五级分离组合式选粉机的设计应用

　　选粉机是伴随着圈流粉磨技术的进步而不断发展的，同时也伴随着水泥质量逐步与国际标准接轨而在技术上不断有所突破。选粉机经过离心式、旋风式的不断发展和进步，已克服了弱离心力场以及不稳定的选粉力场的弊端，发展到了以笼形转子为特征的第三代高效选粉机，它采用平面涡流选粉理论，以其稳定的选粉力场和较高的分级精度，得到了大家的肯定和认可，以O-Sepa为代表的第三代高效选粉机的性能是显而易见的，在一些大型干法生产线上得到了广泛的应用，但由于选粉机主体不带细粉收集装置，需配备与其处理风量相匹配的大规格的袋式收尘器或电除尘器用以收集成品，这无疑增加了系统的投资，使工艺流程复杂化，系统装机容量有所增加，操作相对复杂且困难，对于我国一些中小型水泥厂来说，无疑是可望而不可及。我国大多数中小型水泥厂，装备及技术相对落后，迫切需要操作简单、选粉效率高、价格低廉且维护方便的选粉机。我国在九十年代中期，推出了在性能上接近高效选粉机，在系统的布置投资及工艺的复杂程度等方面又优于高效选粉机的转子式选粉机。转子式选粉机是借鉴先进的平面涡流分级原理发展起来的，它有效地控制成品的细度和粒度分布，较好地满足了生产需要。但水泥新标准的正式实施，也给转子式选粉机提出了新的挑战。水泥新标准实施后，许多水泥厂的水泥早期强度达不到要求，不得不在控制成品的细度上大做文章。转子式选粉机控制水泥细度，主要是通过增加主轴转速和减少循环风量两种方法，这使得系统循环负荷大幅度上升，选粉效率大幅度下降，选粉机的分选能力也随之下降，从而提高了系统单位水泥的粉磨电耗，这是水泥企业所不愿看到的。作为生料粉磨系统，在一些新型干法生产线上目前较为常用的是组合式选粉机，它吸收了O-Sepa先进的悬浮分散技术和平面涡流技术，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，新型干法企业对此反应良好。需要说明的是，旋风筒上部出口的含尘气体进入窑尾废气收尘系统，充分利用了窑系统的设备资源，同时又将中卸磨（带烘干仓）的出风作为其进风，且粉磨系统本身看似简单。但组合式选粉机推广到立窑水泥企业就碰到了较大的市场阻力，因为使用这类选粉机必须配置大规格大功率的袋式除尘器，形成开式选粉除尘系统，提高了一次投入与运行费用，用户接受较为困难，热切呼唤一种在功能上不亚于组合式选粉机，且一次投入和运行费用较为低廉的选粉机。所有这些，都给选粉机在水泥粉磨系统、生料粉磨系统的使用提出了新的课题。江苏科行环境工程技术有限公司，本着科学务实的精神，与盐城工学院合作，对当前市场上常用选粉机进行了深入的研究，结合国内外选粉机的最新发展和技术动态，开发了五级分离组合式选粉机，适应实施水泥新标准后的水泥圈流生产系统，同时又适应立窑与新型干法企业生料圈流生产系统，在中小型水泥企业的实际生产过程中，取得了良好的效果。

　　一、工作原理 

　　混合料由选粉机的喂料口喂入，经由多点分料器将物料分成四路或更多路，分别由四点或多点喂到分散分离室。该室是由安装在转子上的撒料盘及反击板等组成，物料流入到撒料盘上，随着转子的旋转，物料在撒料盘上改善了均布状况，并均匀地撒向四周，撞击到反击板上，成团物料或粗细粉呈悬浮分散状态，并进行初步的分散分离。由于重力的作用，物料在分散状态下落入导风叶和转子之间的分选区（选粉室）内，在分选气流和转子旋转的共同作用下，粉尘颗粒将同时受重力、风力和旋转离心力的作用，较小颗粒的物料随气流进入转子内，经由配风室分四路进入旋风筒，由旋风筒将大部分成品物料分离出来。分离出绝大部分成品后的气流经出口排出进入循环风机进行内部循环。而该循环气流中含有超细微粉成品，在循环风机的出口又将该循环气流的一部分引出送到后续的布袋除尘器进行收集，对部分难以收集的细粉进行气固分离，同时，由于从循环气流中排出了一部分空气，在粗粉灰斗侧面安装有辅助进风口，进入一部分净化空气，一方面对落入到粗粉灰斗中的粗粉料进行再一次的清洗，将粘附在粗颗粒中的细粉物料再次分离出来，并送到上部选粉室内进行选粉分离，另一方面降低了选粉气流的温度，再一方面，也降低了选粉浓度，有助于提高选粉效率。不合格的物料由选粉机内锥粗粉灰斗收集，通过粗粉（不合格物料）出口排出。该设备气流由一台循环风机供给，循环风机通过一个进风管将气流送到选粉机进风处，该气流由下而上旋转上升，气流进入笼形转子与导向叶片的选粉空间进行分级选粉。由于在循环过程中进出一部分气流，形成了内部部分循环气路系统。

