選粉機(jī)發(fā)展及原理

進(jìn)賢海螺有限責(zé)任公司選粉機(jī)發(fā)展及原理SEEKER主講人：謝少游第四章分級設(shè)備選粉機(jī)水泥及其它選粉行業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)必不可少的配套設(shè)備。選粉機(jī)及時(shí)將粉磨到一定粒度的合格細(xì)粉選出，防止細(xì)粉在磨內(nèi)粘附研磨體引起的緩沖作用，達(dá)到調(diào)節(jié)成品粒度組成，提高磨機(jī)粉磨效率的作用。循環(huán)負(fù)荷：是指選粉機(jī)的回粉量（即粗粉）（T）與成品量（Q）之比，它是一項(xiàng)直接關(guān)系到閉路粉磨系統(tǒng)產(chǎn)、質(zhì)量的重要工藝參數(shù)K=T/Q=（c-a)/(a-b)*100%=(A-B)/(C-A)*100%式中：K——循環(huán)負(fù)荷率（％）a——出磨物料（即入選粉機(jī)物料）通過指定篩孔篩的物料量的百分?jǐn)?shù)。b——回料（指選粉機(jī)粗粉）通過指定篩孔篩的物料量的百分?jǐn)?shù)。c——產(chǎn)品（指選粉機(jī)細(xì)粉）通過指定篩孔篩的物料量的百分?jǐn)?shù)。A——出磨物料（即入選粉機(jī)物料）細(xì)度篩余百分?jǐn)?shù)（％）B——回料（指選粉機(jī)粗粉）細(xì)度篩余百分?jǐn)?shù)（％）C——產(chǎn)品（選粉機(jī)細(xì)粉）細(xì)度篩余百分?jǐn)?shù)（％）選粉效率：是指選粉后的成品中所含的通過規(guī)定孔徑篩網(wǎng)的細(xì)粉量與進(jìn)選粉機(jī)物料中通過規(guī)定孔徑篩網(wǎng)的細(xì)粉量之比η=c(a-b)/a(c-b)*100%=(100-C)(B-A)/(100-A)(B-C)*100%式中：η——選粉效率（％）a——出磨物料（入選粉機(jī)物料），通過指定篩孔篩的物料量（％）b——回料（選粉機(jī)粗粉），通過指定篩孔篩的物料量（％）c——產(chǎn)品（選粉機(jī)細(xì)粉）通過指定篩孔篩的物料量（％）A——出磨物料（即入選粉機(jī)物料）細(xì)度篩余百分?jǐn)?shù)（％）B——回料（指選粉機(jī)粗粉）細(xì)度篩余百分?jǐn)?shù)（％）C——產(chǎn)品（選粉機(jī)細(xì)粉）細(xì)度篩余百分?jǐn)?shù)第一節(jié)選粉機(jī)的發(fā)展歷經(jīng)110多年經(jīng)過三代發(fā)展第一代選粉機(jī)離心式選粉機(jī)1885年，英國芒福特(Mumford/Mambord)和穆迪(Moody/Moadie)發(fā)明的。美國斯特蒂文特(Sturtovant)公司為代表。集循環(huán)風(fēng)機(jī)、選粉、收集于一體。離心式選粉機(jī)重量較輕、維修方便。離心式選粉機(jī)重量輕、維修方便。第二代選粉機(jī)旋風(fēng)式選粉機(jī)1960年研制開發(fā)了德國洪堡—維達(dá)格型公司結(jié)構(gòu)緊湊、磨損小、震動小、選粉能力較大、效率較高。風(fēng)機(jī)收集滴流裝置第二節(jié)高效選粉機(jī)為了克服離心式、旋風(fēng)式選粉機(jī)撤料不均勻、分級流場不均勻等缺陷。第三代選粉機(jī)不僅選粉機(jī)選粉粒度可調(diào)；還要能耗低、效率高。高效選粉機(jī)1979年，日本小野田公司開發(fā)了O-sepa選粉機(jī)是其典型的代表1.O-Sepa選粉機(jī)結(jié)構(gòu)O-Sepa選粉機(jī)主要由殼體、回傳部分、傳動部分、潤滑系統(tǒng)等組成。