O-sepa选粉机的原理及构造.doc

如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流O-sepa选粉机的原理及构造【精品文档】第 5 页2008-03-28 | 浅析高效选粉机为何不高效 标签：            谭传德摘要：本文介绍了O-Sepa选粉机的工作原理；分析其不高效的原因和不足；提供了改造的方法和途径。使大家对O-Sepa选粉机在使用过程中存在的问题有一个正确的认识，同时为解决实际生产中存在的问题，提供了行之有效的方法。关键词：粉磨，圈流，高效选粉机，选粉效率，分级。    O-Sepa选粉机，作为第三代选粉机的典型代表，具有很高的选粉效率，以高效著称，被人们誉为高效选粉机，而多年来，在我国经过上百家大中型水泥厂的使用，发现O-Sepa选粉机实际使用效果跟我们预期的希望值还有差距，还存在不少问题：弯管内陶瓷挂片磨损严重，使用寿命短；导流叶片易变形；壳体易磨损；壳体内易积料；特别是选粉效率普遍不高。据调查：O-Sepa选粉机在我国水泥厂实际使用中选粉效率一般都波动在19%45%范围，使用较好的厂家其选粉效率也不过在50%左右，致使粉磨系统过粉磨现象严重，磨机台时产量不能得到应有的提高，造成吨产品电耗高、粉磨系统不经济。     人们都说O-Sepa选粉机的涡流分级原理先进合理，选粉力场稳定，分级精度高，为何在实际中选粉效率普遍不高呢？笔者对此作一简要的分析。1    工作原理    O-Sepa选粉机的结构是一个涡壳形旋风筒，内装笼形转子，转子外圈装有一圈导向叶片，转子上部是900弯头的出风管和进料口，转子的下部是粗粉锥。工作原理：被选物料从顶部的进料口进入，落在旋转的撒料盘上，由于离心力的作用物料被抛撒出去，撞到缓冲板而改变方向自由下落，在转子和导向叶片之间的环形空间内形成料幕。一次风、二次风从壳体两侧互成1800的两个切向进风口进入，通过导向叶片导向，与转子的旋转作用相结合，形成强烈的水平旋转流分离场（涡流场），强大的剪切力能将物料团块打碎，给高效选粉创造条件，较细颗粒因离心力作用小于气流的向心吸力随气流穿过转子叶片进入转子内，从中间风管被抽出，由除尘器收集；较粗颗粒在下落的过程中，因离心力作用大于气流的向心吸力撞向导向叶片，且不断受到水平切向气流的冲刷，将粘附在其上的细粉不断地冲刷下来，进入到笼形转子的中间。落入灰斗粗粉中的合格细粉，会被灰斗上圆周均布的三个三次风的清洗，使细粉选出。2    分级的三个环节    O-Sepa选分机实现物料的分级，经历了撒料盘撒料、分级区分级、三次风风选三个环节。2.1 撒料盘撒料环节。采取上部撒料，料幕不是通过撒料盘使粉料产生惯性离心力形成料幕，而是通过撒料盘撒料撞到缓冲板后，依靠物料自身的重力进行自由下落形料幕的。这一环节是选粉机分级的第一环节，它的主要作用是使物料充分分散并均布在分级区，为物料在分级区的分级做好准备，物料均布和分散的效果，直接影响到分级区的分级效果。2.2 分级区分级环节。导向叶片和笼形转子间的环形区域为预分级和物料打散区域，笼形转子叶片及其附近区域为主分级区。在环形区域中，导向叶片处的气流速度和笼形转子叶片处的气流速度相差较大，存在较大的速度梯度，环形区域中的旋转气流使物料中的较粗颗粒得到分离；速度梯度形成的切向剪力，对粘在一起的物料进行逐层剥离，起打散作用，为进入分级区分级作准备。速度梯度即切向剪力的大小，直接关系到分级区的分级效果，在笼形转子的分级区中，物料的分级严格按照物料颗粒或物料颗粒团所受到的离心力和风的抽吸力进行分级，合格的单个物料颗粒和少量的物料颗粒团（颗粒团的粒径为合格粒径）进入笼形转子内部被选出来，不合格的粗颗粒和大量的颗粒团被甩出来，最终形成粗粉进入下一环节进行风选。2.3 三次风风选环节。主要依靠灰斗中三个进风管进入的气流对物料进行吹动和清洗，使细粉选出进入笼形转子分级区参加再次分级，以达到进一步提高选粉效率的目的。3撒料盘环形区的试验。    自从O-Sepa高效选粉机引进我国后，广大的科技工作者对其产生了浓厚的兴趣，许多专家学者做了大量的试验和研究。现将刘家祥、徐德龙等人对撒料盘和环形区宽度的研究数据与大家分享，将部分试验数据摘要整理成表1和表2。从表1中可以看出撒料盘撒料性能的优劣对粗粉产率的影响较大，最大达到9.32个百分点，而环形区宽度对粗粉产率的影响稍小点，最大才5.75个百分点，这就说明O-Sepa选粉机分级存在不足，它还不能将物料按某一粒径很好的分离出来。从表2中可以看出，粗粉中合格细粉的含量还较高。可见，以O-Sepa为代表的第三代选粉机的分级性能还有待提高。