洛阳工业高等专科学校建材机械与设备教案——第十一章 流体分级设备

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1、11流体分级设备在建筑材料工业生产过程中，往往需要将固体颗粒在流体中按其粒径大小进行分级。应用空气作分散介质进行分级的设备，称为空气选粉机；应用水作分散介质进行分级的设备，称为水力分级机；本章重点介绍空气选粉机。空气选粉机是一种通过气流的作用，使颗粒按尺寸大小进行分级的设备。这种设备用于干法圈流的粉磨系统中。它的作用在于使颗粒在空气介质中进行分级，及时将小于一定粒径的细粉作为成品选出，防止物料在磨内产生过粉碎以致产生粘球和衬垫作用，从而提高粉磨效率；同时将粗粉分出，引回磨机中再粉磨，能减少成品中的粗粉，调节产品细度，保证粉磨质量。在产品细度相同的情况下，产量可提高10%20%。空气选粉机有两大

2、类型：一类是让气流将颗粒带入选粉机中，在其中使粗粒从气流中析出，细小颗粒跟随气流排出机外，然后在附属设备中回收，这类设备称为通过式选粉机。另一类是将颗粒喂入选粉机内部，颗粒遇到该机内部循环的气流，分成粗粉及细粉，从不同的孔口排出，这类设备称为密闭式选粉机，或称为离心式选粉机。空气选粉机的规格一般用圆筒外径表示。通过式选粉机或称粗粉别离器。这类选粉机形式很多，但别离的根本过程相似，工作原理：它由两个内外套装着的锥形筒壳2和3组成，外壳2上有底板，下接粗粉出口管5和稍稍向上插入的进风管1，内壳3下方吊装着反射棱锥体4，外壳顶盖和内壳上边缘之间装有导向叶片6，装在顶盖外面的调节环用于调节叶片的导向角

3、度，顶盖中部装有排气管7。携带颗粒的气流以1520m/s的速度经管1进入选粉机内外壳之间的空间。气流首先撞到内壳下部的反射棱锥体，气流中所夹带的粗大颗粒由于惯性力的作用，撞落到外壳2的下部。同时由于通道截面积扩大，气流上升速度降低到46m/s，因此又有一局部较大颗粒受重力作用陆续向下沉降，顺着筒壁滑下，经粗粉管排出。气流在环形空间中上升至顶部后，进入导向叶片6时，由于运动方向突变，撞到叶片上，又有局部粗粒落下。气流通过与径向成一定角度的导向叶片后，产生向下旋转运动，进入内壳3中，因此又有一局部颗粒在惯性离心力的作用下甩向内壳的内壁，沿着内壳的内壁落下，跟着又落入粗粉管5。细小的颗粒那么跟随气流

4、一起，经中心管7离开选粉机，送入收尘设备，以便将这些颗粒细粉收下。在通过式选粉机中存在两个别离区：一是在内外壳之间的粗选粉区，颗粒主要是在重力作用下沉降，能分出的最小粒径可按式10.36来估算；另一是在内壳中的细选粉区，颗粒是在惯性离心力作用下沉降作进一步分级，当颗粒作离心沉降的离心速度与气流向心方向流速分速在数值上相等时，这时的颗粒粒径就是最小分级粒径，可用下式来估算： 11、1式中 r旋转半径，m；叶片的径向夹角，。1进风管；2外锥壳体；3内锥壳体；4反射棱锥体；5粗粉出口管；6导向叶片；7排气管从式10.59及式(11.1)可知，分级界限尺寸即别离最小粒径与选粉机的直径、气流速度和叶片的

5、导向角度有关。别离最小粒径随设备直径和风速的增大而增大，随叶片角度的增大而变小。实际上，选粉机的气流运动和分级过程都比拟复杂，以上只是近似的定性分析。通过式选粉机调整细粉细度的方法有：改变气流速度，气流速度愈低，细粉的细度就愈高；改变叶片的导向角度，叶片与径向夹角愈小，气流旋转速度愈小，细粉细度下降，此外，有些尚可适当升降反射棱锥体的位置，以控制产品粒度级配。使用这种选粉机可以得到细度相当于0.080mm方孔筛上筛余为10%20%的细粉，生产能力可达78t/h，一些通过式选粉机的技术性能见表11.1。通过式选粉机结构简单，操作方便，没有运动部件，不易损坏。不过使用这种选粉机时，必须另设通风机来

