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LDC新型立磨選粉機結(jié)構(gòu)

2020-10-15
郝武陽
(成都建筑材料工業(yè)設(shè)計研究院有限公司)
由成都建筑材料工業(yè)設(shè)計研究院有限公司承建的埃及GOE BENI SUEF6×6000t/d項目是世界水泥工業(yè)史上在同時、同地、同步建設(shè)的最大規(guī)模的水泥項目,也是合同工期最短的海PFEPC水泥工程總承包項目,獲得了行業(yè)各方的高度認可和廣泛關(guān)注。該項目選用立磨作為煤粉制備、生料制備和水泥粉磨工藝系統(tǒng)的核心設(shè)備,共計18臺。煤磨的型號為LM26.3D,生料磨的型號是LM56.4,水泥磨 的型號是LM65.4+4,其中,生料磨和水泥磨的選 粉機均采用了最新的選粉機結(jié)構(gòu)。
本文對LDC新型選粉機在結(jié)構(gòu)上的創(chuàng)新進行介紹,包括消除渦流的裝置——渦流整流器、集成軸承盒(主軸)結(jié)構(gòu)、巧妙設(shè)計的選粉機下軸承冷卻裝置、模塊化設(shè)計的轉(zhuǎn)子葉片和導向葉片。
1 立磨選粉機的原理
立磨選粉機(圖1)是一種氣流通過式分離器,經(jīng)研磨、烘干后的物料從下部隨氣流一起進入到選粉機中,選粉機的導向葉片引導含塵氣體從上旋流動變?yōu)榍邢蛄鲃?,選粉機轉(zhuǎn)子以與切向流動相同的方向旋轉(zhuǎn)。在導向葉片和轉(zhuǎn)子葉片之間的區(qū)域形成了向心作用力與離心作用力疊加的分選場,氣流中的顆粒在這里被分選。在向心作用力、離心作用力及重力的共同作用下,不合格的顆粒被分離并沉積下來,被收集在粗粉料斗中,并返回到研磨料床上進行再次研磨。合格的顆粒隨氣流一起穿過轉(zhuǎn)子葉片,通過選粉機上部殼體的出風口離開選粉機。
圖1 LDC選粉機示意圖
成品物料的細度取決于選粉機導向葉片的調(diào)整以及轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。在分選時,使導向葉片切向角變小或提高轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速都會使成品物料變細,而降低轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速或使導向葉片切向角變大,會導致物料變粗。導向葉片固定在樞軸中并可用手進行調(diào)節(jié)。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的方向取決于通過導向葉片的流動氣流,即轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的方向和氣流方向是完全一致的。通過粗粉料斗會在磨機內(nèi)形成粗顆粒有序地循環(huán),一方面它可以將上升的含塵氣體與回流的粗顆粒分隔開來,另一方面它可以將粗顆粒引入到磨盤中間進行重新研磨。
2 新型立磨選粉機的特點
萊歇立磨在以前使用結(jié)構(gòu)形式為LSKS (LOESCHE rotary cage classifier)的高效動態(tài)選粉機,從2008年開始逐步使用新型結(jié)構(gòu)的高效動態(tài)選粉機LDC(LOESCHE Dynamic Classifier)。兩者均 是鼠籠式分離器,LDC是在LSKS結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上優(yōu)化升級發(fā)展起來的(圖2)。
圖2 LSKS選粉機冪[ILDC選粉機對比示意圖
相比于LSKS選粉機,LDC新型選粉機的主要技術(shù)特點有:
(1)創(chuàng)新結(jié)構(gòu)的消除渦流裝置——渦流整流器。
根據(jù)氣體流場分析可知(圖3),LSKS型選粉機內(nèi)的紊流較大,風速不穩(wěn)定,粉塵顆粒的速度損失較大,不利于粒料輸送,經(jīng)過優(yōu)化后的LDC型選粉機在轉(zhuǎn)子的頂部上部增加了一個特殊的裝置——渦流整流器(圖4)。渦流整流器有一圈均布的勺形板,勺形板帶有一定的角度,和選粉機轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向一致,以保證含塵氣體隨著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),減少紊流和壓降,風速不會減少太多,恢復管道中的線性流動。
圖3 氣體流場仿真示意圖
圖4 渦流整流器示意圖
