时喂料量从撒料盘上水平零速，达到最大滑离速度的动能来计算： （25）式中：撒料功率，Kw撒料量，t/h（如上喂料则 等于喂料量，下部气流喷进喂料则0，上、下均喂，则应扣除下部气流带入）；65t/h撒料盘速度，m/s（与转子速度相近）。 其二是抵消转子叶片回转时料幕

28、的阻力，该阻力亦可认为是流体运动对阻碍物的推力。转子叶片切割料幕时，相对速度Ve近似于Va。因此所有叶片的总阻力为： （2-6）式中：F转子叶片回转时的总阻力，KNCr阻力系数，与Re有关A0转子叶片总面积，m2，取3 m2Ca喂料浓度，kg/m3，取3.0 kg/m3re气体密度，kg/m3，取1.2 kg/m3Va转子的线速度，m/s 消耗的功率为PD(KW) （2-7）阻力系数Cr: 可以从气体绕平板运动的原理得出。根据流体力学，颗粒的绕流阻力系数Cr与Re之间有如下关系：1000<Re<100000,Cr=0.48;Re>100000,Cr减降至0.18。高效选粉机实

29、际计算求得的Re一般1×105 。因此其绕流阻力正处于速降至0.18的范围。由此选粉机的运行功率为： （2-8）选粉机在实际运转时还有机械摩擦消耗，如轴承和轴封的摩擦损失、转子和导向叶之间的圆盘气阻磨损等。由于转子安装的工艺限制,实际转子在高速运转时,会出现振动,损耗相当一部分功率.这些可以用上述运转功率P的百分数来计算。因此选粉机的实际功率P0可以按下式计算：式中：K选粉机动力系数，K1，K值应该从实际选粉机运转功率反求得出。根据一些高效笼式选粉机的计算统计K值波动于1.31.6，取1.6。所以需用功率P0的计算式为： （2-9）代入数据：得2.4.6电动机功率的确定由参考资料3公

30、式（7-4）： (2-10)式中: 电动机的储备系数，取=0.2；传动装置的机械效率，由表7-9取=0.95。2.5选择电动机选择电动机,按已知工作要求和条件选用一般用途的全封闭自冷扇笼型三相异步电动机，因为此次设计的笼式选粉机直径不是很大，采用4级电动机，又因为设计原始数据要求电机功率P31.5kw，所以选用YCT315-4A型号的电动机，其功率为37kw，转速为1320132 r/min。2.6选择减速机a 传动装置总传动比 (2-11)b减速机型号：B CFL 65-12-I i=3.5因此电动机实际转速为1320934.5r/min2.7双出风口旋风筒的方案设计 双出风口旋风筒的设计是

31、以本院倪文龙教授的“双出风口旋风分离器的研究与应用”的理论为依据而设计出来的。传统旋风选粉机因分离效率低而影响粉磨产品的产量和质量，采用导流口可调式双出风口旋风分离器技术取代传统单出风口分离器，降阻节能作用显著，分离效率明显提高，其提高部分恰是捕集细粉增加部分，因而产品细度改观，比表面积增大。本部分的设计是该课题的一大重要的任务，也是该课题的核心技术。2.8 转子部件的方案设计转子部件是FXS900组合式选粉机的重要组成部分，它的好坏直接影响产品的质量，效率和效益。转子部件主要包括涡流调整叶片、导向叶片和撒料盘。成品细度易于调节，选粉效率高。但维修困难，易损件多，价格高，油耗大，制造复杂。2.

32、9壳体部件的方案设计壳件部件的设计按照做的出来，装得上去，拆得下来，用得起来和零件好加工的原则，以及从资料上得来的经验数据和毕业设计时现场测绘的数据进得设计。3双出风口旋风分离器设计3.1旋风分离器工作原理如图示，下面两图分别为普通单出风口分离器和双出风口分离器的结构示意图1上出风口；2蜗角区；3筒体；4下锥；5细粉出口；6-进风口图3-1 单出风口旋风分离器图3-1所示的传统单出风口旋风分离器的基本结构是由4锥型外筒、6进气管、1排气管（内圆筒）和2圆柱筒组成。排气管插入外圆管里边形成了内圆筒。内圆筒与排灰口中心在一条直线上。进气管口与外圆筒相切，外圆筒下部是圆锥筒含尘气流以较高速度（一般为