6、产生气流，以将粉料带入选粉机；另外还需设置收尘设备回收细粉，使设备复杂。通过式选粉机宜配用于风扫式磨机系统。离心式选粉机的简图。它主要由传动局部、立轴局部、壳体和控制板调节机构等组成。5000离心式选粉机1进料口；2主风叶；3辅助风叶；4控制板；5撒料盘；6回风叶；7细粉室；8粗粉室；9细粉出口；10粗粉出口(1) 壳体壳体由顶盖和内外壳体组成。顶盖结构是以槽钢板为主的梁架结构件。梁架中部是支承整个回转局部基座的根底架，梁架的一侧是支承电动机的滑轨根底架。顶盖板用46mm钢板制成。盖板的一侧设有人孔门。外壳由上部筒体和下部锥体组装而成。下部锥体的溜角为60，下口直径为400mm。内壳也是由上部

7、筒体和下部锥体组装而成。上部筒体的顶部有一圈固定的挡风板。下部锥体的中段装有一圈与圆周切线成60相交的回风叶，其数为64片(或72片)。下部锥体的下口与出料管相连接，出料管的溜角为60。选粉机外壳有四个铸铁底座用螺栓与根底相连接。(2) 传动局部传动局部包括电动机、三角皮带轮和减速装置。电动机通过三角皮带带动齿轮箱内的一对圆锥齿轮而使立轴回转。 离心式选粉机配用的电动机功率为75kW，转速为985r/min。电动机出轴端装有D型三角皮带轮，通过7根D型三角皮带与选粉机横轴轴端的三角皮带轮相连动。1撒料盘毂；2撒料盘；3撒料盘架子护板； 4风叶座；5辅助风叶；6衬套；7涨圈；8立轴；9主风叶；1

8、0下部轴承；11、22轴承座；12精钢梁架；13横轴；14端盖；15锁紧螺母；16、19轴承；17轴承套；18垫片；20小锥齿轮；21大锥齿轮；23调整螺母；24轴承盖；25轴承轴心螺母；26销子；27上部轴承；28传动轴座；29机架座；30齿轮箱；31撒料盘螺母；32下料斗(3) 立轴局部立轴局部是选粉机的主体，处于选粉机中央的立轴8是用45号碳素钢经热处理加工而成。立轴的上端部装有滚动轴27，系单列圆锥滚子轴承。该轴承装在上轴承座22内，它承受立轴的全部负荷。可以通过旋动轴承调整螺母23将立轴作上下位移，以便调整立轴上大锥齿轮21与小锥齿轮20齿的啮合间隙。大、小锥齿轮被密封在齿轮箱30内

9、，箱内参加一定数量的润滑油，齿轮在运转中借助油的飞溅而润滑。齿轮箱固定在机架座29上。立轴的下部装有下部滚动轴承10，该轴承系单列向心短圆柱滚子轴承，它通过下轴承座11固定在机架座上。立轴的下端装有撒料盘毂1，用螺母31锁紧。撒料盘2用螺栓连接在撒料盘毂上。风叶座4固定在撒料盘毂上。风叶座上部装有主风叶9。主风叶全部装上为12片。风叶座的下部装有辅助风叶盘和辅助风叶5。辅助风叶全部装上为36片(或48片)。风叶座与立轴之间装设下料斗32。立轴在下料斗的一段上，装有衬套6，以保护立轴不受磨损。下料斗与风叶座之间装有密封涨圈7。(4) 控制板调节机构如图11.4所示，紧贴在内壳固定挡风板1上的一圈

10、控制板2共有16块，它与调节杆3连接一体。调节杆穿过外壳6支承在压盖座7和支座10上。支架8焊接在外壳体上。调节杆的端部丝杆配有手轮螺母11，转动手轮可将控制板推进或拉出。离心式选粉机的工作是利用选粉机立轴上的主风叶以一定转速回转产生的内部循环气流，使不同大小的物料颗粒因沉降速度的差异而被别离。1挡风板；2控制板；3调节杆；4螺栓；5固定座；6外壳；7压盖座；8支架；9套筒；10支座；11手轮螺母；12螺母(a) 颗粒受力情况；(b) 颗粒运动情况在离心式选粉机内，颗粒重力的影响可略去不计。由于撒料盘的旋转作用，颗粒在水平方向所受到的剩余惯性离心力为： 11.2) 式中 剩余惯性离心力，N；u

11、p撒料盘边的颗粒圆周速度，m/s；r撒料盘半径，m。在垂直方向上，气流对颗粒的作用 (11.3)式中 R垂直方向气流对颗粒的作用，N；uf空气向上流速，m/s。合力方向决定颗粒走向， 11.4从上述三式可解得： (11.5)对于一定的选粉机处理一定物料时，式11.5尚可化简为： (11.6)式中 n主轴转数，r/min；k常数。式11.5及式(11.6)为离心式选粉机的分级界限公式。大于dpi的颗粒将碰撞于内壳的内壁或挡风板上面，在内壳空间降落，作为粗粉排出。小于dpi的颗粒刚被气流带出，经大风叶进入内外壳的环形空间，在重力作用下沉降，成为细粉排出。因此，分级界限尺寸一定程度上也反映了产品细度

