德国OHLMANN气流磨的基本原理及配置.docx

德国 O HL MA NN 气流磨的基本原理及配置王三泰(上海大力神起重运输机械集团公司200231)摘要详细介绍从德国引进的 O HL MANN 气流磨的工作原理 、机电配置 、检测和过程控制的情况 。该机的生产能力大 ( 200 kg/ h) ,成品粒度可达到 10m ( 97 %) 和 5m ( = 93 %94 %) 。 虽然该机也存在一些不足之处 ,但从对其多年的使用实践来看 ,仍不失为一工艺简洁实用 、设计先进合理的超细粉碎设备 ,值得我们从事超细粉碎设备设计的技术人员借鉴 。关键词气流磨超细粉碎原理配置测控近年来超细粉得到了广泛的应用 , 显示了它独有的 特点 , 因此各方面对超细粉 技术进行了广泛而深入的研 究和探讨 。前几年上海泰山 耐 火 材 料 公 司 从 德 国 GIM EX 公 司 引 进 了 一 台 O HL MAN N 高速气流磨 ( 型 号为 GP08/ GS04 ) , 用 于 硬 质物料的超细粉生产。该设 备产品细度最小可达 集料风机向上托力 ) 回落而下 ,经卸图 3 碾磨系统组成1 、压缩空气喷管 ;2 “、气 待磨物料”喷管进口组合 ;3 “、气 待磨物料”混合腔 ;4 “、气 待磨物料”喷管出口组合 ;5 、进气喷管密封 ;6 “、气 待磨物料”喷管 ;7 、碾磨腔 ;8 、压缩空气喷管调节螺栓1195 m 4185 m 。3 、分选系统 分选系统组成见图 4 。该系统主要由分选机及输送管道等组成。附有 高速旋转的叶片及分选风机 (集料风机) 。分选风机 的风量 1 800 m3/ h ,风压 12. 25 kPa ,功率 18 kW。分 选机的最大生产能力 2. 5 t/ h ,外形尺寸 2. 2 m 1. 95 m 4. 8 m 。碾磨腔和分选机外壳由钢板制作 ,碾磨腔出料口紧靠分选机 (旋转筛) 。分选机高速旋转叶片由特种工具钢制作。碾磨腔、分选机内腔、产品输送管道及其余与产品接触部分的金属材料均以合成橡胶为内 衬。“气 待磨物料”喷料管由硬质合金 碳化硼 (B4 C) 和碳化钨 ( WC) 制作。若被粉碎物料的硬度不 太大 ,可用碳化硅或铝硅碳合金制作。4 、过滤集料系统 过滤集料系统主要用于合格粒度的粉料与气体分离。由废气过滤器、集料仓及分包装机组成。过滤器是一台脉冲反吹式布袋除尘器。该系统配置了2001 年第 1 期王三泰 .德国 OHL MANN 气流磨的基本原理及配置47 图 5 一级螺杆式空压机示意1 、压缩空气输出口 ;2 、控制屏 ; 3 、控制电箱 ; 4 、冷却风扇 ; 5 、三相电动 机 ;6 、风压开关 ;7 、绕性连接 ; 8 、自动伺服组件 ; 9 、进气过滤器 ; 10 、机 架 ;11 、螺杆空气压缩机 ; 12 、油、水、气分离装置 ; 13 、油冷却器 ; 14 、机 壳 ;15 、油控制单元 ;16 、安全阀 ;17 、油、水分离滤芯 ; 18 、高压空气冷却 装置 ;19 、止回阀图 4 分选系统组成1 、传动装置 ;2 、上位轴承固定 ;3 、密封件 ;4 、下位轴承 ;5 、主轴 ;6 、旋转叶片 ;7 、钢衬橡胶 ;8 、固定件 ;9 、下盖动互锁(即只有在空压机启动进入正常运行之后 ,气流磨各动力才能按工艺程序进入运行) 。启动至正常 运行 ,整个过程按顺序分段自动完成。控制屏上除了 操作、调节器件外 ,还有工艺参数检测二次显示仪表 及运行工艺过程模拟屏 ,显示整个系统各设备运行情 况及故障、声光报警。控制电箱为“电气 仪表”一体化电箱 ,采用小型 化电气元件 ,显示仪表 L ED 模拟屏显示。电箱外形 尺寸 2. 0 m 0. 5 m 2. 0 m ,结构紧凑、功能强。一台 12 袋除尘器 (型号 02DF12) ,其气、粉最大分离量 4 400 m3/ h ,反吹工作压力 0. 7 MPa ,滤筒(布袋) 12只 ,滤筒材料为棉、化纤 ,过滤面积 25. 