O—Sepa選粉機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖1、渦殼形筒體；2、撤料盤；3、緩沖扳；4、水平分隔板；5、渦輪葉片；6、導(dǎo)流葉片；7、錐形灰斗；8、一次風(fēng)管；9、二次風(fēng)管；10、三次風(fēng)管；11、細(xì)粉出口；12、進(jìn)料口；13粗粉出口和翻轉(zhuǎn)閥；14、電機(jī)；15、減速機(jī)殼體部分殼體部分由殼體、進(jìn)料斗、彎管等組成,在殼體內(nèi)裝設(shè)有導(dǎo)向葉片、緩沖板、空氣密封圈、殼體側(cè)面及頂蓋開設(shè)有檢查門。殼體的一、二次進(jìn)風(fēng)口(或殼體全部)及彎管出口處內(nèi)均粘貼有陶瓷貼片,進(jìn)料斗,導(dǎo)向葉片、緩沖板各處均噴涂耐磨材料,灰斗內(nèi)以形成料襯來防止磨損。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(diào)速電機(jī)、立式或臥式專用減速器、彈性聯(lián)軸器等組成回轉(zhuǎn)部分由轉(zhuǎn)子、主軸、軸承等組成,轉(zhuǎn)子用鍵固定在主軸上,或以法蘭與主軸相聯(lián),主軸通過傳動部分的驅(qū)動而轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)子由撒料盤及水平垂直板、上下軸套聯(lián)結(jié)板組成,轉(zhuǎn)子是選粉機(jī)的主要部分。2.O—Sepa選粉機(jī)分級原理O—Sepa選粉機(jī)的結(jié)構(gòu)所示，氣流分別由一次風(fēng)管、二次風(fēng)管切向進(jìn)入禍殼形筒體，經(jīng)過導(dǎo)流葉片進(jìn)入導(dǎo)流葉片和渦輪轉(zhuǎn)子之間的環(huán)形分級區(qū)，形成一次渦流。然后進(jìn)入渦輪內(nèi)部的分級區(qū)，在高速旋轉(zhuǎn)的禍輪葉片的帶動下，形成二次渦流。最后氣流經(jīng)過渦輪中部，由細(xì)粉出口進(jìn)入旋風(fēng)筒或袋收塵器等細(xì)粉收集設(shè)備。被分級的物料從進(jìn)料口喂入，經(jīng)撤料盤離心撒開，在緩沖板的作用下均勻地分散后落入環(huán)形分級區(qū)，與經(jīng)過導(dǎo)流后的分級氣流進(jìn)行料氣混合。在旋轉(zhuǎn)的分級氣流作用下，物料中較粗的顆粒被甩向?qū)Я魅~片，沿分級室下降進(jìn)入錐形灰斗。再經(jīng)過由三次風(fēng)管進(jìn)入的三次空氣的漂洗，將混入粗顆粒中或凝聚的細(xì)顆粒分出后，粗顆粒經(jīng)翻轉(zhuǎn)閥排出。粒徑較小的細(xì)顆粒隨氣流進(jìn)入渦輪分級區(qū)，在強(qiáng)制渦流場中再次被分級。較粗的顆粒被甩出，回到環(huán)形分級區(qū)，合格的細(xì)顆粒則隨氣流一起通過渦輪中部，由細(xì)粉出口排出。O—Sepa選粉機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖1、渦殼形筒體；2、撤料盤；3、緩沖扳；4、水平分隔板；5、渦輪葉片；6、導(dǎo)流葉片；7、錐形灰斗；8、一次風(fēng)管；9、二次風(fēng)管；10、三次風(fēng)管；11、細(xì)粉出口；12、進(jìn)料口；13粗粉出口和翻轉(zhuǎn)閥；14、電機(jī)；15、減速機(jī)