12、。显然，分级界限尺寸增大，那么产品变粗；反之，产品那么变细。分级界限尺寸的大小主要是通过调整气流的上升和旋转速度以及增减小风叶的作用来实现。1、增加转子转速或增多大风叶，都会使上升气流速度增大，使细粉的细度下降；反之，那么可提高细粉的细度。2、改变回风叶的角度，会影响到旋转气流速度，回风叶片偏向内筒壁时，叶片之间通道缩小，旋转速度增加，那么可提高细粉的细度；反之，那么会降低细粉的细度。3、增加风叶数目，旋转栅栏的作用加强，可增加撞击颗粒次数，有利于颗粒别离出来，可提高细粉的细度。当增加轮子转速时，亦会使小风叶撞击颗粒的次数增加，但是大风叶所引起的上升气流速度增加较为显著，因而总的还是使得细粉的

13、细度下降。4、当挡风板向里推时，上升气流的折流增大，可提高细粉的细度；反之，细粉的细度那么降低。增减大小风叶时，必须按直径方向成对增减，以保持转子的平衡。改变转子转速和大小风叶的数目，对细度调整幅度较小。调整挡风板位置比拟方便且效果较好,至于正确的调节幅度要通过实际生产经验来确定。离心式选粉机的直径可达10m，生产能力达250t/h。1 生产能力影响选粉机生产能力的因素较多，例如选粉机的结构尺寸、转速、物料性质和产品细度等。可按经验公式11.7计算 11.7式中Q生产能力，t/h；D选粉机外壳直径，m；k系数。与物料的性质、产品细度及选粉效率有关，对于水泥生产，中选粉效率为70%80%，产品在

14、0.080mm方孔筛上的筛余为6%8%时，k=0.85；对于强度等级为32.5MPa的水泥，中选粉效率为50%60%、筛余为5%8%时，k=0.56；对于强度等级为42.5MPa的水泥，筛余为2%5%时，k=0.42。2 主轴转速选粉机主轴转速快慢，影响到循环风量的改变及选粉区气流上升速度，从而还影响选粉机的生产能力、功率和选粉效率。一般离心式选粉机的转速n和直径D的乘积，在600900mr/min范围，即nD=600900(11.8)表11.3列出国内几种规格离心式选粉机的转速与直径乘积值。选粉机直径mnD(mr/min)6007258058409009183功率离心式选粉机的功率，可按经验

15、公式11.9计算 11.9式中N离心式选粉机的所需功率，kW；D选粉机直径，m；K系数，一般取1.58。与通过式选粉机比拟，离心式选粉机具有：分级、鼓风及收尘设备全部都包含在选粉机内，故比拟紧凑，功率消耗较低等优点。但缺点是要使用提升机等输送设备将粉料提升到一定高度，然后喂入选粉机中，不如通过式选粉机那么便捷，后者可以通过气流将粉料直接吹入选粉机中。离心式选粉机宜配用于机械卸料的磨机的圈流系统中。离心式选粉机的结构缺点：1、机内用来产生循环气流的大风叶由于同较浓的粉尘相接触，磨损较大。磨损以后，产生震动，给厂房建筑物带来不良影响。2、大风叶转速较低，风叶间隙较大，故空气效率较差。3、细粉在内外

16、壳之间的细粉沉降区中依靠重力很难完全沉降，循环气流返回选粉区时总会带有局部细粉，影响选粉效果，降低选粉效率。旋风式选粉机工作原理：选粉机的选粉室8是一个用钢板制成的圆柱形外壳，选粉室的周围均匀布置有几个旋风别离器7。在选粉室内，小风叶9和撒料盘10一起固定在垂直轴4上，电机1经过胶带传动装置2、3带动旋转。离心风机19代替了前述选粉机的大风叶，产生循环气流。风机把空气从切线方向送入选粉机，经滴流装置11的缝隙旋转上升，进入选粉室。粉料由进料管5落到撒料盘10后，立即向四周甩出，撒到选粉区中，与上升的旋转气流相遇。粉料中的粗粒质量较大，受撒料盘、小风叶和旋转气流作用产生的惯性离心力也较大，被甩到

