選粉機發(fā)展及原理

進賢海螺有限責任公司選粉機發(fā)展及原理SEEKER主講人：謝少游第四章分級設備選粉機水泥及其它選粉行業(yè)生產系統(tǒng)必不可少的配套設備。選粉機及時將粉磨到一定粒度的合格細粉選出，防止細粉在磨內粘附研磨體引起的緩沖作用，達到調節(jié)成品粒度組成，提高磨機粉磨效率的作用。循環(huán)負荷：是指選粉機的回粉量（即粗粉）（T）與成品量（Q）之比，它是一項直接關系到閉路粉磨系統(tǒng)產、質量的重要工藝參數(shù)K=T/Q=（c-a)/(a-b)*100%=(A-B)/(C-A)*100%式中：K——循環(huán)負荷率（％）a——出磨物料（即入選粉機物料）通過指定篩孔篩的物料量的百分數(shù)。b——回料（指選粉機粗粉）通過指定篩孔篩的物料量的百分數(shù)。c——產品（指選粉機細粉）通過指定篩孔篩的物料量的百分數(shù)。A——出磨物料（即入選粉機物料）細度篩余百分數(shù)（％）B——回料（指選粉機粗粉）細度篩余百分數(shù)（％）C——產品（選粉機細粉）細度篩余百分數(shù)（％）選粉效率：是指選粉后的成品中所含的通過規(guī)定孔徑篩網的細粉量與進選粉機物料中通過規(guī)定孔徑篩網的細粉量之比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（入選粉機物料），通過指定篩孔篩的物料量（％）b——回料（選粉機粗粉），通過指定篩孔篩的物料量（％）c——產品（選粉機細粉）通過指定篩孔篩的物料量（％）A——出磨物料（即入選粉機物料）細度篩余百分數(shù)（％）B——回料（指選粉機粗粉）細度篩余百分數(shù)（％）C——產品（選粉機細粉）細度篩余百分數(shù)第一節(jié)選粉機的發(fā)展歷經110多年經過三代發(fā)展第一代選粉機離心式選粉機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)風機、選粉、收集于一體。離心式選粉機重量較輕、維修方便。離心式選粉機重量輕、維修方便。第二代選粉機旋風式選粉機1960年研制開發(fā)了德國洪堡—維達格型公司結構緊湊、磨損小、震動小、選粉能力較大、效率較高。風機收集滴流裝置第二節(jié)高效選粉機為了克服離心式、旋風式選粉機撤料不均勻、分級流場不均勻等缺陷。第三代選粉機不僅選粉機選粉粒度可調；還要能耗低、效率高。高效選粉機1979年，日本小野田公司開發(fā)了O-sepa選粉機是其典型的代表1.O-Sepa選粉機結構O-Sepa選粉機主要由殼體、回傳部分、傳動部分、潤滑系統(tǒng)等組成。O—Sepa選粉機的結構示意圖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、導流葉片；7、錐形灰斗；8、一次風管；9、二次風管；10、三次風管；11、細粉出口；12、進料口；13粗粉出口和翻轉閥；14、電機；15、減速機殼體部分殼體部分由殼體、進料斗、彎管等組成,在殼體內裝設有導向葉片、緩沖板、空氣密封圈、殼體側面及頂蓋開設有檢查門。殼體的一、二次進風口(或殼體全部)及彎管出口處內均粘貼有陶瓷貼片,進料斗,導向葉片、緩沖板各處均噴涂耐磨材料,灰斗內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速電機、立式或臥式專用減速器、彈性聯(lián)軸器等組成回轉部分由轉子、主軸、軸承等組成,轉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動而轉動。轉子由撒料盤及水平垂直板、上下軸套聯(lián)結板組成,轉子是選粉機的主要部分。2.O—Sepa選粉機分級原理O—Sepa選粉機的結構所示，氣流分別由一次風管、二次風管切向進入禍殼形筒體，經過導流葉片進入導流葉片和渦輪轉子之間的環(huán)形分級區(qū)，形成一次渦流。然后進入渦輪內部的分級區(qū)，在高速旋轉的禍輪葉片的帶動下，形成二次渦流。最后氣流經過渦輪中部，由細粉出口進入旋風筒或袋收塵器等細粉收集設備。被分級的物料從進料口喂入，經撤料盤離心撒開，在緩沖板的作用下均勻地分散后落入環(huán)形分級區(qū)，與經過導流后的分級氣流進行料氣混合。在旋轉的分級氣流作用下，物料中較粗的顆粒被甩向導流葉片，沿分級室下降進入錐形灰斗。再經過由三次風管進入的三次空氣的漂洗，將混入粗顆粒中或凝聚的細顆粒分出后，粗顆粒經翻轉閥排出。粒徑較小的細顆粒隨氣流進入渦輪分級區(qū)，在強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)，合格的細顆粒則隨氣流一起通過渦輪中部，由細粉出口排出。O—Sepa選粉機的結構示意圖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、導流葉片；7、錐形灰斗；8、一次風管；9、二次風管；10、三次風管；11、細粉出口；12、進料口；13粗粉出口和翻轉閥；14、電機；15、減速機