O—Sepa選粉機(jī)與離心式、旋風(fēng)式選粉機(jī)的實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)比較O—Sepa選粉機(jī)比離心式、旋風(fēng)式選粉機(jī)的產(chǎn)量分別提高23％和7％，電耗降低7.8kWh/t和3.2kWh/t。3.O-Sepa選粉機(jī)特點(diǎn)O-Sepa選粉機(jī)因其原理先進(jìn)、分級機(jī)理明確,與傳統(tǒng)的離心式、旋風(fēng)式選粉機(jī)相比主要有如下優(yōu)勢:1）提高產(chǎn)量。使用O-Sepa水平渦流選粉機(jī)可提高粉磨系統(tǒng)產(chǎn)量30%～50%。2）降低能耗。使用O-Sepa水平渦流選粉機(jī)可使單位能耗降低5%～20%或更多。3）提高質(zhì)量,降低成本。由于O-Sepa水平渦流選粉機(jī)分級精確,成品中不含粗顆粒,而最有利于水泥質(zhì)量提高的粒徑范圍為3～30μm的顆粒含量增加,因此有助于提高水泥強(qiáng)度等級,或在保持水泥強(qiáng)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。4）操作簡單,細(xì)度調(diào)節(jié)方便O-Sepa系列選粉機(jī)的主電機(jī)和潤滑油站可遠(yuǎn)程控制,操作很方便。僅需調(diào)節(jié)O-Sepa選粉機(jī)主電機(jī)轉(zhuǎn)速的就可以在較大范圍內(nèi)改變產(chǎn)品的細(xì)度,產(chǎn)品的顆粒分布調(diào)整和風(fēng)量、機(jī)內(nèi)溫度調(diào)整都很方便和簡單。5)磨損小,維護(hù)簡單O-Sepa選粉機(jī)的易磨損部分如撒料盤、緩沖板、導(dǎo)風(fēng)葉片和轉(zhuǎn)子葉片等均采用耐磨材料制造或進(jìn)行抗磨工藝處理,其磨損率很小,因而其維護(hù)成本極低。6)處理粉料量大比尺寸相近的離心式、旋風(fēng)式選粉機(jī)產(chǎn)量大得多,因而更適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)的需要,且其分級性能十分穩(wěn)定。7)選粉效率高?；啬ゴ址哿现械募?xì)粉殘留量極少,即其特勞姆曲線很陡。4.其它類型的高效選粉機(jī)（一）、S—SD型高效選粉機(jī)1、工作原理：美國斯特蒂文特公司開發(fā)出來的S—SD型階梯撤料盤式選粉機(jī)，其外型與離心式選粉機(jī)相似，但分級氣流從機(jī)殼的側(cè)面沿水平方向進(jìn)入。另外，在階梯形撤料盤的下部裝有三角形風(fēng)葉，旋轉(zhuǎn)時(shí)可產(chǎn)生向下的氣流。分級氣流通過導(dǎo)流葉片、圓鋼篦柵，螺旋運(yùn)動速度加快。物料得到進(jìn)一步分散、分級后，粗顆粒經(jīng)錐形灰斗由鎖風(fēng)閥排出，細(xì)顆粒隨氣流由出風(fēng)口排出。這種選粉機(jī)與傳統(tǒng)的離心式選粉機(jī)相比，具有以下特點(diǎn)：分級氣流沿切向進(jìn)入，在水平面內(nèi)運(yùn)動。氣流與物料在機(jī)內(nèi)停留時(shí)間較長，可提高分級效率。圓鋼篦柵耐磨性好，容易更換，調(diào)節(jié)分級粒徑比較方便。S—SD型高效選粉機(jī)的結(jié)構(gòu)簡圖1、進(jìn)料口；2、傳動裝置；3、撒料盤；4、風(fēng)葉；5、進(jìn)料口；6、導(dǎo)流葉片；7、圓鋼篦柵；8、分級室；9、出風(fēng)口；10、錐形灰斗；11、鎖風(fēng)閥（二）、IHI—SD型高效選粉機(jī)1、原理：日本石川島公司研制的，IHI—SD型高效選粉機(jī)與傳統(tǒng)的離心式選粉機(jī)相比，設(shè)計(jì)了螺旋槳形的撤料盤，并在圓錐體的內(nèi)壁上設(shè)置了沖擊板。進(jìn)入機(jī)內(nèi)的物料被螺旋槳形撤料盤和分級葉片撤出、分散；分級氣流由蝸殼形進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入，經(jīng)兩級導(dǎo)流葉片作螺旋運(yùn)動。