33、1424米/秒）从进气口沿外圆筒的切线方向进入，由于外圆筒上盖及内外筒壁的作用，逼迫气流由上向下作螺旋线型的旋转运动，称它为外旋流。含尘气旋转运动过程中，产生很大的离心力。由于尘粒惯性力比气体大得多，因而将大部分粒子甩向外筒壁，使外圆筒壁下部形成料粒浓集区。当料粒一进入浓集区后由于尘粒之间与筒壁之间的碰撞，逐渐失去惯性力并受重力影响而沿壁面旋转下落，与气流逐渐分离，经排灰口流入下部外锥内，经细粉出口排出。旋转下降的外旋流沿锥体向下运动时，随着锥体收缩而向中心部分靠拢，达到锥体下部时，由于下部成密封状态而迫使气流开始旋转上升，形成一股自下向上的螺旋线运动，称作内旋流，经内圆筒向外排出。在内旋流开

34、始形成的时候，由于内、外两旋转气流相互干扰形成涡流。这股涡流有很大害处，它把沉于底部的尘粒又带起，其中细粒子有一部分被携带走。这就是旋风筒内的二次飞扬现象成因。旋风筒内的气流的径向速度方向与尘粒的径向速度方向相反，粒子是由内向外，气体是由外向内流动。由于气流旋转原因，使旋风筒内压强越接近轴心越低。即使采用正压操作，系统排气管直通大气，在轴心处仍常为负压。当负压操作时，轴心处的负压值将更大。这说明排灰口有点漏风就会明显地降低选粉效果，这是值得工厂自制旋风筒与操作时应注意的要点之一。严格密封对保证一定选粉收集的效率是很主要的。1上出风管；2筒体 ；3可调叶片；4导流管；5下锥；6反射屏；7下出风管

35、 ；8焊接弯管；9叶片开度调节装置； 10进风口图3-2 双出风口旋风分离器基于上述问题，在本课题中我们采用双出风口分离器来代替传统的单出风口分离器。从两个图的对比可以看出，在外观结构上两者基本上没有多大的差别，后者的核心技术就在与它在中部开设了导流口，并设有反射屏。由流体力学中的知识可知，当流体的流量一定时流体的流速和流体所流过区域的接截面积成反比。利用这一原理在中部开设导流口，让旋风筒内的空气由上，下两个出风管排出，这就相当于增加了流体通过的截面积，从而降低了风速。筒体内的风速降低了，细粉的收集效率明显得到提高，而且降低了气体流经旋风筒的压力损失，这也提高了整个系统的效率。实验研究结果证明

36、，在旋风筒内，外旋流向下旋转，内旋流向上旋转。向下与向上气流分界面上各点的轴向速度必为零而这个分界面成为倒锥体形状锥角约为7。分界面以外的气流切线速度，其值随与轴心的距离的减小而增大，越接近轴心切线速度越大。气流切向速度Wt与旋转半径R、外圆筒内径D1、气流进口速度Wi之间的关系为： （3-1）由此可知气流切向速度为：Wt=28m/s，分界面内的气流切线速度随着轴心距离的减小而降低。气流切线速度与旋转半径的关系为：WT/R=常数。3.2双出风口旋风分离器结构设计固体颗粒运动也是很复杂的，有圆周、径向和轴向的运动。粒子在沉降过程中随着旋转半径和相应的圆周线速度的变化，它的离心加速度也不断变化。它

37、说明了离心沉降速度并不是一个定值。但是流经选粉室的风量与进入旋风分离器的风量可视为相等，根据这一关系，可以算出旋风分离器的直径。3.2.1旋风筒结构形式对性能的影响在水泥生产的预分解窑系统中,而旋风筒则是它的核心，故其性能直接影响系统的技术经济指标。对旋风筒本身的设计，主要应考虑如何获得较高的分离效率和较低的压力损失，为获得这种效果，就要求旋风筒本身具有合理的结构形式。理论分析及实验测试均已表明，在操作参数一定的情况下，影响旋风筒分离效率及压力损失的因素，一是旋风筒的几何形状，二是流体本身的物理性能。由于旋风筒所处理的含尘气流的物理性能大致确定，所以，旋风筒的结构是否合理，技术参数选取是否适当

38、，直接影响其性能指标a) 筒体直径（D）旋风筒的直径对分离效率的影响较大。由于颗粒所受的离心惯性与其运动轨迹的曲率半径成一定的反比关系，所以随着旋风筒直径的缩小，离心力均可增强， 从而使效率提高。但直径过小时，较大的颗粒碰撞弹跳易被带入内旋流中而被带出。旋风筒的直径决定于旋风筒的处理能力，其处理能力又决定于通过的风量和截面风速。风量一定时，截面风速愈大，旋风筒的直径就愈小。过去的旋风筒平均截面风速一般在3m/s5m/s范围内。近年来普遍有所提高，一般在5m/s6.5m/s之间。研究表明：若保持旋风筒的直径不变而提高截面风速，只要相应扩大进出口面积，并保持进出口气体速度不变，旋风筒的阻力并不会显