17、选料室的四周边缘，当它与壁面相碰撞后，失去动能，便被收集下来，落到滴流装置处。在该处被上升气流再次分选，然后落到内下锥处，作为粗粉经粗粉管12排出。粉料中的细颗粒，质量较小，在选粉室中被上升的气流带入旋风别离器7中，气流是从切线方向进入旋风筒的，在筒内形成一股猛烈旋转气流。处在气流中的颗粒受到惯性离心力的作用，甩向四周筒壁，向下落到下部的外锥体中，作为细粉经细粉管13排出。去除细粉后的空气经旋风别离器中心的排风管、集气管6和导风管14再返回通风机，形成了气流闭路循环。1电动机；2、3传动装置；4垂直轴；5进料管；6集气管；7旋风别离器；8选粉室；9小风叶；10撒料盘；11滴流装置；12粗粉管；

18、13细粉管；14风管；15支风管；16、17调节阀；18进风管；19风机循环风量可以用风管14上的调节阀16来调节。如不改变循环风量，而要改变选粉室的气流上升速度时，可以改变支风管15上的调节阀17的开度。经过支风管的气流不经选粉室而直接进入旋风别离器，调节直接进入旋风别离器的风量和经过滴流装置及选粉室的风量，就可以大幅度调节细粉的细度，改变主轴转速和小风叶的数目也能调节产品细度。选粉机采用变速电动机，因此撒料盘的回转速度可以调整，对细粉的细度容易控制。但是通常主要采用调节阀来控制产品细度，调节方便，而且控制产品细度也较稳定。1磨头仓；2喂料机；3球磨机；4螺旋输送机；5斗式提升机；6旋风式选

19、粉机；7、8锁风装置；9螺旋输送机1 生产能力实践证明，旋风式选粉机的生产能力与选粉室面积大小成比例。对于生产强度等级为22.5MPa及32.5MPa水泥时，其生产能力可用以下公式来估算: (11.10)式中D选粉机直径，m。对于生产在方孔筛上筛余为8%的水泥生料时可用以下公式计算： (11.11)亦可采用如下经验数据来计算：对于生产强度等级为22.5MPa及32.5MPa水泥时，选粉室单位面积产量为67t/m2h。用此数据与用式11.11计算结果相符。2 主轴转速旋风式选粉机的主轴转速可按下式估算：nD=300500 (11.12)式中n选粉机主轴转速，r/min；D选粉机直径，m。选粉机直

20、径愈大，所取nD值也愈大。对于直径为3.5m以上的选粉机，nD值宜取550mr/min左右。3 风量根据生产实践，当操作温度为100，成品在0.080mm方孔筛上筛余为6%8%时，一般选粉室截面气流上升速度取3.44.0m/s，选粉浓度取500g/m3较为适宜。根据选粉室截面风速算出风量后，考虑到漏风量，增加10%即可作为风机的风量。风机的风压一般取2.4kPa(20)。4 旋风别离器直径流经选粉室的风量与进入旋风别离器的风量可视为相等，根据这一关系，可以算出旋风别离器的直径。设A1为旋风别离器截面积，为其截面风速；为选粉室截面积，为其截面风速。那么流经旋风别离器的空气流量，而流经选粉室的空气

21、流量。如果，就有： (11.13) 旋风别离器的截面风速取3.0m/s，选粉室内截面风速取3.44.0m/s来计算，那么A1/A2=1.131.33。根据这两个截面比值关系，那么可确定旋风别离器的直径。旋风式选粉机的抛料分级过程主要是在选粉室上部进行，分级原理与离心式选粉机相同，但与离心式选粉机比拟，它具有的优点：1、选粉室单位面积的选粉能力较大，处理量一般比离心式选粉机高22.5倍，大型磨机假设用23台离心式选粉机，采用一台旋风式选粉机即可。2、相同循环负荷率下选粉效率高，选粉效率一般比离心式选粉机提高8%左右，因而可使磨机生产能力提高10%左右，单位电耗节省21%左右。产品细度易于调节，而

22、且调节范围广。使用调节阀控制产品细度，无需停机，可以根据生产情况及时调整。3、用体外风机代替大风叶，有传动局部结构简单，机体磨损小，振动小，对根底要求较低等优点。其缺点是：由于采用旋风别离器和外部鼓风，密封要求较高，出料口要求设置锁风设备；风机磨损较快，而且选粉机占地面积较大，与离心式选粉机一样，宜配用于机械卸料的磨机的圈流系统中。OSepa型选粉机1979年日本小野田公司开发出了O-Sepa 选粉机，不仅保存了旋风式选粉机外部循环的优点，而且应用平面螺旋气流选粉原理，根本改善了选粉条件。O-Sepa 选粉机是笼式高效选粉机的代表，它以其节能、高效的特点得到很快推广。 O-Sepa选粉机的结构

