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O-SEPA2500选粉机技术改造方案

2011/02/15

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  O-SEPA选粉机作为第三代选粉机的典型代表,与第一代、第二代选粉机相比具有较高的选粉效果,同时配合适应大中型球磨机处理较大的物料量。它与第一代和第二代选粉机在撒料和分级原理上有着较大的差别。主要是由它在结构特征上与它们也有着明显的区别所致所致。
 
  O-SEPA选粉机只完成撒料与分级功能,成品的收集是独立完成的与O-SEPA选粉机主机是分离开的。由于其独特的原理和结构,得到了广泛的应用,但仍有其不足之处,需要进一步改进和提高。以下是针对O-SEPA选粉机的工作原理及结构特点进行的较为详细的分析,为O-SEPA选粉机的改造提供了必要的依据。
 
  一、 O-SEPA选粉机工作原理及特点
 
     O-SEPA选粉机的撒料虽然也是利用分级机构的旋转实现的,但与第一代和第二代选粉机不同的是:在原理上O-SEPA选粉机的撒料是由两部分连续的作业过程完成的。第一过程是由分级转笼的上部撒料盘将粉料抛撒到挡料板上;另一过程是由旋转的气流将被抛撒的粉料进行气粉混合,通过气粉混合,形成气粉两相流。这两过程的效果都对O-SEPA选粉机的撒料效果有着直接的影响。首先是撒料盘抛撒粉料沿圆周360°分布的料幕均匀性,其次是旋转气流对料幕“气化”过程的充分性和及时性,都将影响着选粉机对混合粉料的分级效果。这里的充分性和及时性都很重要。
 
  对撒料效果有影响的结构:进料点的数量、进料点在撒料盘上的位置、撒料盘的结构、挡料板的位置、挡料板与撒料盘之间的间隙、挡料板的长度、转笼与导向叶片之间的间隙等。影响撒料效果的工作参数有:撒料盘的转速、处理的物料量、气体流量、旋转气流的径向和切向速度及速度分布等。
 
 
  二、 O-SEPA选粉机的分级机理
 
  O-SEPA选粉机的分级机构是采用圆柱形转笼和圆柱面分布的导向叶片组成,可以形成一个均匀、对称的圆柱面的分级空间。设计思路是:由导向叶片的外侧进风和柱面转笼的旋转,形成一个沿柱面的周向和轴向分布都很均匀的旋转气流场,使得经气粉充分混和的气粉两相流,在这个均匀的柱面涡流场中获得均匀一致的预分级的作用,再经过旋转的转笼叶片实现强制分级。同时,被分选出的粗粉是由上而下的运动,因而可以对被选对象进行多次分选,提高对粗、细粉的分级作用,从而提高分级效果。O-SEPA选粉机的现有结构并未能按设计思路达到理想的状况。
 
  对分级效果有影响的主要结构特征有:转笼结构、导向叶片的结构及其布置(导向叶片的数量、间隙、角度)、分级环形柱面的结构与大小、密封方式等。运动参数方面有:转笼的转速、气流的径向和切向速度,气流切向速度沿径向和周向的分布,气流压力的分布等。影响分级效果的其他因素:被处理物料对象的性质、含水率、混合粉的组成、细粉的细度要求、成品收集器的原理和结构、进出气的位置和结构形式、进气来源、气体是否循环等。
 
  三、O-SEPA选粉机存在的不足
 
       O-SEPA选粉机有其比较理想的撒料和分级原理和独特的结构形式,被国内外普遍认为是目前比较先进的新型选粉机。该选粉机在进入中国市场近二十年的历史中,已逐渐为市场所接受。但是任何一件设备都并非是完美的。O-SEPA选粉机也有许多不尽如人意的地方引起了水泥生产单位和选粉机设计、制造者的重视。突出问题主要表现在实际工作中选粉效率并不理想,多数在40-50%之间,有的甚至只有30%左右。
 
     认真分析其结构的组成:O-SEPA选粉机仍然有明显的缺陷。主要有如下几方面:
 
