XS80双出风口笼形转子选粉机Word文档下载推荐.docx
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1.5%,矿渣掺量9%，台时产量23～25t/h，选粉效率40%，循环负荷200～260%。
该厂根据《水泥》2003.2中”双出风口旋风分离器技术改造旋风选粉机”的线索,调研了盐城工学院倪文龙在霸王山水泥厂Φ2.8m选粉机改造实施的成功经验,该厂发上述资料来,想也请我们改造。
由于选粉机的选粉效率比较低，循环负荷比较高，而且磨内存在严重过粉现象，造成磨机台时产量比较低，且细度难以控制，操作难度大。
随着社会的不断发展与进步，科学技术的不断更新与提高，这对水泥厂的要求也将越来越高。
经过认真分析，认为造成磨机系统产量不高的主要原因在于选粉机内部的结构不合理，选粉区空间太小，旋风分离器捕集细粉能力差，细粉漏风严重，因此，我们将要对选粉机进行改造，以提高其选粉效率。
1.增大选粉区空间；
2.改进旋风筒；
3.改进选粉室内部结构，增加物料冲击板；
4.改进旋风筒下料口尺寸；
5.改进细粉出口的锁风方式；
6.增加撒料盘上拨料小叶片的数量与规格。
预期经过以上的改进后，选粉机的选粉效率将会大大提高，磨机的台时产量也会进一步提高。
正文
1技改方案和措施
根据测试结果，拟订了改进选粉机分级能力，提高旋风分离器捕集细粉能力，强化磨机的粉磨能力，改善磨内料流和通风能力为主线的改造方案。
改造时我们将回转小风叶拆除，改成笼形转子，分离力场从平面圆环变成圆柱体，径向变化范围较小，分离力场均匀，分级临界粒径范围较窄，因而混料窜料较少，分级效果较好，为使分离临界粒径可调，我们将转子电动机改用调频电动机。
原选粉机外围是6个Φ1.2m的单出风口旋风分离器，它一般只能收集20um以上颗粒。
研究和实践表明：
现行单出风口旋风分离器核心强制涡的无用压力损失占旋风分离器总压力损失的65%～85%；
出风口下端附近有较大的径向速度，呈短路流现象；
锥体下部有较大的偏心流，造成排尘口粉尘返混，而使分离效率下降。
为解决上述问题，我们选用导流口可调式双出风口旋风分离器,并且把6个Φ1.2m的旋风筒改成6个Φ1.1m的旋风筒,并增加三个集灰斗。
1.1针对上述问题,对选粉机的选粉室进行内部结构改造:
1）拆除原36片辅助风叶,改成分级圈,替代原辅助风叶起分离作用。
分级圈由90根分级柱及上、下盘组成,固定在原风叶座上。
分级圈高速旋转,产生强大的旋流及切向剪切作用,使物料分散性好且分级强度高。
2）在分级圈上部设置盖风筒,固定在选粉机壳体上,防止气流从分级圈与选粉机壳体间通过,迫使气流从分级圈通过。
3）在分级圈上盘外侧均匀设置42片小风叶,小风叶随分级圈高速运转,形成气压,使气流从分级圈通过,防止短路。
4）在选粉室锥体部位增设锥形内筒,提高该处风速,避免了塌料。
5）选粉室及6个旋风筒的蜗旋内壳部分均采用钢板内衬代替原来的铸石衬板。
①由于直筒上部和蜗旋部分的内衬基本完好,因此只改直筒下部和缩口部分的内衬。
②打掉上述部位残存的衬板,内壳清扫干净。
③用厚度10mm的钢板替代铸石衬板,分缩口和直筒两部分下料。
④钢板内衬与内壳短焊。
这样,一便于更换;
二可以避免用螺栓锁定壳体难以密封,且割螺孔的壳体强度会受损;
三可以加强壳体刚度。
使用过程中牢固、可靠,合乎生产要求。
更换时只需把短焊处割掉,即可拆下,非常简便。
1.2由于选粉机受减速机影响,加之改造仅针对选粉室,故改造后存在循环负荷偏低和成品比表面积下降等问题。
选粉机改造后,由于水泥成品颗粒级配发生了变化,从而使其比表面积下降。
针对上述问题,我们进行了一次系统标定,根据标定结果对磨内钢球级配进行重新调整,同时对选粉机做适当调整。
