选粉机发展及原理

进贤海螺有限责任公司选粉机发展及原理SEEKER主讲人：谢少游第四章分级设备选粉机水泥及其它选粉行业生产系统必不可少的配套设备。选粉机及时将粉磨到一定粒度的合格细粉选出，防止细粉在磨内粘附研磨体引起的缓冲作用，达到调节成品粒度组成，提高磨机粉磨效率的作用。循环负荷：是指选粉机的回粉量（即粗粉）（T）与成品量（Q）之比，它是一项直接关系到闭路粉磨系统产、质量的重要工艺参数K=T/Q=（c-a)/(a-b)*100%=(A-B)/(C-A)*100%式中：K——循环负荷率（％）a——出磨物料（即入选粉机物料）通过指定筛孔筛的物料量的百分数。b——回料（指选粉机粗粉）通过指定筛孔筛的物料量的百分数。c——产品（指选粉机细粉）通过指定筛孔筛的物料量的百分数。A——出磨物料（即入选粉机物料）细度筛余百分数（％）B——回料（指选粉机粗粉）细度筛余百分数（％）C——产品（选粉机细粉）细度筛余百分数（％）选粉效率：是指选粉后的成品中所含的通过规定孔径筛网的细粉量与进选粉机物料中通过规定孔径筛网的细粉量之比η=c(a-b)/a(c-b)*100%=(100-C)(B-A)/(100-A)(B-C)*100%式中：η——选粉效率（％）a——出磨物料（入选粉机物料），通过指定筛孔筛的物料量（％）b——回料（选粉机粗粉），通过指定筛孔筛的物料量（％）c——产品（选粉机细粉）通过指定筛孔筛的物料量（％）A——出磨物料（即入选粉机物料）细度筛余百分数（％）B——回料（指选粉机粗粉）细度筛余百分数（％）C——产品（选粉机细粉）细度筛余百分数第一节选粉机的发展历经110多年经过三代发展第一代选粉机离心式选粉机1885年，英国芒福特(Mumford/Mambord)和穆迪(Moody/Moadie)发明的。美国斯特蒂文特(Sturtovant)公司为代表。集循环风机、选粉、收集于一体。离心式选粉机重量较轻、维修方便。离心式选粉机重量轻、维修方便。第二代选粉机旋风式选粉机1960年研制开发了德国洪堡—维达格型公司结构紧凑、磨损小、震动小、选粉能力较大、效率较高。风机收集滴流装置第二节高效选粉机为了克服离心式、旋风式选粉机撤料不均匀、分级流场不均匀等缺陷。第三代选粉机不仅选粉机选粉粒度可调；还要能耗低、效率高。高效选粉机1979年，日本小野田公司开发了O-sepa选粉机是其典型的代表1.O-Sepa选粉机结构O-Sepa选粉机主要由壳体、回传部分、传动部分、润滑系统等组成。O—Sepa选粉机的结构示意图1、涡壳形筒体；2、撤料盘；3、缓冲扳；4、水平分隔板；5、涡轮叶片；6、导流叶片；7、锥形灰斗；8、一次风管；9、二次风管；10、三次风管；11、细粉出口；12、进料口；13粗粉出口和翻转阀；14、电机；15、减速机壳体部分壳体部分由壳体、进料斗、弯管等组成,在壳体内装设有导向叶片、缓冲板、空气密封圈、壳体侧面及顶盖开设有检查门。壳体的一、二次进风口(或壳体全部)及弯管出口处内均粘贴有陶瓷贴片,进料斗,导向叶片、缓冲板各处均喷涂耐磨材料,灰斗内以形成料衬来防止磨损。主轴和减速器润滑共用一个稀油润滑站。传动部分由立式或卧式调速电机、立式或卧式专用减速器、弹性联轴器等组成回转部分由转子、主轴、轴承等组成,转子用键固定在主轴上,或以法兰与主轴相联,主轴通过传动部分的驱动而转动。转子由撒料盘及水平垂直板、上下轴套联结板组成,转子是选粉机的主要部分。2.O—Sepa选粉机分级原理O—Sepa选粉机的结构所示，气流分别由一次风管、二次风管切向进入祸壳形筒体，经过导流叶片进入导流叶片和涡轮转子之间的环形分级区，形成一次涡流。然后进入涡轮内部的分级区，在高速旋转的祸轮叶片的带动下，形成二次涡流。最后气流经过涡轮中部，由细粉出口进入旋风筒或袋收尘器等细粉收集设备。被分级的物料从进料口喂入，经撤料盘离心撒开，在缓冲板的作用下均匀地分散后落入环形分级区，与经过导流后的分级气流进行料气混合。在旋转的分级气流作用下，物料中较粗的颗粒被甩向导流叶片，沿分级室下降进入锥形灰斗。再经过由三次风管进入的三次空气的漂洗，将混入粗颗粒中或凝聚的细颗粒分出后，粗颗粒经翻转阀排出。粒径较小的细颗粒随气流进入涡轮分级区，在强制涡流场中再次被分级。较粗的颗粒被甩出，回到环形分级区，合格的细颗粒则随气流一起通过涡轮中部，由细粉出口排出。O—Sepa选粉机的结构示意图1、涡壳形筒体；2、撤料盘；3、缓冲扳；4、水平分隔板；5、涡轮叶片；6、导流叶片；7、锥形灰斗；8、一次风管；9、二次风管；10、三次风管；11、细粉出口；12、进料口；13粗粉出口和翻转阀；14、电机；15、减速机