O—Sepa選粉機與離心式、旋風式選粉機的實際生產數(shù)據(jù)比較O—Sepa選粉機比離心式、旋風式選粉機的產量分別提高23％和7％，電耗降低7.8kWh/t和3.2kWh/t。3.O-Sepa選粉機特點O-Sepa選粉機因其原理先進、分級機理明確,與傳統(tǒng)的離心式、旋風式選粉機相比主要有如下優(yōu)勢:1）提高產量。使用O-Sepa水平渦流選粉機可提高粉磨系統(tǒng)產量30%～50%。2）降低能耗。使用O-Sepa水平渦流選粉機可使單位能耗降低5%～20%或更多。3）提高質量,降低成本。由于O-Sepa水平渦流選粉機分級精確,成品中不含粗顆粒,而最有利于水泥質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度等級,或在保持水泥強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,細度調節(jié)方便O-Sepa系列選粉機的主電機和潤滑油站可遠程控制,操作很方便。僅需調節(jié)O-Sepa選粉機主電機轉速的就可以在較大范圍內改變產品的細度,產品的顆粒分布調整和風量、機內溫度調整都很方便和簡單。5)磨損小,維護簡單O-Sepa選粉機的易磨損部分如撒料盤、緩沖板、導風葉片和轉子葉片等均采用耐磨材料制造或進行抗磨工藝處理,其磨損率很小,因而其維護成本極低。6)處理粉料量大比尺寸相近的離心式、旋風式選粉機產量大得多,因而更適應大規(guī)模生產的需要,且其分級性能十分穩(wěn)定。7)選粉效率高?；啬ゴ址哿现械募毞蹥埩袅繕O少,即其特勞姆曲線很陡。4.其它類型的高效選粉機（一）、S—SD型高效選粉機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，其外型與離心式選粉機相似，但分級氣流從機殼的側面沿水平方向進入。另外，在階梯形撤料盤的下部裝有三角形風葉，旋轉時可產生向下的氣流。分級氣流通過導流葉片、圓鋼篦柵，螺旋運動速度加快。物料得到進一步分散、分級后，粗顆粒經錐形灰斗由鎖風閥排出，細顆粒隨氣流由出風口排出。這種選粉機與傳統(tǒng)的離心式選粉機相比，具有以下特點：分級氣流沿切向進入，在水平面內運動。氣流與物料在機內停留時間較長，可提高分級效率。圓鋼篦柵耐磨性好，容易更換，調節(jié)分級粒徑比較方便。S—SD型高效選粉機的結構簡圖1、進料口；2、傳動裝置；3、撒料盤；4、風葉；5、進料口；6、導流葉片；7、圓鋼篦柵；8、分級室；9、出風口；10、錐形灰斗；11、鎖風閥（二）、IHI—SD型高效選粉機1、原理：日本石川島公司研制的，IHI—SD型高效選粉機與傳統(tǒng)的離心式選粉機相比，設計了螺旋槳形的撤料盤，并在圓錐體的內壁上設置了沖擊板。進入機內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風口進入，經兩級導流葉片作螺旋運動。物料在下落過程中經過多次分級作用，粗顆粒落入錐形灰斗由粗粉出口排出，細顆粒隨氣流向上運動，從細粉出口排出。這種選粉機與傳統(tǒng)的離心式選粉機相比，具有以下特點：使物料充分分散，粗顆粒受到多次分級。因此，分級效率高。在生產能力、產品細度相同的情況下，機體減小，風量也減小。單位容積的處理量大，能量消耗低，運行費用低。IHI—SD型高效選粉機結構簡圖1、進料口；2、分級葉片；3、螺旋槳形撒料盤；4、進風口；5、沖擊板；6/7、導流葉片；8、錐形灰斗；9、粗粉出口；10、細粉出口（三）、MDS型高效選粉機1、原理：日本三菱公司開發(fā)的MDS型高效選粉機，是將旋風分級和離心分級結合起來的分級設備，改善了選粉機的分級性能。分級氣流從下部進風口進入，經過導流葉片、下部分級室、上部分級室進人旋風筒后排出。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粗粉出口出。