　　二、关键技术

　　1、悬浮分散技术

　　需选粉的物料首先要求有良好的分散性，特别是对于因静电吸附作用和水分超标而易造成结团的物料，只有良好的分散，才能更好地分级。在物料进入主选粉室前，进行缓冲均布物料，并对物料进行分散，对成团的物料和粗细颗粒进行初步的分离分级，使其进入主选粉室后得到更为充分的分散分离，给后续的选粉创造良好条件。

　　2、平面涡流分级技术

　　选粉气流通过水平切向进入选粉室内，形成一个旋转涡流气流，与旋转的转笼形成一上下稳定的内外压差，气流稳定均匀，在此基础上物料颗粒处于很稳定的强力选粉离心力场中，从而能达到精确的分级。

　　3、内循环收集技术

　　采用高效低阻旋风筒，布置在主机周围，形成一个整体，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。

　　4、净气降温除尘技术

　　在选粉机粗粉灰斗侧面设置净气冷风进风口，其作用是：①对粘附在粗粉中的细粉进行清洗，使细粉从粗料中分离出来，进入选粉室进行分级分离；②有一部分冷风进入，可降低选粉机内温度及物料温度；③降低了选粉气流的选粉浓度，减少物料选粉时相互干扰现象。在选粉机的循环风机出风管道上，设置一出风口，将一部分循环气流接到后续的除尘器内进行收集，在一定程度上弥补了旋风筒收集效率及微粉和超细粉的收集功能。

　　三、技术特点

　　1、产量高，工况宽

　　KXW系列五级分离组合式选粉机与尺寸相近的离心式、旋风式选粉机相比，产量有很大提高，因而更适应大规模生产的需要。先进合理的结构允许选粉风量、产量和喂料量在较大范围内变化而不影响选粉效率，其分级性能十分稳定。

　　2、结构紧凑，一机多能

　　KXW系列五级分离组合式选粉机集粗粉分离、水平涡流选粉和细粉分离于一体，结构紧凑。它能处理较大量的物料和收集绝大部分的成品细粉，使整个粉磨系统配置更为简单。选粉机自带一组低阻高效旋风除尘器，可将85％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。

　　3、高效节能，设备阻力小

　　KXW系列组合式选粉机采用航空空气动力学分析方法对整个流场进行了优化设计，使得设备阻力显著减小、选粉效率更高、驱动电机功耗大为降低，节能降耗效果非常明显。选粉机转子内装有获国家专利的涡流打散器，转子内的气流相对于转子只上升不旋转，利用气流进转子后因动量矩而减小对转子的推动力，节省驱动功率和减少磨损。

　　4. 操作简单，细度调节方便

　　KXW系列五级分离组合式选粉机的主电机和润滑油站可远程控制，操作很方便。通过变频器改变选粉机主电机的转速就可以在较大范围内调节产品的细度；无须停机就可以方便地调节导风叶开度以适应风量、产量和细度的不同要求。

　　5. 磨损小，维护成本低

　　KXW系列五级分离组合式选粉机的易磨损部分如撒料盘、缓冲板、导风叶片和转子叶片等均采用耐磨材料制造或进行抗磨工艺处理，其磨损率很小，因而维护成本极低。

　　6、适应性强

　　对高产磨、高细磨、短磨、长磨以及高水分物料均有较强的适应性。

　　四、应用

　　徐州创新水泥有限公司有一条水泥粉磨系统，磨机为φ2.2×7m，原配备φ2m旋风式选粉机，现改造成KXW500五级分离组合式选粉机，改造后使用情况良好。

　　该五级分离组合式选粉机于2004年1月20日安装完毕，于1月25日正式投入生产。

　　磨机部分工艺参数如下表所示。

　　工艺流程为常规的圈流水泥粉磨系统。
　　入磨物料平均粒径为10mm。
　　配料情况：熟料76.6%  石膏3.4%  粉煤灰 20% 

　　KXW500五级分离组合式选粉机安装后，一次性试机成功，试机后即正式投料生产，产量由原来的18吨/时，提高到24吨/时，产品细度80微米筛筛余控制在2%左右，比表面积为330m /kg，水泥三天早期强度提高2MPa，达到了较好的节能增产效果，其具体生产数据如下：
　　出磨筛余  80μm：26%    45μm：55%    30μm：70%
　　回粉筛余  80μm：59%    45μm：88%    30μm：95%
　　成品筛余  80μm：2.2%    45μm：14%    30μm：35%
　　选粉效率：74% 
　　循环负荷：83%

　　经过近一个多月的使用，五级分离组合式选粉机运行正常，设备在最高转速下运行良好，无振动现象。循环风机及配套的稀油站及控制柜等均运行良好，达到了良好的节能增产效果。五级分离组合式选粉机的使用，提高了水泥产品的质量，对产品细度的控制更加灵活方便，对水泥比表面积的提高也有明显的效果。由于比表面积的提高，水泥强度也有了较大幅度的提高，很好地适应了水泥新标准，给广大的中小水泥企业提供了更加实用、经济的选粉设备。五级分离组合式选粉机的推广使用，必将推动水泥企业选粉技术的发展，为水泥企业和社会带来更多的经济效益和社会效益。

　　五、结论

　　1. 五级分离组合式选粉机较好地满足了水泥新标准的要求，质量控制稳定，比表面积提高，颗粒级配得到了改善，水泥早期强度有所提高。 

　　2. 选粉机回料中的合格成品选净度高，极大地提高了粉磨效率，提高了系统的产量。