O—Sepa选粉机与离心式、旋风式选粉机的实际生产数据比较O—Sepa选粉机比离心式、旋风式选粉机的产量分别提高23％和7％，电耗降低7.8kWh/t和3.2kWh/t。3.O-Sepa选粉机特点O-Sepa选粉机因其原理先进、分级机理明确,与传统的离心式、旋风式选粉机相比主要有如下优势:1）提高产量。使用O-Sepa水平涡流选粉机可提高粉磨系统产量30%～50%。2）降低能耗。使用O-Sepa水平涡流选粉机可使单位能耗降低5%～20%或更多。3）提高质量,降低成本。由于O-Sepa水平涡流选粉机分级精确,成品中不含粗颗粒,而最有利于水泥质量提高的粒径范围为3～30μm的颗粒含量增加,因此有助于提高水泥强度等级,或在保持水泥强度等级不变的情况下增加矿渣掺量,减少熟料用量而降低成本。4）操作简单,细度调节方便O-Sepa系列选粉机的主电机和润滑油站可远程控制,操作很方便。仅需调节O-Sepa选粉机主电机转速的就可以在较大范围内改变产品的细度,产品的颗粒分布调整和风量、机内温度调整都很方便和简单。5)磨损小,维护简单O-Sepa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,因而其维护成本极低。6)处理粉料量大比尺寸相近的离心式、旋风式选粉机产量大得多,因而更适应大规模生产的需要,且其分级性能十分稳定。7)选粉效率高。回磨粗粉料中的细粉残留量极少,即其特劳姆曲线很陡。4.其它类型的高效选粉机（一）、S—SD型高效选粉机1、工作原理：美国斯特蒂文特公司开发出来的S—SD型阶梯撤料盘式选粉机，其外型与离心式选粉机相似，但分级气流从机壳的侧面沿水平方向进入。另外，在阶梯形撤料盘的下部装有三角形风叶，旋转时可产生向下的气流。分级气流通过导流叶片、圆钢篦栅，螺旋运动速度加快。物料得到进一步分散、分级后，粗颗粒经锥形灰斗由锁风阀排出，细颗粒随气流由出风口排出。这种选粉机与传统的离心式选粉机相比，具有以下特点：分级气流沿切向进入，在水平面内运动。气流与物料在机内停留时间较长，可提高分级效率。圆钢篦栅耐磨性好，容易更换，调节分级粒径比较方便。S—SD型高效选粉机的结构简图1、进料口；2、传动装置；3、撒料盘；4、风叶；5、进料口；6、导流叶片；7、圆钢篦栅；8、分级室；9、出风口；10、锥形灰斗；11、锁风阀（二）、IHI—SD型高效选粉机1、原理：日本石川岛公司研制的，IHI—SD型高效选粉机与传统的离心式选粉机相比，设计了螺旋桨形的撤料盘，并在圆锥体的内壁上设置了冲击板。进入机内的物料被螺旋桨形撤料盘和分级叶片撤出、分散；分级气流由蜗壳形进风口进入，经两级导流叶片作螺旋运动。物料在下落过程中经过多次分级作用，粗颗粒落入锥形灰斗由粗粉出口排出，细颗粒随气流向上运动，从细粉出口排出。这种选粉机与传统的离心式选粉机相比，具有以下特点：使物料充分分散，粗颗粒受到多次分级。因此，分级效率高。在生产能力、产品细度相同的情况下，机体减小，风量也减小。单位容积的处理量大，能量消耗低，运行费用低。IHI—SD型高效选粉机结构简图1、进料口；2、分级叶片；3、螺旋桨形撒料盘；4、进风口；5、冲击板；6/7、导流叶片；8、锥形灰斗；9、粗粉出口；10、细粉出口（三）、MDS型高效选粉机1、原理：日本三菱公司开发的MDS型高效选粉机，是将旋风分级和离心分级结合起来的分级设备，改善了选粉机的分级性能。分级气流从下部进风口进入，经过导流叶片、下部分级室、上部分级室进人旋风筒后排出。物料被撤料盘甩开、分散后，在分级气流中下降，受到多次分级作用。粗颗粒沿下部分级室的壁面经粗粉出口出。细颗粒随气流进人旋风筒，经收集后由细粉出口排出。少量微粉与气流—同进入收尘器。