O-SEPA2500選粉機(jī)技術(shù)改造方案
2011-02-15 00:00
O-SEPA選粉機(jī)作為第三代選粉機(jī)的典型代表，與第一代、第二代選粉機(jī)相比具有較高的選粉效果，同時(shí)配合適應(yīng)大中型球磨機(jī)處理較大的物料量。它與第一代和第二代選粉機(jī)在撒料和分級(jí)原理上有著較大的差別。主要是由它在結(jié)構(gòu)特征上與它們也有著明顯的區(qū)別所致所致。
O-SEPA選粉機(jī)只完成撒料與分級(jí)功能，成品的收集是獨(dú)立完成的與O-SEPA選粉機(jī)主機(jī)是分離開的。由于其獨(dú)特的原理和結(jié)構(gòu)，得到了廣泛的應(yīng)用，但仍有其不足之處，需要進(jìn)一步改進(jìn)和提高。以下是針對(duì)O-SEPA選粉機(jī)的工作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行的較為詳細(xì)的分析，為O-SEPA選粉機(jī)的改造提供了必要的依據(jù)。
一、 O-SEPA選粉機(jī)工作原理及特點(diǎn)
O-SEPA選粉機(jī)的撒料雖然也是利用分級(jí)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)的，但與第一代和第二代選粉機(jī)不同的是：在原理上O-SEPA選粉機(jī)的撒料是由兩部分連續(xù)的作業(yè)過程完成的。第一過程是由分級(jí)轉(zhuǎn)籠的上部撒料盤將粉料拋撒到擋料板上；另一過程是由旋轉(zhuǎn)的氣流將被拋撒的粉料進(jìn)行氣粉混合，通過氣粉混合，形成氣粉兩相流。這兩過程的效果都對(duì)O-SEPA選粉機(jī)的撒料效果有著直接的影響。首先是撒料盤拋撒粉料沿圓周360°分布的料幕均勻性，其次是旋轉(zhuǎn)氣流對(duì)料幕“氣化”過程的充分性和及時(shí)性，都將影響著選粉機(jī)對(duì)混合粉料的分級(jí)效果。這里的充分性和及時(shí)性都很重要。
對(duì)撒料效果有影響的結(jié)構(gòu)：進(jìn)料點(diǎn)的數(shù)量、進(jìn)料點(diǎn)在撒料盤上的位置、撒料盤的結(jié)構(gòu)、擋料板的位置、擋料板與撒料盤之間的間隙、擋料板的長度、轉(zhuǎn)籠與導(dǎo)向葉片之間的間隙等。影響撒料效果的工作參數(shù)有：撒料盤的轉(zhuǎn)速、處理的物料量、氣體流量、旋轉(zhuǎn)氣流的徑向和切向速度及速度分布等。
二、 O-SEPA選粉機(jī)的分級(jí)機(jī)理
O-SEPA選粉機(jī)的分級(jí)機(jī)構(gòu)是采用圓柱形轉(zhuǎn)籠和圓柱面分布的導(dǎo)向葉片組成，可以形成一個(gè)均勻、對(duì)稱的圓柱面的分級(jí)空間。設(shè)計(jì)思路是：由導(dǎo)向葉片的外側(cè)進(jìn)風(fēng)和柱面轉(zhuǎn)籠的旋轉(zhuǎn)，形成一個(gè)沿柱面的周向和軸向分布都很均勻的旋轉(zhuǎn)氣流場，使得經(jīng)氣粉充分混和的氣粉兩相流，在這個(gè)均勻的柱面渦流場中獲得均勻一致的預(yù)分級(jí)的作用，再經(jīng)過旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)籠葉片實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制分級(jí)。同時(shí)，被分選出的粗粉是由上而下的運(yùn)動(dòng)，因而可以對(duì)被選對(duì)象進(jìn)行多次分選，提高對(duì)粗、細(xì)粉的分級(jí)作用，從而提高分級(jí)效果。O-SEPA選粉機(jī)的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)并未能按設(shè)計(jì)思路達(dá)到理想的狀況。
對(duì)分級(jí)效果有影響的主要結(jié)構(gòu)特征有：轉(zhuǎn)籠結(jié)構(gòu)、導(dǎo)向葉片的結(jié)構(gòu)及其布置（導(dǎo)向葉片的數(shù)量、間隙、角度）、分級(jí)環(huán)形柱面的結(jié)構(gòu)與大小、密封方式等。運(yùn)動(dòng)參數(shù)方面有：轉(zhuǎn)籠的轉(zhuǎn)速、氣流的徑向和切向速度，氣流切向速度沿徑向和周向的分布，氣流壓力的分布等。影響分級(jí)效果的其他因素：被處理物料對(duì)象的性質(zhì)、含水率、混合粉的組成、細(xì)粉的細(xì)度要求、成品收集器的原理和結(jié)構(gòu)、進(jìn)出氣的位置和結(jié)構(gòu)形式、進(jìn)氣來源、氣體是否循環(huán)等。