2 m2 。 过滤器附抽风机 (功率 15 kW) 、螺旋输送机、旋转蝶阀 (功率 0. 37 kW) 集料仓和卸料管。过滤器外 形尺寸为 1. 17 m 2. 45 m 3. 28 m 。5 、空气压缩机GP08/ GS04 型反吹式气流磨配置了一台德国 ECOA IR公司的一级螺杆式空气压缩机 (D270 型) 见 图 5 ,其产气量 2 600 m3/ h ,工作温度 80 , 功率275 kW , 工作压力 0. 650. 7 MPa , 外形尺寸3. 97 m2. 19 m 2. 2 m 。 该设备附有微过滤器(油、水、气分离装置) 、自冷却(风冷) 装置 (功率 6 kW) 、噪音吸收装置。自动控 制显示屏可显示本机运行参数及故障指示报警。6 、控制电箱气流磨的电气动力采用“单机 系统”和“手动 自动”控制方式。除空气压缩机独立运行实施单机自 动化控制外 ,其它动力设备按工艺要求实施单机调 试 , 系统联机自控。在自控状态 , 空气压缩机参与联3 测控1 、为了求得碾磨腔内物料的最佳浓度 ,系统设置 了碾磨腔内压力 P2 的检测与压缩空气进气管压力 P1 的检测 ,当 P1 恒定后则 P2 的大小相对说明入腔 物料的浓度。压差P = P1 - P2 。P2 小则P 大 ,说 明进料快 ,入料浓度大 ,粒料速度低 ; P2 大则P 小 , 说明进料慢 ,入料浓度小 ,粒料速度快。掌握一定的 P2 值进而控制了喂料速度。P1 、P2 值由控制屏二次 仪表显示。2 、碾磨腔两侧配置的压缩空气喷管位置的设定 , 有其非常重要的作用。喷口位置直接影响待磨物料 撞击力的大小及撞击后的动能释放 ,若定位不当 ,过 后将造成喷料管进口严重磨损而使物料撞击力不足 ,硫磷设计与粉体工程S P & BMH RELATED EN GIN EERIN G48 2001 年第 1 期过前则物料撞击后动能释放不足 ,冲击碾磨腔出料口 ,造成严重磨损。两侧压缩空气喷管位置调节螺栓 的作用即在于此。3 、系统在两侧卸料管上设置了一对 (左、右) 待磨 物料预备室。室内的物料量由料位仪测控 ,检测其料 位 L 1 、L 2 。控制机理为待磨物料由喂料仓向下喂料 时 ,必须经过预备室料位控制(可调) 。当喂入量太大 (物料进入混合腔的量少) 则预备室“满仓”,料位仪发 出“满仓”信号 ,要求喂料系统进入慢速喂料。慢速喂 料的最佳值由人工控制。由于不同物料及所要求不 同的粒度成品 ,工艺要求配合 P2 ,调节下料闸阀的开 度及格式喂料机喂料速度。在经过多次实践及测试 后求得不同物料由于硬度、粘度、要求的粒度及成品 率不同而确定的最佳值。从工艺上可知 ,这是控制 “喂料速度”的重要手段之一 ,目的在于正常生产中保 证慢速喂料下出现“满仓”,而又不堵料。4 、收集合格细粉要根据工艺所要选的细粉粒度 来控制 , 取决于分选机转速及分选风机进入分选机 的上冲风量 (压) 。因此在分选风机送风管上设置了 作为风量 (压) 调节手段的电动调节阀。设置了孔板 风量 N 1 的检测和风压 P3 的检测 ,以在调试中求得 最佳控制值。分选机电动机采用变频调速器 ,实施人 工调控。测速仪显示分选机叶片转速 ,在调试中求得 最佳转速。从以上两方面来达到对所需粒度细粉收 集的要求。5 、在分选机中有四种热量存在 :即因物料撞击产 生的热量及压缩空气因气体压缩带来的热量 ,再者是 分选风机高压风热量及分选机叶片高速旋转产生的 热量。这四种热量的集中作用必然会造成分选机内 部温度升高。如果温升太高将不利于分选机长时间 正常工作和使用寿命。对此 ,系统设置了压缩空气温 度 T1 及分选机出口风温 T2 的检测 ,检测温升是否 在正常范围之内。如果超温则系统报警 ,提示操作人 员进行必要的调整或维修。6 、在分选机出口(即过滤器出口) 内外 ,设置了压 差PS 1 的检测 ,目的在于保证已选合格细粉混合气 流能够畅通流入过滤器系统。