23、与工作原理1 O-Sepa选粉机的结构O-Sepa选粉机由壳体局部、传动局部、回转局部、润滑系统等部件组成。壳体局部由壳体、灰斗、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，在壳体侧面及顶盖开有一、二次进风口，在弯管内均粘贴有耐磨瓷片，进料斗、导向叶片、缓冲板各处均采用堆焊复合耐磨材料板，灰斗内形成的料衬可防止磨损。 O-Sepa空气选粉机简图壳体局部由壳体、灰斗、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，在壳体侧面及顶盖开有一、二次进风口，在弯管内均粘贴有耐磨瓷片，进料斗、导向叶片、缓冲板各处均采用堆焊复合耐磨材料板，灰斗内形成的料衬可防止磨损。壳体

24、上部安装主电机和减速器。回转局部由转子、主轴、轴套、轴承等组成。转子采用键连接固定在主轴上，主轴通过传动局部的驱动旋转。转子由撒料盘及水平垂直格板、上下轴套、连接板等组成，转子是选粉机的主要局部。主轴及滚动轴承等均装在轴套内，轴承采用稀油润滑，密封采用橡胶骨架油封及气封。主轴与立式减速机共用一个稀油站润滑。传动局部由立式调速电动机、立式减速器、梅花型弹性联轴器组成。2 O-Sepa选粉机的工作原理O-Sepa选粉机的工作原理是：待选物料由上部的两个喂料管喂入选粉机，通过撒料盘、缓冲板充分分散，落入选粉区。选粉气流大局部来自磨机，通过一次风进口进入，来自扬尘点的含尘气体通过二次风进口进入，经导向

25、叶片水平进入选粉区。在选粉机内由垂直叶片和水平叶片组成的笼式转子，回转时使内外压差在整个选粉区高度内上下维持一定，从而使气流稳定均匀，为精确选粉创造了良好的条件。物料自上而下，为每个颗粒提供了屡次重复分选的时机，而且每次分选都在精确的离心力和水平风力的平衡条件下进行。细粉从外向内克服了边壁效应的不利影响。 O-Sepa 选粉机工作原理1竖式旋转轴；2喂料；3下料管；4细粉出料管；5导流叶片；6二次风管含尘；7缓冲板；8隔板；9三次风管、净气；10粗粉出料斗；11细粉；12喂料；13撒料器；14一次风管含尘；15竖向叶片；16三次风管净气在选粉机内，粉体粒子随气体流作涡旋运动，粒子的切向分速度为

26、Vu，向外的离心力为Fu，另一方面按切线方向流入的空气，从中心管排出，在作盘旋运动时，保持向心分速度 Vr，对粒子产生一向内的气流压力Fr。当Fu=Fr时可求得粒子的等速沉降速度V0。 11.14 11.15 11.16颗粒在没有加速度的情况，实际的运动速度V为V=Vr-V0 11.17处在平衡状态时，颗粒或是外向，或是内向，亦即V=0Vr=V0。此时的颗粒粒径称为别离粒径。 11.18式中d别离粒径，m；Vu粒子的切向速度，m/s；流体运动粘度，m2/s；R转子半径，m；Vr气流径向速度，m/s；p颗粒密度，kg/m3；气体密度，kg/m3。 O-Sepa 选粉机粉磨系统O-Sepa选粉机粉

27、磨系统主要分为两个流程，系统一次风来自于磨机排风，二次风来自于提升机或其他扬尘点或大气，三次风来自于大气。(1) 采用高效收尘器时，出选粉机的高浓度气体直接进入收尘器，产品由高效收尘器全部收下，净化后的气体由风机排出。 O-Sepa粉磨系统(2) 在收尘器前增加旋风别离器，先将大局部成品收下，排出的含尘气体再经收尘器净化后由排风机排出。在系统工艺设计时，粗粉出口需加锁风排料装置，出风管道应采用膨胀节。3 O-Sepa选粉机细度的调整 比外表积和细度的控制比外表积可以通过改变选粉风量来控制，但当通过选粉机风量小于其设定值时，产量由于选粉效率偏低而减少；当通过选粉机的风量大于设定值时那么很难获得设

28、定的比外表积值。同时，由于颗粒分布变窄对水泥早期强度不利。因此，较少单独使用改变风量来控制水泥比外表积的方法。一般情况下主要是通过改变O-Sepa选粉机的转速来控制。转速与产品细度之间的变化比例关系可用下式确定：Vr：比外表积100cm2/g Vr=Dn60式中Vr圆周速度，m/s ；D转子直径，m；n转子的转速，r/min。由上式可以看出，转子转速比照外表积有较大影响，在风量不变的情况下，转子速度加快，比外表积将增大；生产过程中还可通过调整系统风机阀门来实现，在转速不变的情况下，产品粗时应关小系统风机风门，降低风量，否那么相反。 比外表积与细度的调整关系对O-Sepa选粉机来说，在转速一定的