物料在下落過程中經(jīng)過多次分級作用，粗顆粒落入錐形灰斗由粗粉出口排出，細(xì)顆粒隨氣流向上運(yùn)動，從細(xì)粉出口排出。這種選粉機(jī)與傳統(tǒng)的離心式選粉機(jī)相比，具有以下特點(diǎn)：使物料充分分散，粗顆粒受到多次分級。因此，分級效率高。在生產(chǎn)能力、產(chǎn)品細(xì)度相同的情況下，機(jī)體減小，風(fēng)量也減小。單位容積的處理量大，能量消耗低，運(yùn)行費(fèi)用低。IHI—SD型高效選粉機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖1、進(jìn)料口；2、分級葉片；3、螺旋槳形撒料盤；4、進(jìn)風(fēng)口；5、沖擊板；6/7、導(dǎo)流葉片；8、錐形灰斗；9、粗粉出口；10、細(xì)粉出口（三）、MDS型高效選粉機(jī)1、原理：日本三菱公司開發(fā)的MDS型高效選粉機(jī)，是將旋風(fēng)分級和離心分級結(jié)合起來的分級設(shè)備，改善了選粉機(jī)的分級性能。分級氣流從下部進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入，經(jīng)過導(dǎo)流葉片、下部分級室、上部分級室進(jìn)人旋風(fēng)筒后排出。物料被撤料盤甩開、分散后，在分級氣流中下降，受到多次分級作用。粗顆粒沿下部分級室的壁面經(jīng)粗粉出口出。細(xì)顆粒隨氣流進(jìn)人旋風(fēng)筒，經(jīng)收集后由細(xì)粉出口排出。少量微粉與氣流—同進(jìn)入收塵器。MDS型高效選粉機(jī)的主要特點(diǎn)是：A可利用粉碎機(jī)內(nèi)的通風(fēng)和各收塵點(diǎn)的含塵氣體作為分級氣流，故所用的風(fēng)機(jī)容量較小。B含塵氣流中的粗顆?？稍谙虏糠旨壥抑谐?，因此，上部分級室中的粉體濃度低，單位容積的處理量大。C通過改變分級葉片的轉(zhuǎn)速和導(dǎo)流葉片的角度，可在一定的范圍內(nèi)改變分級粒徑MDS型高效選粉機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖1、進(jìn)料口；2、上部分級室；3、粗粉出口；4、下部分級室；5、撒料盤；6、分級葉片；7、導(dǎo)流葉片；8、進(jìn)風(fēng)口；9、旋風(fēng)筒10、細(xì)粉出口V型選粉機(jī)V型選粉機(jī)是一種完全靜態(tài)的粗選選粉機(jī)，無任何活動部件，也無需任何動力。兼具粗分選、打散、烘干三項(xiàng)功能為一體。如圖所示，V型選粉機(jī)外殼體的形狀像一個“V”，因此形象地稱為V型選粉機(jī)，設(shè)備結(jié)構(gòu)非常簡單，V型上部兩邊分別有進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口，進(jìn)料口設(shè)在進(jìn)風(fēng)口上部，粗粉出口位于“V”字底部。內(nèi)部設(shè)置了兩排固定的成梯狀排列的相互成一定角度的打散分級板。其工作原理就是利用高度落差使料餅在下落過程中撞擊打散，在物料下落過程中利用氣流方向和速度的改變達(dá)到分選的目的。細(xì)度的調(diào)節(jié)是通過改變風(fēng)速來控制。V型選粉機(jī)的分級細(xì)度一般控制在1mm。相比高效選粉機(jī)，V型選粉機(jī)分選風(fēng)量較低，壓差小，因此其循環(huán)風(fēng)機(jī)的功率也只需高效選粉機(jī)的45%左右；由于無運(yùn)動部件，設(shè)備耐磨容易解決，且使用壽命長；由于物料下落過程較長，既可冷卻熱物料，也可烘干有一定水份的物料。