39、著增加。即在一定范围内旋风筒截面风速对压力损失影响很小，但截面风速也不能太大，否则仍将影响阻力和分离效率。b) 旋风筒的相对高度（H/D） 增长旋风筒高度，可增加气流在筒内旋转圈数，使粉料有足够的沉降时间，有利于提高分离效率。近年来H/D普遍有所增大。但H增大，会增加窑尾框架高度和钢材耗量。为了确定合理的旋风筒高度，可按照Alexander提出的“旋风自然长”的概念而得到旋风筒的计算高度Hi=Hc+S式中：Hi:一旋风筒的计算高度；Hc :一 旋风自然长；S :一 内筒插入深度。旋风筒的分离效率随H/D与H/Hi的增大而提高，H/Hi接近1时对分离效率的提高有利，H/Hi大于1时，由于存在卷吸

40、物料的作用，反而不利。c) 进口面积系数在一定范围内，旋风筒进口风速越高，分离效率越高，但进口风速过大时，分离效率也会下降，由于压力损失与进口风速的平方成正比，因而不适当地提高进口风速，将使阻力呈平方增加而分离效率并不提高。所以，必须合理确定各级旋风筒的进口面积系数。定义进口面积系数为进口截面积与筒体截面积之比。d) 进口形状和气流进入方式 在进口面积一定时，其高宽比（a/b）对分离效率影响较大。一般的说，高宽比大，提供了有利于气流流动的结构形式，使入口含尘气体行程偏离气体排出管较远，并缩短了被分离料粉到筒壁的径向距离，对提高分离效率有利。但高宽比过大，将使柱体高度增加，也不合理，一般在0.4

41、0.6为宜。气流入口的方式，一般有两类，即进口气流外缘与圆柱体相切的直入式和进入气流内缘与圆柱体相切的涡壳式。涡壳式又可分为900切和2700切。由于涡壳式进口能使进入旋风筒内气流通道逐渐变窄，有利于减小颗粒向筒壁移动分离的距离，而且增加了气流通向排气管的距离，避免产生短路，因此可提高分离效率，同时处理风量较大。e) 排气管的尺寸和内筒插入深度 排气管下端直径是一个十分重要的尺寸，它决定了内外旋流的分界点位置及最大切向速度值，因而对分离效率和压力损失的影响很大。排气管下端直径越小，即出口面积越小，外旋流区越大，离心力场越强，效率可提高，但压降也随之增大。若主要希望高效，压降没有太严格的限制，则

42、排气管直径可取小些。但过小也不好，对排气管末端的向心径向气流也变大了，对分离反而不利。定义出口面积系数为出口截面积与筒体截面积之比。由于旋风气流在内筒内器壁之间运动，因而内筒插入深度对旋风筒的性能也有一定的影响。插入太短，易使排气管末端的短路流加剧，不利于分离；若过长，反使分离空间长度变小，对分离效率也没好处，并且使压降增加。近年来，一些公司普遍采用短内筒，目的是在较小影响分离效率的条件下，降低阻力损失。f) 锥体高度与形式 锥体高度（h2）与形式对分离效率和压力损失都有一定的影响。锥角较大的长锥体，气流变向缓慢、压力较小、分离效率较高；锥角大的短锥体，气流变向急促、阻力较大、分离效率也较低。

43、排料口直径E和锥角a偏大时，有利于物料向下流动，减少下料口结皮堵塞。但排料口物料填充率低，容易漏风、负压将引起二次飞扬，把分离下来的物料重新卷入旋流核心之中， 影响分离效率；E与a太小， 容易造成“自由旋流”与锥壁过早接触，同时离心力将使物料压在锥壁上，造成物料向下流动困难易引起堵塞。（一般有tga=h2/(D-E)）因此，正确选择E和a值对减小漏风、提高效率和消除堵塞现象有着重要意义。以上我们讨论了旋风筒的主要性能与结构参数的关系，将这些参数总结归纳于表4-9中。由表中可以看出，除总高H增加对分离效率和阻力损失都有利外，其余尺寸的变化对两者有相反的作用，但H增高，将增加建筑高度、设备容积和钢

44、材耗量，因此必须统筹考虑。表3-1 旋风筒结构参数对主要性能的影响趋势因素符号分离效率压力损筒体内径增大D减小减小总高增大H增大减小进口面积增大a×b减小减小内筒直径增大d1减小减小内筒插入深度增大h2增大增大3.2.2旋风分离器分离器主要尺寸的计算由经验公式先计算大致尺寸已知风量900m3/min=15 m3 /s , 一般进入旋风筒的风速为2225 m/s , 取风速v=21 m/s,计算如下:总截面积S=Q/v1 （3-2）代入数据得，S=15/20.71 m2预安装六个旋风筒，每个旋风筒的截面积为S1=S/6=0.71/6=0.12 m2.设旋风筒入口宽为a ，则入口高为1.