试验对象转笼转速（r/min）进口速度（m/s）最高粗粉产率（%）最低粗粉产率（%）差值百分数（%）撒料盘5502049.7142.177.547002060.7251.409.32环性区5501877.8274.413.415502075.4669.715.757001882.7180.482.237002080.3578.521.83试验对象混合粉粗粉63m以下30m以下63m以下30m以下撒料盘L169.240.637.0112.01环形区L161.0428.7650.3611.004.存在的问题及原因从O-Sepa选粉机在生产实践中的应用和上述试验研究，不难发现O-Sepa选粉机分级存在问题：撒料盘的撒料分散效果仍不够理想，环形区打散物料颗粒团的效果不够好，三次风的清洗效果不明显，导向叶片壳体等的磨损较大。4.1 撒料盘的撒料分散效果不够理想从撒料盘的工作过程看，物料被撒料盘撒出后直接撞在缓冲板上，由于物料与缓冲板的碰撞是非弹性碰撞，所以，物料不会反弹，而是在缓冲板上失速，然后在重力的作用下，从静止开始加速下落。在这暂短的过程中，由于撒料盘是不间断的撒料，所以后面撒出的物料必然装在缓冲板上失速的物料上面，于是，大的物料团被打碎，新的更多的小物料团又产生了，而这个物料团绝大部分是合格细粉组成的。显然，带着若干物料团的料幕就进入了分级区，这样的撒料效果不可能好。这就是O-Sepa选粉机撒料盘撒料效果不好的主要原因。4.2 环形区打散物料颗粒团的效果不够好    环形区打散物料颗粒团的动力来源于速度梯度所带来的切向剪切力，要使物料团被打散必须有足够大的剪切力。我们知道，水泥物料颗粒的粒径是微米级的，较多物料团的粒径也是微米级的，让微米级的物料团打散的力是来源于微米级距离的速度梯度所形成的切向剪切力，所以，作用于微米级物料团的力是狠小的，这一级别的颗粒团是难以打散的，只有较大的颗粒团才能被打散。这就造成进入笼形转子分级区的物料中有很多颗粒团，而这些颗粒团大部分都是合格的物料，但分级时被当成不合格的物料被甩出来。另一方面，在环形区由于气流中粗颗粒的体积较大，是细颗粒的几倍、万倍、甚至百万倍以上，具体为两颗粒粒径之比的三次方，这些颗粒在穿过环形区的过程中，一边随气流旋转而下落，一边不停地被气流推进分级圈又被笼形转子甩出来，在这不停的推甩过程中，粗颗粒不断地碰撞其它颗粒，因粗细颗粒体积相差较大，使很多细颗粒依附在其表面，而涡流的剪切力无法将其打散，造成粗颗粒夹带细颗粒穿过环形区形成粗粉，导致O-Sepa选粉机无法将合格的物料全部选出来。4.3 三次风的清洗效果不明显。    由于进入回斗的粗粉中很多是以颗粒团的形式存在的，这些颗粒团都是涡流剪切力打不散的颗粒团，微弱的三次风更不可能将其打散，所以，三次风对物料的风吹和清洗不可能有明显效果，三次风只不过是摆设摆了。4.4 相关部件磨损严重    这主要是O-Sepa选粉机在工作过程中，含尘气体的气流速度过大，所造成的磨损必然就大，虽然O-Sepa选粉机有很多地方都有防磨材料，但长时间的磨损也会导致耐磨材料失效，加之，产品在生产环节中防磨部分存在缺陷，所以，O-Sepa选粉机相关部件磨损严重是必然的。4.5 选粉效率不高的其它因素。    O-Sepa选粉机使用中效率不高除自身结构的因素外，还有粉磨系统设计和设备使用不当等因素造成实际使用中选粉效率不高。    我们知道，O-Sepa选粉机是70年代末由日本小野田公司开发的，由于当时对水泥产品的要求没有现在高，O-Sepa选粉机的参数都是在比表面积2900cm2/g的条件下数据，从这里不难看出，当时是以成品比表面积2900cm2/g（相当于290m2/Kg）来设计O-Sepa选粉机的结构的，而现在对成品水泥比表面积的控制基本都在350m2/Kg左右，有的已经达到400m2/Kg左右，因此，控制成品品质的变化，必然对选粉机的性能产生较的的影响，就我国的现状来说，很多生产线上O-Sepa选粉机的选型设计没有按新的成品的要求来设计，或老生产线的配置生产高品质的水泥，造成O-Sepa选粉机选型偏小，选粉机选粉能力不够，选粉效率当然不高。    配套设备尤其是收集成品的袋式除尘器的性能对选粉机的选粉效率也有影响，如除尘器的处理能力不够，造成选粉风量不足；袋式除尘器清灰效果不好通风阻力变大，也会影响选粉机的选粉性能；使用中选粉机的风阀调节不当同样也影响选粉效率。5. 提高选粉性能的途径。    提高选粉机性能的最佳途径是对存在问题的环节进行优化和合理的设计。5.1 优化设计撒料盘，提高物料进入分级区的分散效果。如采用多层撒料技术对原有系统进行改造等5.2 采用新技术改造撒料环节。如采用流态化撒料技术改造现有撒料装置。基本原理是：利用流态化技术使物料在进入分级区前充分流态化，流态化后的物料颗粒之间都有空气，也就是说颗粒之间有空气相隔，相互之间不接触，物料中无颗粒团存在，流态化后的物料直接进入分级区，这样分级效率必然提高。5.3合理设计环形区域。最大限度的提高风速，增加速度梯度形成的切向剪切力，提高打散颗粒团的能力，达到提高选粉效率的目的。5.4 在使用中合理调整选粉机的工作参数，提高选粉性能