改造是在不动选粉室外壳、下部结构和旋风筒的情况下,对选粉室上部的内部结构进行更新。
转子是由立轴、分级圈、撒料盘和小风叶所组成。
由耐磨钢棒组成呈倒锥形的分级圈与平式撒料盘,固定在立轴上,由可调速的电机、立式减速机带动立轴一起转动。
出磨水泥从顶部进料口喂入,落到回转的撒料盘上,靠离心力将物料抛撒出去,分散在气流中进行第一次分选,然后携带细粉的气流进入笼形分级圈的狭长空间再度分离,然后沿切线方向进入气固分离的旋风筒,细粉被收集卸出成品。
1）采用笼式分级圈代替原有的大风叶。
经撒料盘分选的物料,连同机内循环风,通过笼式分级圈时被切割。
当气流穿过由圆棒组成的缝隙时速度加快,而物料与笼子上的圆棒碰撞,又一次被分离,提高分级精度,因此选粉效率有所提高。
新结构中为避免料气流短路,在选粉室壳体上设有环状盖风板。
分级圈的上盘焊有小风叶,迫使气流从分级圈内均匀通过
。
2）缩小撒料盘。
采用螺旋桨撒料盘原理,使撒料叶面上的物料沸腾扬起,细颗粒得到首次分离。
在回转过程中,倾斜的叶片对撒下的物料有撞击作用,能将凝聚、结团的物料击三而易于分离。
此外,相同直径螺旋桨形的边缘轮廓线是锯齿形的,从而加长了撒料圆周线的长度和增大了撒料面积。
目前,选粉机的撒料盘一般采用平板状。
这中形式的机械撒料盘,不能把物料中凝聚成团的粒子打碎,并且从理论上讲也不能使粒子得到应有的加速,因此分散效率是较低的。
这样就使喂入选粉机中的物料应成为产品的微粉或多或少地还没有机会分级就落入粗粉中去了。
为满足高细产品要求,需提高主轴转速,故将撒料盘直径由Φ1.6m改为Φ1.2m,减小离心力可改善选粉效率。
撒料盘外周边上加一圈档料圈,以其提高盘上存料量。
由于撒料盘结构改变后,改善了撒料盘分散性能,从而降低了选粉机的分离率所致。
撒料盘的中间部分为带边棱的盘形,因此物料粒子在盘面上受到加速,只有达到一定速度后,才会跳过边棱,这样就保证了粒子的初速度;
撒料盘的周边呈波浪状,物料粒子在这一区域产生跳跃,物料中的粒子团得到很好的破碎;
在撒料盘的下面,安装有风叶,它的作用是提高气流的切向分速度值,对降低分离率,提高分级精度都有重要作用。
3）主轴加长、加粗。
采用新转子后,零部件加重,需将主轴加粗至Φ140mm,长度也略有增加,原立轴、底座全部拆除、更换。
4）除转子改造外,传动部分也进行更新。
该设备直齿圆锥齿轮,噪声大、使用寿命短、轮齿易折断。
在保证传动比不变、安装尺寸基本不变的条件下,在选粉机减速箱内,设计安装了一对螺旋锥齿轮,齿轮采用格里森齿形制,取代直齿圆锥齿轮。
①电机容量加大,以满足正常运行。
②选用变频调速取代电磁调速。
由于其调速灵活稳定可靠,有利于控制产品细度及粒度分布的质量要求。
③传动装置更换。
更换立式减速机,加大容量,延长使用寿命。
改造后,水泥成品的各粒径筛余值均下降,表明磨内粉磨作用改善,提高了磨
机台时产量和各龄期水泥强度值,不仅说明粉磨效率的提高,而且经选粉后的水泥成品颗粒级配也有所改善,选粉机的选粉效率较以前有所提高了。
可以看出,造成系统产量不高的主要原因在于选粉机内部结构不合理,选粉
区空间太小,旋风筒收集细粉能力差,细粉出口漏风严重。
选粉机的外部工作环境不负荷规定要求也会造成选粉效率不高。
基于此情况,我认为造成生料系统产量不高的主要原因是选粉机的选粉效率不高。
一、选粉机的外部工作环境不负荷规定要求;
二、选粉机内部结构存在不完善之处。
针对以上两点,我采用以下技改措施。
1.3选粉机外部工作环境的改善:
1）调整磨机内的钢球级配。
通常,钢球级配是大球和小球的数量较少,中间规格的数量较多,这样就使得钢球见空隙大,物料流速快,出磨细度粗,为了延长物料在磨内的停留时间,满足产品产量和细度要求,有必要减少钢球之间的空隙,基于此目的,加大大小钢球比例,这样既保证了对物料的冲击能力,也减少了钢球间的空隙,起到了物料减速的作用,从而满足了磨机的物料细度与产量的要求。