     1、O-SEPA选粉机的撒料不均
 
     由于O-SEPA选粉机上部出风,一般都有比较大的出风管,使得转笼上部的撒料盘只能由比较狭窄的环形面组成,实际上从进料口输入的被选粉料有一部分直接进入了转笼与导向叶片之间的环形间。粉料根本没有落在撒料盘上,就是落在撒料盘上的粉料也会在极短的行程中全部抛出。目前的O-SEPA选粉机都无法将进入选粉机的粉料在撒料盘上整周分布,更谈不上在整个圆周均匀分布。因而在转笼四周不可能形成均匀料幕,当然也就不可能在柱面涡流场中形成均匀的气粉两相流的流场。另一方面由于撒料盘和分级转子合为一体,因而只能有一个转速,而该转速只能由分级成品的细度来决定。也就是转笼的转速只能服从分级细度的要求,不可能服从撒料的需要。综合上述,无论是撒料盘的结构还是撒料盘的转速都是服从分级要求,撒料只是服从分级之后才能给予考虑,因而不可能有较为理想的撒料效果。
 
      由于不能形成沿周向分布的均匀料幕,就会出现分级柱面区的空洞和料幕偏厚的现象同时存在,当然也不能形成均匀的径向和切向速度场,从而影响分级效果,最终影响选粉效率。
 
     2、O-SEPA选粉机分级流场不均
 
     O-SEPA选粉机分级流场不均是影响选粉效率的另一个重要因素。O-SEPA选粉机采用进风口与分级转笼平行布置的方式,同时采用左右不等蜗壳的进风口,左右蜗壳进风量一般分别为67%和23%,二次进风量是一次进风量的一半还不到,但左右进风口却都是承担着向半个柱面分级区供风,显然在分级区的左右两侧供风不均。由于采用了蜗壳渐变的供风方式,实际上半个蜗壳的圆周上,距离风口的远近不同气流分布也不均。
 
 
  3、结构参数和制造缺陷
 
  (1)、生产厂家对O-SEPA选粉机在主要机理上缺乏深刻理会和把握,忽视结构参数与选粉机工作机理之间的有机联系。从多家用户所测结构参数来看,有些结构参数不符合O-SEPA选粉机的机理的要求。当然也就不会取得满意的选粉效果了。
  (2)、有些结构参数的确定还要根据生产对象和工况的具体情况而定,不是千篇一律。如被选物料组成的不同(生料、熟料、矿渣和掺料的不同)、成品细度要求不同等等。
  (3)、制作质量和材料的选用对选粉机的使用性能也有着重要的影响。
 
三、现场勘察情况分析
 
  一次风进口处的几片导向叶片,导向叶片内外通常都有很严重的磨损,而沿风向这区域再向前,叶片几乎没有磨损。因为这里的一次风来自球磨机,空气中含有粉料,磨损强烈的地方正是空气的主要通道,而没有磨损的地方是空气进入量和速度都比较小的地方。若向前的叶片不但没有磨损,在隔板上下和导向叶片的侧壁和最下方还有很多积灰,则不但说明了空气流速小,而且还可能形成局部涡流。若不仅有积灰,而且导向叶片也有磨损痕迹,磨损痕迹不是由外向内的含尘空气的磨损,而是导向叶片内部的分级区的粉料由内向外的运动形成的磨损,这主要是由于一次风在该地方形成了低压区,使得二次风供应蜗壳区没有足够的风量随一次风涡旋,只能吸出分级区的空气来补偿。由此可以看出O-SEPA选粉机这种结构与进风方式是不可能获得均匀的分级流场的。从导向叶片内口的磨损同样也可以判断出,撒料盘撒料不均造成的磨损。
 
三、改造思路
 
  目前针对O-SEPA选粉机的工作原理和结构特点,对其进行技术改造,以获得较高的选粉效率。主要是从撒料过程和通风过程这两个方面入手,具体的改造尽可能在现有的结构的基础上,调整撒料盘的撒料过程,调整转笼与缓冲板之间以及导向叶片之间的结构参数。改变O-SEPA选粉机现有的进风方式、改变导向叶片的结构及其安装角度,也可归纳为以下五部分:
 
  1、调整相关结构和结构参数
  2、修复功能部件
  3、更换功能部件
  4、增加部件功能
  5、系统全面调试(建议包括:对磨机隔仓板进行改造,改造成筛分隔仓板。
 