45、2a（由经验得） , 由式S1=1.2a2=0.077得 a 316mm 考虑各种原因所以a取300mm,即旋风筒入口宽为300 mm , 入口高H为400 mm 。由关系式 H=(0.40.5)Do （3-3）取0.4 可得旋风筒筒径Do =1000 mm 表3-2 单出风口旋风筒结构尺寸的参考值(单位mm) 直 筒 高h1 =2 Do =2000锥 筒 高h2 =2 Do =2000出 口 直 径De = Do/2 =500灰尘出口直径L = Do/4 =250内 筒 长L = Do/3 =267由于考虑到双出风口的特殊结构，特此做出调整上出风口直径d1=450mm，上出风口长为800mm

46、，下出风口直径d11=400mm。3.2.3旋风分离器的结构设计和相关尺寸设计本部分是双出风口分离器的核心设计部分，它的结构是否合理直接影响到双出风口分离器的改良是否有效。a.本着“装得上去，拆得下来，用得起来得”设计标准，在确定各内部结构尺寸的同时，更多的要考虑其结构上的合理性。由于内部的部件是在一个密闭的筒体内，如果只考虑密封将内部的各部件通过焊接的方式连成一体，毫无疑问，其收集效率最为理想。但是，再用“装得上去，拆得下来，用得起来得”设计标准考查其结构的合理性。结论是相当肯定的，那就是无法实现这一装置的生产。在设计的初期，我也曾一度苦恼，想找到一个完美的解决方案，但是最终，我还是舍弃了理

47、想化的内部流场，从结构的可行性上着手，尽量减少对内部流场的影响。在设计的过程中，我考虑了很多方案，经过对比，最终我还是采用了下面的方案：圆柱筒体和下圆锥之间采用螺栓连接，反射屏焊接在一段短圆筒上后，在将其依次与焊接弯头、下出风管焊接为一体。在下圆锥的相应位置开槽，使得上步所得的整体可以将下出风管伸出下圆锥到设计的位置，再按下出风管尺寸和下圆锥的锥度在卷制过的钢板开孔，最后再将其在孔的直径方向对称割开，以便将下出风口和下圆锥焊接为一体。为了导流管的安装，必须在筒体上开一个检修门，此检修门采用螺栓锁紧的方式，并配有密封垫圈，保证不漏风。具体的锁紧装置结构如下图所示:图3-3 检修门锁紧装置而导流口

48、则采用活动式连接，依靠其自重和底部的挡块达到固定作用，详细结构和尺寸见下图 图3-4 导流口结构及尺寸图图3-5 导流管的支撑装置导流管的安装主要通过支撑装置来实现，主要过程为先将导流管由检修门放入筒体内。再将图3-4 中的1-上部接口部分插入上出风管内，然后通过螺栓将导流管和支撑装置连接起来，最后将支撑装置放在带有反射屏的圆筒内。就这样，通过支撑装置四周焊接的4个挡块和导流管上部接口的共同作用来实现导流管的定位安装。为了在生产过成中方便调节导流口的开度，在筒体周向，导流叶片相应位置设有调节装置。b.确定结构尺寸图3-6双出风口分离器结构简图表3-3 旋风筒具体尺寸符号取值(mm)符号取值(m

49、m)d1000d3d1+100=550H4000d40.45d1=200a×b400×300d5d4+50=250h12000d6d4+100=300h2700d70.7d1=315h3200d80.4d=400h4670d90.5d+50=450h5850d100.8d-100=700h61200d11d9+50=500d10.45d=450d12d9+100=550d2d1+50=500双出风口分离器的具体结构尺寸和相对关系如表3-3所示c.注意问题：A旋风筒两端的法兰采用10mm厚的钢板切割而成，旋风筒的筒体则有6mm厚的钢板卷制而成；B旋风筒在焊接时，基本采用融化焊