29、情况下，加大系统风量，较多的粗颗粒进入成品，成品细度变粗，物料均匀性系数减小；在风量不变的情况下，加快转子速度，成品将变细，物料均匀性系数增大。在实际操作中，表现为有时当细度细时，比外表积并不高，而有时在细度粗时，比外表积反而高，水泥比外表积与细度不一定呈线性关系，由此可见，选粉机转速的调节要结合实际情况，在磨机工况、选粉风量的配合下，适当控制转子转速，才能到达满意的效果。 O-Sepa选粉机各次风量的调整对系统工况的影响通过O-Sepa选粉机风量主要来自一次风水泥磨含尘气体，占总风量的70%80%、二次风提升机风量，占总风量的20%左右、三次风量清洁空气，占总风量的10%左右。在生产过程中，

30、控制粗粉回料量、调整选粉效率及循环负荷除了靠调整选粉机转速、风机阀门外，还要合理调节选粉机的一、二、三次风。一般情况下，在其他系统条件不变的情况下，一次风开大，磨内通风增强，物料流速加快，磨尾负压绝对值升高。二次风、三次风开大，磨内通风量减少，磨尾负压绝对值降低，但二、三次风起微调作用。 O-Sepa选粉机特点1 结构特点 每一颗粒物料都将受到三次选粉时机：首先是在转子与导向叶片之间的水平旋流别离场经过连续的别离；其二是借助一、二次风在涡壳形旋风筒内气流形成的旋风筒导壁别离效应；其三是利用锥体下部三次风的再次别离。 物料自上而下撒落，全部通过整个别离区全高度，在其中停留时间长，别离时机均等。

31、撒料盘与缓冲板配合，兼有撒料、打散功能，从而保证了物料充分被气流分选。撒料盘用耐磨材料，确保撒料盘在物料冲击、磨损工况下的寿命。撒料盘上设有凸棱，其高度对物料的分散以及系统的能耗、选粉效率、颗粒级配都有较大的影响。 导流叶片与蜗壳配合，保证了气流、风速的稳定。从一次风或二次风进入的气流，经过导流叶片进入选粉区，导流叶片的角度，控制了气流的方向。 灰斗内设计有迷宫式挡料圈，可以形成料层保护，因而防止了灰斗磨损。 整个传动系统采用稀油润滑，不仅散热、润滑效果好，并且使选粉机对环境的适应性强，可以提高选粉机的运转率。 壳体内衬耐磨材料，以确保选粉机的寿命和运转率。由于O-Sepa选粉机内的气流速度较

32、高，含尘浓度大，对金属材料的磨损很快。为了解决这一问题，采用了铬钢玉陶瓷片。 结构紧凑，占地面积小。在相同生产能力下，O-Sepa选粉机的体积只有其他选粉机的1/21/6，可节省局部土建费用。2 性能特点 选粉效率高。由于具有独特的别离性能，即使在含尘浓度高的选粉条件下，都能获得较高的选粉效率。当料气比为2.5kg/m3时，旋风式选粉机选粉效率仅为65%左右，而2000t/d以下生产线所选用的O-Sepa选粉机的选粉效率那么可达90%以上，即使规模更大的30005000t/d生产线也可达85%以上。 颗粒级配合理。O-Sepa选粉机颗粒级配合理，小于32um的颗粒占80%以上，有利于提高水泥的

33、早期强度。 产品细度调节范围宽，并且操作、控制简单。 物料粒径分选精度高，单位容积处理量大。O-Sepa高效选粉机循环负荷可以到达470% ，料气比可到达3.0 kg/m3 ，都远远高于其他分级设备。因此可将磨机内的含尘气体直接引入选粉机，选粉机照常工作。 粉磨系统采用O-Sepa选粉机，磨机可采用强力通风，大量利用冷空气，既降低磨内温度，也降低了成品温度。在粉磨相同细度产品时与其他选粉机相比，可降低出磨温度3050，降低成品温度4060。新型煤磨选粉机又称动态选粉机，与O-Sepa选粉机一样，是第三代选粉机。具有结构简单、细度调整方便的特点。它有HESM和CMS两种类型。11.5.1HESM

34、煤磨选粉机1 结构和工作原理HESM煤磨选粉机主要由传动局部、叶轮、导向风叶、壳体、出风管和灰斗等局部组成，如图11.15所示。设计合理的一次风、二次风进口面积和蜗壳的偏心距，加大灰斗锥体斜度，可以减少在选粉机内滞留煤粉的几率。另一方面，在受煤粉冲刷的易磨损部位采用贴刚玉片、堆焊耐磨焊条、喷焊刚玉粉等方法进行耐磨处理，这样可以大大延长选粉机的使用寿命，减少维护工作量。图11.15HESM煤磨选粉机的结构示意图HESM动态选粉机的分级原理为：两股选粉气流一股是从磨尾抽风管引来的含有半成品煤粉的气流，另一股为从排风机出口的排风管中返回的循环风分别从选粉机壳体的两水平进风口切向进入选粉机，经过有一定