       第三部分   改造方案
 
  一、前期调研工作
 
  首先对需改造的O-SEPA选粉机使用情况作详细的了解,包括:选粉系统的组成,分级对象组成、属性,成品细度的要求,结构布置,进风系统的设置,对O-SEPA选粉机现行结构的详细了解和测量,进料方式和进料口结构布置,进出料细度及产量的记录,电机负荷状况,系统密封及漏风情况,循环负荷,结构磨损情况,运转平稳状况,球磨机的内部结构、通风量及阻力,成品收集效果和阻力损失,标况下空气流量、选粉机工作温度,轴承温度和润滑、冷却情况等。
 
  了解用户的反映,用户满意和不满意的内容,运行过程中存在的不正常情况,主要存在的问题,用户希望达到的性能和指标。针对改造对象存在问题的现象,分析其原因,明确用户的要求,在充分了解改造对象的现状和环境的基础上,提出切实可行的方案。
 
  该企业目前了解的情况主要是如下几方面:
 
  主要表现的形式是:
  选粉效效率低一般40-50%之间。
  导向叶片磨损严重,且磨损不均,
  磨机有饱磨现象,
  循环负荷偏高达到384%。
 
  原因分析:
 
  1、以上分析的O-SEPA选粉机存在的通常情况在这里都有,也就是撒料不匀和通风不均。
  2、制造厂家对O-SEPA选粉机进行一些改进,一些功能性部件的结构与原O-SEPA选粉机有不同,包括结构参数。这些改进有些是不利于选粉机选粉效率的提高,甚至相反,使得选粉效率降低。
  3、系统结构配置感觉不够理想,尤其是一次通风的布置。
  4、饱磨的原因有多方面,一方面可能是磨机的分仓及研磨体级配或装载量不合适,还有一种原因可能是与选粉机的选粉效率不高有关,即回粉量大、且细粉含量高,导致一仓破碎能力差,同样研磨仓料球比高,容易产生饱磨现象。根据调查的情况估计后者的可能性比较大。
  5、由于选粉机选粉效率不高,磨机中的细粉比例偏高,磨内通风时,空气中的粉体含量也会偏高,空气中高的含尘量又会加剧对管道和选粉机的导向叶片的磨损。
  6、循环负荷高,达到384%,高的循环负荷也是受两方面因素影响,一方面是物料在磨机中的停留时间短,细粉的含量较少,利用高循环负荷运行方式。另一个因素是选粉机的选粉效率比较低,成品细粉不能及时分选出来,而导致粉磨系统的循环负荷提高。目前的高循环负荷,上述两方面的因素都有,提高选粉机的选粉效率是降低系统循环负荷的方法之一。
 
二、解决问题措施
 
  1、更换转笼,主要是解决撒料不均的问题,要根据现有结构重新设计出既能解决现有的撒料不均的问题,又要满足现有的结构要求的新转笼,结构要求包括工作性能和与原结构的配套
  2、更换导向叶片,一方面是现有的导向叶片磨损严重,原制造厂没有采取耐磨和防磨措施,另一方面现有的导向叶片结构设计不够合理,导风效果不好。
  3、挡料缓冲板,挡料缓冲板看似结构简单,但在撒料和分级的过程中的作用还是比较大的,结构大小和位置安排是很重要的,目前的挡料缓冲板显然不利于撒料和分级。
  4、进风方式和进风口的调整,在已有的O-SEPA选粉机的外壳结构上调整一次风和二次的进风量和进风位置,以达到沿导向叶片的一周有较为均匀的空气进入。
  5、可以考虑更换隔仓装置,用具有筛分功能的隔仓板,调节一仓和二仓仓长的比例。控制进入研磨仓的粉体粒径,同时也可以控制粉料的流速,以调节循环负荷。
  6、一些部件的调整和易损件的更换。
  7、综合调整粉磨系统的有关运行参数,如仓长比例、研磨体级配,磨内通风方式,成品集袋除尘的清灰周期等,使系统在最优状态下运行。
  
  以上改造方案是在不改变原有O-SEPA选粉机的安装支撑基础,在不改变原机的主体结构的情况下,对相关结构进行更换和调整。
 
 
                                               (来源:中国水泥网 转载请注明出处 )

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