V型選粉機(jī)與輥壓機(jī)配套，簡化了系統(tǒng)的工藝，優(yōu)化了輥壓機(jī)的操作。新喂料中的細(xì)粉在進(jìn)輥壓機(jī)前即被分選出來，同時(shí)新喂料和選粉機(jī)粗粉在喂入輥壓機(jī)前充分混合，可確保輥壓機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行。VSK選粉機(jī)VSK選粉機(jī)是在V型選粉機(jī)的基礎(chǔ)上開發(fā)出的一種動靜態(tài)結(jié)合的選粉機(jī)，如圖所示。VSK選粉機(jī)增加了動態(tài)的籠型分級轉(zhuǎn)子，改變了V型選粉機(jī)只能進(jìn)行粗選的限制，可直接進(jìn)行終產(chǎn)品分選。與一般高效選粉機(jī)相比，既不失高效的特點(diǎn)，分級結(jié)構(gòu)又很簡單；設(shè)備阻力低，壓降只有一般高效選粉機(jī)的65%，可使風(fēng)機(jī)節(jié)電；磨損小，維護(hù)方便。VSK選粉機(jī)投入運(yùn)行時(shí)間不長，但已顯示出其對系統(tǒng)節(jié)電的巨大優(yōu)勢。5.新型高效選粉機(jī)的改進(jìn)任何選粉機(jī)的分級過程都可以簡單地分三個環(huán)節(jié)：分散、分級、收集。分散是前提，分級是核心，收集是保證。成品收集的問題隨著除塵技術(shù)的發(fā)展已得到了解決，研究和解決選粉機(jī)的技術(shù)問題應(yīng)圍繞著分散和分級來進(jìn)行。隨著對第三代選粉機(jī)的研究和應(yīng)用，早期的高效選粉機(jī)，逐漸暴露了一些問題，各公司和研究設(shè)計(jì)院提出了一些改進(jìn)的措施和辦法，取得了一定的效果。總結(jié)起來有以下幾方面：（1）撒料的改進(jìn)理論上我們希望物料被選粉機(jī)撒料盤拋撒成360度均勻的料幕，因此隨著設(shè)備的能力增大，選粉機(jī)進(jìn)料口的數(shù)量逐漸增加，但由于設(shè)備結(jié)構(gòu)的限制，進(jìn)料口不可能無限制增加，大型設(shè)備的進(jìn)料口一般設(shè)置為四個對稱分布。而隨著選粉機(jī)設(shè)備的大型化，，撒料盤環(huán)型寬度的增加與處理物料量的加大不成比例，單位面積的處理能力逐漸增大，即使選粉機(jī)進(jìn)料口增加為四個，物料在還是容易在進(jìn)料口附近未被充分拋撒開就成團(tuán)狀滑落入分級流場中。因此撒料盤結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)有必要改進(jìn)。主要改進(jìn)有：將放射狀凸楞改為螺線型凸楞，增大拋撒區(qū)域；撒料盤外沿增設(shè)擋邊，延遲物料滑出時(shí)間，增大拋撒區(qū)域。（2）

進(jìn)風(fēng)的改進(jìn)

選粉機(jī)的進(jìn)風(fēng)口為長方形，設(shè)備規(guī)格的加大，殼體高度增加，由于邊界效應(yīng)的影響，斷面氣流的速度梯度加大，不利于分級流場的穩(wěn)定。因此大型選粉機(jī)的進(jìn)風(fēng)通道可設(shè)置隔板，縮小氣流通道斷面積，可有利于形成穩(wěn)定的分級流場。（3）

轉(zhuǎn)子的改進(jìn)各種新型高效選粉機(jī)的基本分級原理是一致的，都是在平面渦流選粉機(jī)理下設(shè)計(jì)的，其結(jié)構(gòu)上的共同特征是：在一圈有一定角度的導(dǎo)向葉片中有一個“籠型”分級轉(zhuǎn)子。因此高效選粉機(jī)的判定標(biāo)準(zhǔn)就是看其核心分級結(jié)構(gòu)是否符合上述特征。正是如此，籠型轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)至關(guān)重要。FCB