三、O-SEPA選粉機(jī)存在的不足
O-SEPA選粉機(jī)有其比較理想的撒料和分級(jí)原理和獨(dú)特的結(jié)構(gòu)形式，被國內(nèi)外普遍認(rèn)為是目前比較先進(jìn)的新型選粉機(jī)。該選粉機(jī)在進(jìn)入中國市場近二十年的歷史中，已逐漸為市場所接受。但是任何一件設(shè)備都并非是完美的。O-SEPA選粉機(jī)也有許多不盡如人意的地方引起了水泥生產(chǎn)單位和選粉機(jī)設(shè)計(jì)、制造者的重視。突出問題主要表現(xiàn)在實(shí)際工作中選粉效率并不理想，多數(shù)在40-50%之間，有的甚至只有30%左右。
認(rèn)真分析其結(jié)構(gòu)的組成：O-SEPA選粉機(jī)仍然有明顯的缺陷。主要有如下幾方面：
1、O-SEPA選粉機(jī)的撒料不均
由于O-SEPA選粉機(jī)上部出風(fēng)，一般都有比較大的出風(fēng)管，使得轉(zhuǎn)籠上部的撒料盤只能由比較狹窄的環(huán)形面組成，實(shí)際上從進(jìn)料口輸入的被選粉料有一部分直接進(jìn)入了轉(zhuǎn)籠與導(dǎo)向葉片之間的環(huán)形間。粉料根本沒有落在撒料盤上，就是落在撒料盤上的粉料也會(huì)在極短的行程中全部拋出。目前的O-SEPA選粉機(jī)都無法將進(jìn)入選粉機(jī)的粉料在撒料盤上整周分布，更談不上在整個(gè)圓周均勻分布。因而在轉(zhuǎn)籠四周不可能形成均勻料幕，當(dāng)然也就不可能在柱面渦流場中形成均勻的氣粉兩相流的流場。另一方面由于撒料盤和分級(jí)轉(zhuǎn)子合為一體，因而只能有一個(gè)轉(zhuǎn)速，而該轉(zhuǎn)速只能由分級(jí)成品的細(xì)度來決定。也就是轉(zhuǎn)籠的轉(zhuǎn)速只能服從分級(jí)細(xì)度的要求，不可能服從撒料的需要。綜合上述，無論是撒料盤的結(jié)構(gòu)還是撒料盤的轉(zhuǎn)速都是服從分級(jí)要求，撒料只是服從分級(jí)之后才能給予考慮，因而不可能有較為理想的撒料效果。
由于不能形成沿周向分布的均勻料幕，就會(huì)出現(xiàn)分級(jí)柱面區(qū)的空洞和料幕偏厚的現(xiàn)象同時(shí)存在，當(dāng)然也不能形成均勻的徑向和切向速度場，從而影響分級(jí)效果，最終影響選粉效率。
2、O-SEPA選粉機(jī)分級(jí)流場不均
O-SEPA選粉機(jī)分級(jí)流場不均是影響選粉效率的另一個(gè)重要因素。O-SEPA選粉機(jī)采用進(jìn)風(fēng)口與分級(jí)轉(zhuǎn)籠平行布置的方式，同時(shí)采用左右不等蝸殼的進(jìn)風(fēng)口，左右蝸殼進(jìn)風(fēng)量一般分別為67%和23%，二次進(jìn)風(fēng)量是一次進(jìn)風(fēng)量的一半還不到，但左右進(jìn)風(fēng)口卻都是承擔(dān)著向半個(gè)柱面分級(jí)區(qū)供風(fēng)，顯然在分級(jí)區(qū)的左右兩側(cè)供風(fēng)不均。由于采用了蝸殼漸變的供風(fēng)方式，實(shí)際上半個(gè)蝸殼的圓周上，距離風(fēng)口的遠(yuǎn)近不同氣流分布也不均。
3、結(jié)構(gòu)參數(shù)和制造缺陷
(1)、生產(chǎn)廠家對(duì)O-SEPA選粉機(jī)在主要機(jī)理上缺乏深刻理會(huì)和把握，忽視結(jié)構(gòu)參數(shù)與選粉機(jī)工作機(jī)理之間的有機(jī)聯(lián)系。從多家用戶所測結(jié)構(gòu)參數(shù)來看，有些結(jié)構(gòu)參數(shù)不符合O-SEPA選粉機(jī)的機(jī)理的要求。當(dāng)然也就不會(huì)取得滿意的選粉效果了。
(2)、有些結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定還要根據(jù)生產(chǎn)對(duì)象和工況的具體情況而定，不是千篇一律。如被選物料組成的不同（生料、熟料、礦渣和摻料的不同）、成品細(xì)度要求不同等等。
(3)、制作質(zhì)量和材料的選用對(duì)選粉機(jī)的使用性能也有著重要的影響。