压差过大或过小都说 明分选系统工作不正常。压差太小可能是送料量太 少或出口渗漏 ,压差太大则说明送料量太多或发生 “堵料”,这时系统均将发出信号报警 ,提示处理。7 、合格细粉与空气的混合气流进入除尘器 ,经 分离后 ,尾气由排气管排出 ,而粉料则落入集料仓待包装 。系统在这里设置了除尘器两侧压差PS 2 的检测 ,目的在于测定合格细粉由除尘器阻隔产生落 入料仓的能力及排出尾气的阻力大小 。压差过大说 明阻力太大 ,布袋“积料”严重 ,脉冲反吹落料能力较 差 ,发生“堵料”现象或尾气排放不畅 ; 压差太小 ,则 说明阻隔布袋可能渗漏或进入过滤器阻隔布袋的合 格粉料浓度太低 。因此在正常工作状态下 ,这个压 差必须保持在一定范围之内 ,若超出范围 ,系统则报 警提示 ,并停止系统运行 。8 、在过滤器集料仓设置了料位仪 L 3 。由于产 品料仓在正常运行中 ,集料与放料 (成品) 、包装同时 进行 ,而产品料仓仓位有限 ,因此两者之间必然会发 生不平衡 。料位仪作用在于当放料包装量低于产品 料进仓量 ,一定时间必将造成“满仓”现象 ,此时 ,料 位仪则发出“满仓”信号 ,指令前级喂料系统“暂停” 数分钟 (一般在 5 min) ,待“满仓”信号消失 ,产品料 仓料位低于料位仪发令位 ,喂料系统则恢复正常工 作 。若在规定时间内“满仓”信号仍不消失 ,则系统 报警提示 ,并停止系统运行 。9 、合格产品的粒度检测是本系统工艺成败的最 重要环节 。对于超细粉的检测 ,常用的“分选筛”已 无法解决 。目前世界上也有多种检测手段 ,本系统 采用了德国 GR IMM 公司的颗粒激光分析仪 ,其检测范围为 0 . 1260m 。所谓颗粒分析系统是指对 悬浮于测量范围之内的粉末采用高性能激光衍射进行测量 。其分辨率为 72 通道 。测量周期 1 s 。光 源为激光二极管激光光具 (附透镜及检测仪) 。另配 外部 分 离 悬 浮 率 0 . 31 的 分 离 循 环 系 统 、PC - A T286/ 40 计算机 (附检测软件) 及打印机 。系统考核指标41 、原料为 Al2 O3 (氧化铝) 和 SiC (碳化硅) ,待磨物料粒度 0 . 2 mm ,湿度 1 % ( H2 O) 。用 100m规格振动筛 ,控制待磨物料粒度 。2 、生产能力 200 kg/ h 。3 、连续生产 12 h 成品粒度达到 : 97 % ; 5m 的 = 93 %94 % 。4 、当投料 70 kg/ h 时 ,成品粒度达到 1 . 6m , 50 % 。5 、成品湿度 3 % ( H2 O) 。6 、操作现场粉尘含量 2 mg/ m3 。7 、现场噪音 (过滤器集料分离装置 、风机除外) ,硫磷设计与粉体工程S P & BM H R EL A T ED EN GIN EER IN G2001 年第 1 期49 芒硝 、五钠 、纯碱密相气力输送中试研究杨腾(中国石化股份有限公司金陵分公司研究院南京市 210046)摘要密相气力输送设计目前尚无比较准确的计算式 ,很大程度上还依赖输送实验的研究 。通过对生产洗衣粉用的三种主要原料 芒硝 、五钠和纯碱的中试研究 ,介绍了实验装置 、实验情况和 取得的结果 ,并提出了气力输送这三种粉料主要参数的计算式和设计计算程序 。关键词密相气力输送 洗衣粉原料 实验研究 设计类 ,可以把气力输送系统分成四类 : 稀相气力输送 ,密相动压气力输送 ,密相静压气力输送 ,筒式气力输 送 。通常 , 稀相气力输送的气流速度约为 12 40 m/ s ,固气比一般为 10 以下 ;而密相气力输送的气流 速度要比稀相气力输送的气流速度低 ,固气比较高。 密相气力输送较稀相气力输送的优点是 : 固气比高 ,所以耗气量少 ,需要动力小 ,后处理除尘设备 简单 ;流速低 ,物料不易磨损 ,输送管道的磨损小 ,安 全性能高 。