同時,由于渦流整流器固定在選粉機框架結(jié)構(gòu)上面,而且和選粉機殼體相連,除了有整流的效果,也大大增加了選粉機的剛度。
(2)優(yōu)化升級的集成軸承盒(主軸)結(jié)構(gòu)。
以前的LSKS型選粉機的主軸是貫穿轉(zhuǎn)子的,從圖1可知,主軸的長度很長,主軸和轉(zhuǎn)子的重量全部由選粉機上殼體承受重量,轉(zhuǎn)子底部的拉桿起著固定選粉機下軸承和避免轉(zhuǎn)子晃動的作用,根據(jù)實際應(yīng)用經(jīng)驗,由于轉(zhuǎn)子比較重,轉(zhuǎn)速較快,加之磨機殼體晃動的原因,運行一段時間后,拉桿的受力并不均勻,導致選粉機的晃動越來越大,不但選粉機的下軸承壽命降低,也影響了選粉效果。
新型的LDC型選粉機的上下軸承是裝配在軸承盒內(nèi)部的,軸承盒下端焊接在選粉機框架上面,軸承盒的最下端有法蘭和轉(zhuǎn)子的頂部連接,軸承盒和轉(zhuǎn)子的載荷全部靠選粉機框架承受,和LSKS型選粉機結(jié)構(gòu)相比,受力更均衡選粉機的穩(wěn)定性得到了極大的改進。具有避免晃動、降低消除震動的效果 (圖5)。
圖5 選粉機軸承盒和支撐框架示意圖
同時,LDC型選粉機的軸承盒內(nèi)集成了干油管、下軸承溫度傳感器接口,只需要在頂部配干油管接到軸承盒頂部的干油嘴接口。溫度傳感器的安裝也是如此。下軸承以及配套的干油管和溫度傳感器不和熱風有任何的接觸,極大地保障了軸承的壽命。傳統(tǒng)的LSKS型選粉機的痼疾之一就是選粉機的下軸承特別容易壞,由于下軸承位于轉(zhuǎn)子的下方,下軸承的干油潤滑管和溫度傳感器安裝在拉桿的內(nèi)部,而拉桿和熱風是直接接觸的,導致干油潤滑管內(nèi)的干油溫度很高甚至變質(zhì),干油管也極易破裂,測溫傳感器也很容易壞,嚴重影響了下軸承的使用壽命。
(3)巧妙設(shè)計的選粉機下軸承冷卻裝置。
根據(jù)LSKS型選粉機運行的經(jīng)驗,選粉機下軸承的溫度高和經(jīng)常性損壞是選粉機運行最大的問題。在某國內(nèi)項目,選粉機下軸承基本上是半年需要更換一次新的,不但增加了運行成本,而且對磨機的使用壽命造成了很大的影響。因為下軸承長期暴露在高溫和高粉塵的氣體之中,而且軸承干油潤滑管也是暴露在高溫含塵氣體之中,所以這個問題在LSKS型選粉機是無法解決的頑疾。
而LDC型選粉機在擁有了優(yōu)化升級的軸承盒的基礎(chǔ)上,設(shè)計了選粉機下軸承冷卻裝置。由于干油潤滑管和溫度傳感器都集成到了軸承盒內(nèi),并不和熱風接觸,選粉機下軸承也固定在選粉機框架內(nèi),在選粉機框架處設(shè)計了一個鐘型的保護罩,避免和熱風接觸,同時,用耐磨鋼管與磨外的大氣連通,在保護罩的頂部也有開口,當系統(tǒng)風機抽風的時候,磨內(nèi)形成負壓將磨外的低溫空氣吸入,以起到冷卻下軸承的作用,這個軸承冷卻裝置巧妙之處在于并不需要額外增加動力,在風機轉(zhuǎn)動的時候?qū)⒌蜏貧怏w高速地吸入保護罩內(nèi),以冷卻選粉機軸承 (圖6)。
圖6 下軸承冷卻裝置示意圖
通過磨機運行經(jīng)驗數(shù)據(jù)可知,使用LSKS選粉機的下軸承溫度為90~120℃,而使用帶軸承、冷卻裝置的LDC型選粉機的下軸承溫度僅僅為70~85℃。對于軸承的使用壽命有著非常優(yōu)秀的表現(xiàn)。
(4)模塊化設(shè)計的轉(zhuǎn)子葉片和導向葉片。
經(jīng)過模塊化設(shè)計的轉(zhuǎn)子葉片和導向葉片,在嚴重磨損之后可以快速方便地拆卸和更換標準化的葉片,大大提高了工作效率(圖7)。但需要注意,更換模塊化的葉片之后,需要重新對轉(zhuǎn)子進行動平衡試驗,以確保選粉機的振動在正常范圍之內(nèi)。
圖7選粉機轉(zhuǎn)子模塊化葉片示意圖
3 結(jié)束語
埃及GOE BENI SUEF 6×6000 t/d項目已在合 同規(guī)定建設(shè)工期內(nèi)順利竣工,現(xiàn)已進入合同履約第二階段,即保產(chǎn)階段。18臺LM立磨的良好性能表 現(xiàn),強有力地支撐了第二階段的運行保產(chǎn)實施,其 中LDC選粉機對產(chǎn)品的顆粒分布及產(chǎn)品在磨機內(nèi)循 環(huán)量控制起到了關(guān)鍵的作用,主要表現(xiàn)在氣流通過 磨機的壓降、風機電耗以及粉磨電耗等先進指標的 實現(xiàn),這些效果源于LDC選粉機的創(chuàng)新技術(shù):消除 渦流的裝置——渦流整流器、集成軸承盒(主軸) 結(jié)構(gòu)、巧妙設(shè)計的選粉機下軸承冷卻裝置、模塊化設(shè)計的轉(zhuǎn)子葉片和導向葉片。
來源: 《新世紀水泥導報》 2018年06期