三、現(xiàn)場勘察情況分析
一次風(fēng)進(jìn)口處的幾片導(dǎo)向葉片，導(dǎo)向葉片內(nèi)外通常都有很嚴(yán)重的磨損，而沿風(fēng)向這區(qū)域再向前，葉片幾乎沒有磨損。因?yàn)檫@里的一次風(fēng)來自球磨機(jī)，空氣中含有粉料，磨損強(qiáng)烈的地方正是空氣的主要通道，而沒有磨損的地方是空氣進(jìn)入量和速度都比較小的地方。若向前的葉片不但沒有磨損，在隔板上下和導(dǎo)向葉片的側(cè)壁和最下方還有很多積灰，則不但說明了空氣流速小，而且還可能形成局部渦流。若不僅有積灰，而且導(dǎo)向葉片也有磨損痕跡，磨損痕跡不是由外向內(nèi)的含塵空氣的磨損，而是導(dǎo)向葉片內(nèi)部的分級(jí)區(qū)的粉料由內(nèi)向外的運(yùn)動(dòng)形成的磨損，這主要是由于一次風(fēng)在該地方形成了低壓區(qū)，使得二次風(fēng)供應(yīng)蝸殼區(qū)沒有足夠的風(fēng)量隨一次風(fēng)渦旋，只能吸出分級(jí)區(qū)的空氣來補(bǔ)償。由此可以看出O-SEPA選粉機(jī)這種結(jié)構(gòu)與進(jìn)風(fēng)方式是不可能獲得均勻的分級(jí)流場的。從導(dǎo)向葉片內(nèi)口的磨損同樣也可以判斷出，撒料盤撒料不均造成的磨損。
三、改造思路
目前針對(duì)O-SEPA選粉機(jī)的工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行技術(shù)改造，以獲得較高的選粉效率。主要是從撒料過程和通風(fēng)過程這兩個(gè)方面入手，具體的改造盡可能在現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，調(diào)整撒料盤的撒料過程，調(diào)整轉(zhuǎn)籠與緩沖板之間以及導(dǎo)向葉片之間的結(jié)構(gòu)參數(shù)。改變O-SEPA選粉機(jī)現(xiàn)有的進(jìn)風(fēng)方式、改變導(dǎo)向葉片的結(jié)構(gòu)及其安裝角度，也可歸納為以下五部分：
1、調(diào)整相關(guān)結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)參數(shù)
2、修復(fù)功能部件
3、更換功能部件
4、增加部件功能
5、系統(tǒng)全面調(diào)試（建議包括：對(duì)磨機(jī)隔倉板進(jìn)行改造，改造成篩分隔倉板。
第三部分 改造方案
一、前期調(diào)研工作
首先對(duì)需改造的O-SEPA選粉機(jī)使用情況作詳細(xì)的了解，包括：選粉系統(tǒng)的組成，分級(jí)對(duì)象組成、屬性，成品細(xì)度的要求，結(jié)構(gòu)布置，進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)置，對(duì)O-SEPA選粉機(jī)現(xiàn)行結(jié)構(gòu)的詳細(xì)了解和測量，進(jìn)料方式和進(jìn)料口結(jié)構(gòu)布置，進(jìn)出料細(xì)度及產(chǎn)量的記錄，電機(jī)負(fù)荷狀況，系統(tǒng)密封及漏風(fēng)情況，循環(huán)負(fù)荷，結(jié)構(gòu)磨損情況，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)狀況，球磨機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、通風(fēng)量及阻力，成品收集效果和阻力損失，標(biāo)況下空氣流量、選粉機(jī)工作溫度，軸承溫度和潤滑、冷卻情況等。
了解用戶的反映，用戶滿意和不滿意的內(nèi)容，運(yùn)行過程中存在的不正常情況，主要存在的問題，用戶希望達(dá)到的性能和指標(biāo)。針對(duì)改造對(duì)象存在問題的現(xiàn)象，分析其原因，明確用戶的要求，在充分了解改造對(duì)象的現(xiàn)狀和環(huán)境的基礎(chǔ)上，提出切實(shí)可行的方案。
該企業(yè)目前了解的情況主要是如下幾方面：
主要表現(xiàn)的形式是：
選粉效效率低一般40-50%之間。
導(dǎo)向葉片磨損嚴(yán)重，且磨損不均，
磨機(jī)有飽磨現(xiàn)象，
循環(huán)負(fù)荷偏高達(dá)到384%。