細顆粒隨氣流進人旋風筒，經收集后由細粉出口排出。少量微粉與氣流—同進入收塵器。MDS型高效選粉機的主要特點是：A可利用粉碎機內的通風和各收塵點的含塵氣體作為分級氣流，故所用的風機容量較小。B含塵氣流中的粗顆?？稍谙虏糠旨壥抑谐ィ虼?，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速和導流葉片的角度，可在一定的范圍內改變分級粒徑MDS型高效選粉機結構簡圖1、進料口；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、導流葉片；8、進風口；9、旋風筒10、細粉出口V型選粉機V型選粉機是一種完全靜態(tài)的粗選選粉機，無任何活動部件，也無需任何動力。兼具粗分選、打散、烘干三項功能為一體。如圖所示，V型選粉機外殼體的形狀像一個“V”，因此形象地稱為V型選粉機，設備結構非常簡單，V型上部兩邊分別有進風口和出風口，進料口設在進風口上部，粗粉出口位于“V”字底部。內部設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到分選的目的。細度的調節(jié)是通過改變風速來控制。V型選粉機的分級細度一般控制在1mm。相比高效選粉機，V型選粉機分選風量較低，壓差小，因此其循環(huán)風機的功率也只需高效選粉機的45%左右；由于無運動部件，設備耐磨容易解決，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型選粉機與輥壓機配套，簡化了系統(tǒng)的工藝，優(yōu)化了輥壓機的操作。新喂料中的細粉在進輥壓機前即被分選出來，同時新喂料和選粉機粗粉在喂入輥壓機前充分混合，可確保輥壓機的平穩(wěn)運行。VSK選粉機VSK選粉機是在V型選粉機的基礎上開發(fā)出的一種動靜態(tài)結合的選粉機，如圖所示。VSK選粉機增加了動態(tài)的籠型分級轉子，改變了V型選粉機只能進行粗選的限制，可直接進行終產品分選。與一般高效選粉機相比，既不失高效的特點，分級結構又很簡單；設備阻力低，壓降只有一般高效選粉機的65%，可使風機節(jié)電；磨損小，維護方便。VSK選粉機投入運行時間不長，但已顯示出其對系統(tǒng)節(jié)電的巨大優(yōu)勢。5.新型高效選粉機的改進任何選粉機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的發(fā)展已得到了解決，研究和解決選粉機的技術問題應圍繞著分散和分級來進行。隨著對第三代選粉機的研究和應用，早期的高效選粉機，逐漸暴露了一些問題，各公司和研究設計院提出了一些改進的措施和辦法，取得了一定的效果?？偨Y起來有以下幾方面：（1）撒料的改進理論上我們希望物料被選粉機撒料盤拋撒成360度均勻的料幕，因此隨著設備的能力增大，選粉機進料口的數(shù)量逐漸增加，但由于設備結構的限制，進料口不可能無限制增加，大型設備的進料口一般設置為四個對稱分布。而隨著選粉機設備的大型化，，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，即使選粉機進料口增加為四個，物料在還是容易在進料口附近未被充分拋撒開就成團狀滑落入分級流場中。因此撒料盤結構的設計有必要改進。主要改進有：將放射狀凸楞改為螺線型凸楞，增大拋撒區(qū)域；撒料盤外沿增設擋邊，延遲物料滑出時間，增大拋撒區(qū)域。（2）

進風的改進

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

轉子的改進各種新型高效選粉機的基本分級原理是一致的，都是在平面渦流選粉機理下設計的，其結構上的共同特征是：在一圈有一定角度的導向葉片中有一個“籠型”分級轉子。因此高效選粉機的判定標準就是看其核心分級結構是否符合上述特征。正是如此，籠型轉子的結構設計至關重要。FCB