由于密相气力输送有明显的优越性 ,正 日益得到广泛的应用 。由于气力输送属于多相流范畴 ,作为新的技术领域 ,对于不同的物料和输送距离 , 目前还没有成 熟 、通用的设计准则 ,设计在很大程度上还依赖于实 验 。目前 ,洗衣粉生产大多采用电梯运送原料 ,设备 检修任务比较重 ,并需用大量人力 ,采用密相气力输 送技术运送洗衣粉原料有着较大的优越性 。密相气力输送的设计 ,目前尚无成熟的计算式 。 密相气力输送涉及的主要参数是物料初始的运行速 度 ,水平 、垂直 、弯管段的压降以及料气比与输送量 及输送距离的关系等计算式 。我院在大型气力输送引言气力输送是指在管道中借助空气的能量 ( 动压 能或静压能) 使物料按指定的路线进行输送的方式 。早在 1824 年 ,Vallance 最早建立了气力输送实 验装置 ,1866 年建立了输送棉花和砂等散装物料的 气力输送装置 。最初 ,气力输送仅用于码头上的装 卸作业 ,直到本世纪 30 年代 ,气力输送才被广泛地 用于车间内部的物料输送1。近数十年来 ,气力输 送技术发展迅速 ,其特点之一是低速 、高浓度 、脉冲 输送粉体物料的装置 (例如栓流气力输送装置) 不断 出现 ,如 1969 年英国 Warren2Sp ring 实验室建立了 第一条脉冲气刀式气力输送装置 。目前 ,许多发达 国家已有专门成批制造气力输送装置的工厂2。气力输送的优点是 : 生产效率高 , 设备构造简 单 ,占地面积小 ,管线布置灵活 ,管理方便 ,自动化程 度高 ,节省劳动力 ,物料装卸容易 ,可以由数点集中 送往一处或由一处分散送往数点 ,输送物料不受气 候和管道周围环境条件的限制 ,能够避免物料受潮 、 被污染 ,同时还有利于环境保护等3。气力输送的分类方法很多 ,按状态相图进行分1设备外 1 m , 97 %) a n d 5m (= 93 %94 %) 。F r o m ma n y ye a r p r a c tic es al t h oug h t h e r e a r e s o me def a ul ts , t h e mill is a i de al ul t r a2f i ne p ow de r c r us hi n g e quip me nt w hic h h as t h e a d va nt a ges of si mp l e p r oc ess , p r a c tic ali t y , a d va nc e d a n d r e as o na bl e desi g n a n d is des e r ve dt o be us e d f o r r ef e r e nc e b y desi g ne r .Ke y wor ds : ai rf l ow mill , ul t r a2f i ne p ow de r c r us hi ng , p ri ncip l e , c oll oc a ti o n , de t ec ti o n a n d c o nt r olRes e a rc h f or Pil ot Pl a nt of P ne u m a t ic Conveyi ng of Gl a ube rs S al t , S odi u m Trip l oyp hosp h a t e a n d S od a i n D e ns e P h as eYa n g Te n g (S I N O P EC J i nli n g C o mp a n y R es e a r c h I ns ti t ut e , N a nji n g 210046)Abs t r a ct : Th e desi g n of p ne u ma tic c o n ve yi ng i n de ns e p h as e , w h os e c alc ul a ti o n