35、角度的导向叶片均匀地进入分级室内，并在旋转的叶轮作用下形成水平强制涡旋流场，然后通过叶轮周边的涡流调整叶片进入中心风管向外排出。由磨尾输送设备螺旋输送机和斗式提升机输送来的半成品煤粉从选粉机进料口喂入，经撒料盘甩向还击板撞击分散后，均匀地落到分级室的气流中，并与气流充分混合的同时随气流作水平涡旋运动，在离心力和向心力的作用下，粗细物料粒子产生分级，细粉随气流进入叶轮内部从出风管排出，由防爆型高浓度气箱脉冲袋式除尘器收集下来作为成品。粗粉在分级室内呈螺旋状回转下降，在下降过程中又不断受到气流的反复屡次地分级，充分地除去混在粗粉中的细粉，最后粗粉落到灰斗中并排出，再由螺旋输送机输送回磨机。从磨尾抽

36、风管引来的含有半成品煤粉也在分级室内得到充分的分级。在选粉机进料口前端和粗粉出口后面设置重锤锁风卸灰阀，可减少漏风量，相应增大了两股选粉气流的风量，对提高选粉机的分级效率有好处。2带HESM煤磨选粉机的工艺系统图11.16带HESM煤磨选粉机的工艺流程从煤磨出来的半成品煤粉经提升机进入选粉机内，粗粉掉入灰斗返回磨头，细粉随气流进入外部的收尘器，收尘器收集下来的也是成品。 CMS煤磨选粉机1 结构和工作原理该机主要由传动局部、叶轮、导向风叶、壳体、出风管、灰斗等局部组成。2 带CMS煤磨选粉机的工艺系统带有CMS与HESM选粉机工艺流程有所不同，带有CMS系统为风扫磨系统，从煤磨出来的含有半成品

37、煤粉的混合气体进入选粉机内，粗粉掉入灰斗返回磨头，细粉随气流进入外部的收尘器，收尘器收集下来的就是成品。从选粉机出来的空气经收尘器后排入大气，没有循环风。新型煤磨选粉机系统与传统的只有通过式选粉机的煤磨系统相比，有以下特点：1 可以有效地控制煤粉细度当系统用风量固定在某一合理范围以后，只要调整选粉机叶轮的转速，就可以有效地控制煤粉的细度。调整方便可靠，调整范围宽。2 系统产量高采用粗细别离器的煤磨系统，由于受粗粉别离器结构的限制，如要磨制较细的煤粉，除调整粗粉别离器导风叶片角度外，尚需降低系统风量，这势必影响煤磨的粉磨效率和烘干效果，致使产量大幅度地下降。当要求煤粉更细时，带粗粉别离器的煤磨系

38、统那么无能为力。而带有新型煤磨选粉机的系统那么不然，选粉机可进行有效地调整。3 分级效率高实践证明，当磨制同样细度的煤粉时，带有新型选粉机的煤磨系统其返磨粗粉的筛余值远比带粗粉别离器的传统风扫磨系统的要大。充分显示出新型煤磨选粉机的分级效率远比粗粉别离器高的优点。4 应用范围广新型煤磨选粉机结构紧凑，体积小，处理量大，运转平稳，动载荷小。既可以用于老煤磨系统的改造， 又可以用于新煤磨系统。5 维护量小选粉机易磨损部位采用新型耐磨材料以及新技术、新工艺处理，可靠性高，使用寿命长，维护量小。6 生产平安可靠采用了有效的防煤粉沉积自燃和防爆措施，可确保平安生产。继O-Sepa分级机之后，又出现了一些

39、工作原理与O-Sepa分级机根本相同，但在结构上各具特点的高效分级机，都已用于实际生产，取得了较好的效果。选粉机是干法圈流粉磨系统的辅助设备，但是选粉机的工作情况对粉磨设备有着重大的影响。选粉机的作用是将粉磨过程中合格产品及时别离出来，以提高磨机产量，降低电耗。实际上，选粉机是不可能将粉磨物料中的合格产品全局部离出，在回磨粗粉中总会混有一局部未别离出的合格产品。选粉效率是衡量选粉机工作的重要指标。就整个分级作业而言，是将物粒按粒度大小分为具有不同粒度的粒级，但是，如果物料由具有不同密度的颗粒组成，那么物料的密度将对颗粒的沉降末速起作用，从而对分级作业产生影响，在同一粒级中，密度大的颗粒具有较小