2）改进选粉机的锁风装置。
因细粉、粗粉出料口与输送机之间的距离太短,造成它们之间的联接管道的容量太小,致使重锤翻板时时处于开放状态,锁风效果太差,跑风严重,影响了旋粉机的选粉效率。
故改为刚性叶轮喂料机进行喂料和锁风,效果很好。
1.4改进选粉机
1）采用螺旋桨式撒料盘,撒料盘与小风叶的联接装置采用新的结构。
撒料装置性能的好坏,对选粉机性能具有很大的影响,因此在各国研制出的新型选粉机中,都纷纷采用了与之相适应的新结构的撒料装置,这些新型撒料装置虽然结构不同,但都比平板状撒赖哦盘在性能上有较大的提高，为整机性能的提高奠定了基础。
螺旋桨式撒料盘具有撒料作用,本身又产生上升气流,使撒料盘叶面上的物料颗粒沸腾扬起,可使物料颗粒增加分级、分散性能。
增加了撒料盘上拨料小叶片数量,由原来的8件改为16件。
这样就防止了物料的集中下落,使物料被空气吹起,更加分散均匀,从而提高了选粉效率。
2）撒料盘下部加装辅助风叶,其水平角度可任意调节。
它使得由于中立作用而下落的物料颗粒重新扬起,重新回到循环风中再次分级,增加了选粉机的分级、分散能力。
3）改进选粉室内部结构,增加物料冲击板。
在选粉室内壁周边沿竖直方向均匀焊上32根角钢30mm×
30mm,角向中心。
同时,在锥形筒体衬板上均匀焊上40根扁钢,将圆滑壁改成波纹壁面,使受离心力作用的物料与壁面接触时,形成反向撞击,使粗粉、细粉进一步分离。
4）合理调整选粉区与提升区繁荣部位,重新设计和不止小风叶与撒料盘的高度,加大选粉室空间。
加大这一区域,使物料在离心区域中自由状态下完成分级,再受到小风叶的加速作用,粗、细颗粒间的相互干扰减小,颗粒间的分级性能提高,可使回粉中的细粉更加有效选出,从而提高选粉效率。
5）调节循环风量。
循环风量是旋风式选粉机的重要操作参数,它不仅关系到选粉机的产量、产品细度,而且还直接影响分级区的分级精度。
首先,分离粒径与循环风量的平方根成正比,因此改变风量,可以在较大范围内调整产品细度,当循环风量增加时,选粉机的断面风速提高,使被悬浮的粒子直径加大,理论分离粒径变大,则产品变粗;
反之,则产品变细。
其次,选粉机的细粉产品是由循环气流携带逸出分级区进入旋风收尘器的,被收集下来才成为成品,因此风量的大小直接决定了产品产量的多少。
第三,循环风量减小后,分级区的气流速度降低,当粒子自撒料盘边缘脱离时,受到气流的冲击和洗刷作用下降,可能会使粘附在一起的粒子分不开,作为粒子团沉落到粗粉中去,从而使分级精度下降;
另外,循环风量减小后,也会使旋风收尘器的进风口风速降低,收尘效率下降,使排出的气流中夹带的微粒子增多,这也反过来降低了分级精度。
调节循环风量有两种方法:
一、调节主风管蝶阀开度;
二、调节主风机转速。
6）改进旋风筒。
新设计了旋风筒的进风口的蜗牛角,加设了导风板。
使循环风量在导风板的作用下以较高的速度进入旋风筒,在蜗牛角扩大部分风速突然减低,从而减少了气流中细粉碰撞旋风筒内壁的几率,加速了颗粒沉降,提高了旋风筒的收尘效率。
我这次毕业设计的主要任务是对贵州水城水泥厂Φ2.8m选粉机的旋风筒进行改造。
它与霸王山水泥厂的Φ2.8m选粉机类似,经过现场测绘,分析计算以及查阅参考文献,确定了改造的方案:
选用6个Φ1.1m的导流口可调式双出风口旋风分离器来代替原来的6个Φ1.2m的单出分口旋风分离器,并且在每两个旋风分离器之间增设一个集灰斗,共三个集灰斗。
2.双出风口旋风分离器结构、原理和优点
2.1工作原理及优点
（1）工作原理
旋风分离器如图。
含尘气体从进风口切向进入筒体，在筒体与出风管、导流管之间的环形空间旋转向下并逐渐进入锥体，气体中的粉尘受旋转力场中的离心力作用而与气流分离并碰撞筒壁，失去动能，沿筒壁入锁风阀后及时排出；