MDS型高效选粉机的主要特点是：A可利用粉碎机内的通风和各收尘点的含尘气体作为分级气流，故所用的风机容量较小。B含尘气流中的粗颗粒可在下部分级室中除去，因此，上部分级室中的粉体浓度低，单位容积的处理量大。C通过改变分级叶片的转速和导流叶片的角度，可在一定的范围内改变分级粒径MDS型高效选粉机结构简图1、进料口；2、上部分级室；3、粗粉出口；4、下部分级室；5、撒料盘；6、分级叶片；7、导流叶片；8、进风口；9、旋风筒10、细粉出口V型选粉机V型选粉机是一种完全静态的粗选选粉机，无任何活动部件，也无需任何动力。兼具粗分选、打散、烘干三项功能为一体。如图所示，V型选粉机外壳体的形状像一个“V”，因此形象地称为V型选粉机，设备结构非常简单，V型上部两边分别有进风口和出风口，进料口设在进风口上部，粗粉出口位于“V”字底部。内部设置了两排固定的成梯状排列的相互成一定角度的打散分级板。其工作原理就是利用高度落差使料饼在下落过程中撞击打散，在物料下落过程中利用气流方向和速度的改变达到分选的目的。细度的调节是通过改变风速来控制。V型选粉机的分级细度一般控制在1mm。相比高效选粉机，V型选粉机分选风量较低，压差小，因此其循环风机的功率也只需高效选粉机的45%左右；由于无运动部件，设备耐磨容易解决，且使用寿命长；由于物料下落过程较长，既可冷却热物料，也可烘干有一定水份的物料。V型选粉机与辊压机配套，简化了系统的工艺，优化了辊压机的操作。新喂料中的细粉在进辊压机前即被分选出来，同时新喂料和选粉机粗粉在喂入辊压机前充分混合，可确保辊压机的平稳运行。VSK选粉机VSK选粉机是在V型选粉机的基础上开发出的一种动静态结合的选粉机，如图所示。VSK选粉机增加了动态的笼型分级转子，改变了V型选粉机只能进行粗选的限制，可直接进行终产品分选。与一般高效选粉机相比，既不失高效的特点，分级结构又很简单；设备阻力低，压降只有一般高效选粉机的65%，可使风机节电；磨损小，维护方便。VSK选粉机投入运行时间不长，但已显示出其对系统节电的巨大优势。5.新型高效选粉机的改进任何选粉机的分级过程都可以简单地分三个环节：分散、分级、收集。分散是前提，分级是核心，收集是保证。成品收集的问题随着除尘技术的发展已得到了解决，研究和解决选粉机的技术问题应围绕着分散和分级来进行。随着对第三代选粉机的研究和应用，早期的高效选粉机，逐渐暴露了一些问题，各公司和研究设计院提出了一些改进的措施和办法，取得了一定的效果。总结起来有以下几方面：（1）撒料的改进理论上我们希望物料被选粉机撒料盘抛撒成360度均匀的料幕，因此随着设备的能力增大，选粉机进料口的数量逐渐增加，但由于设备结构的限制，进料口不可能无限制增加，大型设备的进料口一般设置为四个对称分布。而随着选粉机设备的大型化，，撒料盘环型宽度的增加与处理物料量的加大不成比例，单位面积的处理能力逐渐增大，即使选粉机进料口增加为四个，物料在还是容易在进料口附近未被充分抛撒开就成团状滑落入分级流场中。因此撒料盘结构的设计有必要改进。主要改进有：将放射状凸楞改为螺线型凸楞，增大抛撒区域；撒料盘外沿增设挡边，延迟物料滑出时间，增大抛撒区域。（2）

进风的改进

选粉机的进风口为长方形，设备规格的加大，壳体高度增加，由于边界效应的影响，断面气流的速度梯度加大，不利于分级流场的稳定。因此大型选粉机的进风通道可设置隔板，缩小气流通道断面积，可有利于形成稳定的分级流场。（3）

转子的改进各种新型高效选粉机的基本分级原理是一致的，都是在平面涡流选粉机理下设计的，其结构上的共同特征是：在一圈有一定角度的导向叶片中有一个“笼型”分级转子。因此高效选粉机的判定标准就是看其核心分级结构是否符合上述特征。正是如此，笼型转子的结构设计至关重要。FCB