40、的粒度，密度小的颗粒具有较大的粒度，这一点与筛分不同，筛分主要靠筛孔按粒度将物料分为假设干粒级，物料的密度影响较小。1 细粉回收选粉效率它是指经选粉后成品中实际选出的某一粒级的细粉量与选粉机喂料中该一粒级含量之比。在圈流粉磨系统中，设F为出磨物料量t/h，其细度以通过某一控制筛的百分数表示为a；G为粉磨产品量，亦即选粉机的细粉量t/h，其细度为c；M为新喂入磨机的物料量t/h，应等于粉磨产品量， M=G。T为选粉机粗粉回料量t/h，其细度为b。选粉机的选粉效率为 (11.19)由于式中G、T、F等不易测出，改用筛分方法来确定选粉效率较为方便。根据物料平衡：F=T+G 11.20对于筛下料来说F

41、a=Tb+Gc 11.21两式联立，从中消去T，就可得出选粉机喂料中相应于某粒级的颗粒含量为: (11.22)将式(11.22)代入式(11.19)，于是选粉效率为： (11.23)2 局部分级效率曲线局部分级效率曲线或称特劳姆曲线。对于诸如粒径、密度或化学成分等特性值为连续变量的场合，将特性值划分为假设干区间，各区间的回收率称为局部别离效率，用图表示时就是局部别离效率曲线，它表示各组成局部的别离结果。别离曲线的斜度可用清晰度系数k表示，按25%进入粗粉的粒径除以75%成为粗粉的粒径进行计算，k=d25/d75。分选灵敏时，k值大，对于理想状态k等于1。3 牛顿分级效率公式将某一粒度分布的物料

42、用分选机进行分级，分成粗料级和细粒级两局部，那么牛顿分级效率公式为：设F代表喂料量，T为粗料量，U为细料量，a、b、c分别为喂料、粗料级局部和细粒局部中实有的粗粒级物料的比例，那么有：F=U+T 11.24 和 Fa=Uc+Tb (11.25)由式11.24得：U=F-T 11.26将式11.26代入式11.25，得： (11.27)根据牛顿分级效率的文字公式 (11.28)将式11.27代入式11.28，整理后得：牛=(a-c)(b-a)/a(1-a)(b-c) (11.29)循环负荷或称循环负荷率是指选粉机的粗粉量与细粉量即成品量之比，也是圈流粉磨系统中的一顶重要工艺参数，根据式11.20

43、及式11.21可得出循环负荷为 (11.30)在圈流粉磨操作中，在磨机的粉磨能力与选粉机的选粉能力根本平衡的条件下，在一定范围内适当提高循环负荷可使磨内物料流速加快，增大细磨仓的物料粒度，减少衬垫作用和过粉碎现象，进一步强化磨机的粉磨能力，使整套粉磨系统的生产能力提高。因此，适当增大循环负荷是有好处的。但是，当循环负荷过大，会使磨内物料的流速加快，粉磨介质来不及充分对物料起作用，这反而使水泥的颗粒组成过于均匀，小于30m的颗粒含量少，以致水泥的强度下降。当循环负荷太大时，选粉会降低过多，甚至会使磨内料层过厚，出现球料比太小的现象，粉磨效率就会下降，结果是磨机产量增长不多，而电耗由于循环负荷增长

44、而增大，使经济上不合算。因此，循环负荷应有一合理数值，圈流粉磨系统只有当循环负荷控制在适当大小的情况下才能获得优质高产的效果，循环负荷与粉磨方法和流程、磨机长短和结构等因素有关，在实际操作中，各种不同的粉磨系统的循环负荷，一般可取：一级圈流水泥磨L=150%300%；二级圈流水泥磨短磨L=300%600%；一级圈流干法水泥生料磨L=240%450%；风扫式水泥生料磨L=50%150%；一级圈流湿法水泥生料磨L=50%300%。选粉效率的上下与选粉机的分级性能和循环负荷的大小有关，对于同一台选粉机来说，选粉效率随着循环负荷的增加而降低。因此，选粉效率也应当控制在适当范围，根据生产统计资料，粉磨水泥生料或水泥时，选粉效率一般控制在50%70%为宜，当循环负荷较大时，甚至低于50%也可。在圈流粉磨系统中，当某一粉磨设备操作制度一定如填充系数、转速等不变，选粉效率，循环负荷L与磨机生产能力Q之间的关系可用下式决定： (11.31)由于循环负荷和选粉效率都影响到粉磨系统的产量，也影响到产品的质量，因此，当考虑循环负荷和选粉效率是否恰当时，不仅要注意到产量，而且也要注意到产品的粒度组成。