原因分析：
1、以上分析的O-SEPA選粉機(jī)存在的通常情況在這里都有，也就是撒料不勻和通風(fēng)不均。
2、制造廠家對(duì)O-SEPA選粉機(jī)進(jìn)行一些改進(jìn)，一些功能性部件的結(jié)構(gòu)與原O-SEPA選粉機(jī)有不同，包括結(jié)構(gòu)參數(shù)。這些改進(jìn)有些是不利于選粉機(jī)選粉效率的提高，甚至相反，使得選粉效率降低。
3、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)配置感覺不夠理想，尤其是一次通風(fēng)的布置。
4、飽磨的原因有多方面，一方面可能是磨機(jī)的分倉及研磨體級(jí)配或裝載量不合適，還有一種原因可能是與選粉機(jī)的選粉效率不高有關(guān)，即回粉量大、且細(xì)粉含量高，導(dǎo)致一倉破碎能力差，同樣研磨倉料球比高，容易產(chǎn)生飽磨現(xiàn)象。根據(jù)調(diào)查的情況估計(jì)后者的可能性比較大。
5、由于選粉機(jī)選粉效率不高，磨機(jī)中的細(xì)粉比例偏高，磨內(nèi)通風(fēng)時(shí)，空氣中的粉體含量也會(huì)偏高，空氣中高的含塵量又會(huì)加劇對(duì)管道和選粉機(jī)的導(dǎo)向葉片的磨損。
6、循環(huán)負(fù)荷高，達(dá)到384%，高的循環(huán)負(fù)荷也是受兩方面因素影響，一方面是物料在磨機(jī)中的停留時(shí)間短，細(xì)粉的含量較少，利用高循環(huán)負(fù)荷運(yùn)行方式。另一個(gè)因素是選粉機(jī)的選粉效率比較低，成品細(xì)粉不能及時(shí)分選出來，而導(dǎo)致粉磨系統(tǒng)的循環(huán)負(fù)荷提高。目前的高循環(huán)負(fù)荷，上述兩方面的因素都有，提高選粉機(jī)的選粉效率是降低系統(tǒng)循環(huán)負(fù)荷的方法之一。
二、解決問題措施
1、更換轉(zhuǎn)籠，主要是解決撒料不均的問題，要根據(jù)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)重新設(shè)計(jì)出既能解決現(xiàn)有的撒料不均的問題，又要滿足現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)要求的新轉(zhuǎn)籠，結(jié)構(gòu)要求包括工作性能和與原結(jié)構(gòu)的配套
2、更換導(dǎo)向葉片，一方面是現(xiàn)有的導(dǎo)向葉片磨損嚴(yán)重，原制造廠沒有采取耐磨和防磨措施，另一方面現(xiàn)有的導(dǎo)向葉片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不夠合理，導(dǎo)風(fēng)效果不好。
3、擋料緩沖板，擋料緩沖板看似結(jié)構(gòu)簡單，但在撒料和分級(jí)的過程中的作用還是比較大的，結(jié)構(gòu)大小和位置安排是很重要的，目前的擋料緩沖板顯然不利于撒料和分級(jí)。
4、進(jìn)風(fēng)方式和進(jìn)風(fēng)口的調(diào)整，在已有的O-SEPA選粉機(jī)的外殼結(jié)構(gòu)上調(diào)整一次風(fēng)和二次的進(jìn)風(fēng)量和進(jìn)風(fēng)位置，以達(dá)到沿導(dǎo)向葉片的一周有較為均勻的空氣進(jìn)入。
5、可以考慮更換隔倉裝置，用具有篩分功能的隔倉板，調(diào)節(jié)一倉和二倉倉長的比例。控制進(jìn)入研磨倉的粉體粒徑，同時(shí)也可以控制粉料的流速，以調(diào)節(jié)循環(huán)負(fù)荷。
6、一些部件的調(diào)整和易損件的更換。
7、綜合調(diào)整粉磨系統(tǒng)的有關(guān)運(yùn)行參數(shù)，如倉長比例、研磨體級(jí)配，磨內(nèi)通風(fēng)方式，成品集袋除塵的清灰周期等，使系統(tǒng)在最優(yōu)狀態(tài)下運(yùn)行。
以上改造方案是在不改變?cè)蠴-SEPA選粉機(jī)的安裝支撐基礎(chǔ)，在不改變?cè)瓩C(jī)的主體結(jié)構(gòu)的情況下，對(duì)相關(guān)結(jié)構(gòu)進(jìn)行更換和調(diào)整。
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