50、中的手工电弧焊，筒体焊接的接头采用对接接头，焊缝形式则为对接焊缝；法兰与筒体之间的焊接则采用T型接头，焊缝形式则为角焊缝；焊接时要先均匀点焊，以防焊接时变形，然后再焊接，焊接时要保证密封性，不能有漏风的现象，否则会影响选粉机的产量。4选粉机的安装、操作、维护及检修4.1安装要求a.选粉机可以安装在坚固、平整的钢筋混凝土基础上，也可以用钢结构平台支持，安装后的选粉机应是无振动的。b.选粉机在现场安装时，应注意主体的垂直度，尤其保证内部转子的垂直度，安装时可以在主轴皮带上用水平仪校正主轴垂直度（<2/1000）。c. 传动部件安装时的注意事项：A. 装配前，轴承内应涂适量的2#二硫化铜复合钙

51、基润滑脂。B. 密封可靠，不得有漏油现象。C. 减速器支架的腿不能防碍卡壳联轴器的传动。D. 装配时可刮修轴承座，使上下轴承的不同心度不大于0.005mm.E. 传动装置中，各带轮轴线应相互平行，各带轮相对应的V型槽的对称平面应重合，误差不得超过20。 F. 带传动装置应加防护置，并应能保证通风.d.各密封结合面处不得有漏气、渗油现象，安装时各法兰必须用橡胶密封圈密封。e.风机固定位置根据工作场所进行合理选择，注意联接风管不要太长，以免影响风压，其支脚减振器应放在平整、坚固的水平面上。为保证使用效果，风机不配节能减振支架，一律采用混凝土基础。f.现场安装前，应对回转部分进行检查，主轴在铅垂状态

52、时转动灵活，无卡滞现象，风叶、撒料盘的组装件应进行静平衡。g.回转部分的旋转方向应与主机进风口、撒料叶片、旋风筒进风方向相一致，不得相反。h.安装时，粗粉和细粉的双联锁风阀应尽量垂直放置在粗粉、细粉管道的末端，即尽可能靠近输送设备的进料口。j.整机安装完毕，应在上盖的加工面上测量水平误差，其误差在每m长度上不得大于2mm。4.2操作a.试运转：选粉机安装结束后，应将各润滑点加上适量的润滑油，随后应进行试运行48小时，检查各轴承供油情况是否正常，转子部分运动是否平稳，有无振动噪音，试运转认为完全合格后才允许正式投入生产。b.开机顺序：成品输送 选粉风机 选粉机主轴电机 磨尾混合提升 磨机。关机顺

53、序与此相反。c.喂料：当选粉机达到正常转速，并且风机风量达到正常时，才允许喂料，停车时应先停止喂料，才能停电动机。4.3维护为保证选粉机长期安全运转，需特别注意对选粉机进行日常维护和定期检修。使用厂家应制定适合本厂实际情况的操作规程和维护制度。日常运转过程中，要保证各润滑点充分润滑，选粉机内部轴承及风机轴承要定期加入润滑油（见下表）。日常维护中应注意选粉机转子的平衡性，如果发现异常振动现象，必须立即停车检查原因，清除故障后才能继续运转。定期清理汇风管及管道内的积灰。表4-1 润滑项目表润滑点润滑剂润滑方式允许温度润滑周期选粉机主轴轴承2#锂基脂油杯750C一周风机主轴承箱20#机油（夏用）10

54、#机油（冬用）连续无压600C视油位情况定期加油4.4检修及注意事项选粉机必须定期检修。停机后，转子部分等数分钟后才会停止转动，待选粉机内物料沉淀后，才能打开检修门。一般对下述零件进行检修。清除轴承中黄油渣，注意不允许有灰尘进入轴承内，更换分级片及衬板等已经磨损零件。 注意：对转子部件的每一个零件都应称重合格后方可对称装配，确保更换磨损后能保持平衡。4.5产品细度的调节细度调节通常采用调节主轴转速的方法进行。除特别需要，一般不应用调节风量的办法调节细度。一般情况下，在试生产时，通常将主风全部打开，通过改变主轴转速来调节细度；转速越高，细度越细，转速越低则细度越粗。如果此时不能将细度调节到规范要求，则可以调节主风阀的位置，改变循环风量，一旦细度合乎要求后，即将风阀固定好，在正常生产过程中，不应随意调整。4.6常见故障的处理方法由于操作维护不当，以及轴承支座螺母松动的磨损、损坏等原因造成各种故障，应及时处理。常见故障处理方法如下表：表4-2 故障处理方法故障现象产生原因处理方法选粉机电流突然增大1.主轴下端大螺母或轴承支座螺母松动。 2.杂物卡住撒料盘。3.主轴承坏或被异物卡住。1. 拧紧螺母2. 检查清除3. 检查更换或清理、加油电流摆动幅度大2.轴承支座螺栓松动3.零部件之间相互摩擦4.