气固分离后的净化气流，经反射屏强制改向，沿导流管外壁旋转向上并经导流口从上、下出风口排出。
（2）实验室对比
模拟同一种工况，对同一种规格的单出风口旋风分离器与双出风口旋风分离器测试进出风口的流量、压力、分离效率及旋风筒内流场；
改变双出风口旋风分离器的导流筒结构参数，进行同比测试，寻求系统的最佳化。
（3）优点
与传统旋风分离器相比：
出口风速降低近半，压力损失显著降低;
筒身纵向开设多个导流口,可基本消除核心强制涡;
导流筒上口与上出风口下端联接,可消除短路流;
导流筒下口与下出风口上端联接,并设置反射屏,可显著降低粉尘返混现象,分离效率可进一步提高。
（4）设计时需要注意的问题
1）双出风口旋风分离器的进口风速的设计和控制至关紧要;
2）双出风口旋风分离器的上下出风管风凉平衡问题不容忽视;
3）双出封口旋风分离器下出风管水平段不宜过长沿程阻力尽量减少,风速不宜过低,切忌漏风,以防水平段积灰,可增设集灰斗。
2.2细粉集灰斗的设计的弊与利
（1）细粉集灰斗的设计优点是:
①减少了细粉出灰口的数量,相应减少了锁风点,降低了系统漏风;
②选粉机本机便于安装。
（2）细粉集灰斗的设计缺点是:
降低了细粉收集效率,从而降低了整机的分级性能。
由旋风式选粉机的结构可以看出,分布在筒体周围的六只旋风筒出口并不
处在相同的静压下,靠近风机的静压高,远离风机的静压低。
静压的不平衡,形成流经各个旋风筒的风量不平衡。
靠近风机的旋风筒静压高,则风量大;
反之离风机远的旋风筒,通风量就低。
这种差异,随着旋风筒出口的分叉凤管积灰的增多而加剧。
在通风系统的风量、风压十分稳定的情况下,各旋风筒间通风量的差异,影响不大,仅因各旋风筒进口风速不同而收集效率有高有低罢了。
但因离心式通风机所构成的气流循环系统,受多种因素的影响,风量与风压在不断地变化。
这种风量、风压的波动造成了系统中各旋风筒风量的不稳定。
由于各旋风筒的排灰口与细粉集灰斗相连,形成六只旋风筒排灰口间相互传统,在风量与风压不稳定的情况下,各旋风筒的排灰口间就会发生气流的串流,即有的排灰口排出气体,有的排灰口倒吸气体。
前者随对收集效率有影响,但不严重;
而后者会使收集效率大大降低,严重时则使收集效率下降为零。
由于风量与风压的频繁变动,所以总有某个旋风筒瞬时收集效率急剧下降。
这样六只旋风筒的综合收集效率受到上述现象的影响就不会高了。
目前旋风式选粉机大部分使用不佳,除去由于锁风不良造成的影响外,上述因素的影响,也是相当重要的。
3.存在问题及诊断
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备注:
公式[1]～[8]选自《工程流体力学》和《水泥工厂收尘及其测试》
结论
为期两个多月的毕业设计即将结束，回顾整个过程，我觉得受益匪浅。
通过这次设计，使我将四年中学到的基础知识得到一次综合应用，使学过的知识结构得到科学组合，同时也从理论到实践之间发生一次质的飞跃，可以说这次设计是理论知识践运用之间互相过渡的桥梁。
在这次毕业设计中,我的设计任务是对FXS双出风口笼形转子选粉机进行设计与改造,对该选粉机的旋风分离器的管道和集灰斗进行了改造与设计,已经完成。
和以前的旋风式选粉机相比,经过改造后的选粉机有了显著的提高,捕集细粉的能力有了显著的提高,收尘效率也有了很大的提高,比表面积明显增加,循环效率也大大降低,增产幅度较大。
预期经过改造后,贵州水城水泥厂的选粉机的选粉效率会提高到70%,循环负荷将会下降到150%左右,产量也将会达到预期目标。
这次设计是独立完成，不仅锻炼了我独立设计的工作能力严谨求实的工作作风，也培养了我独立思考的能力和团队合作精神，为以后的工作打下了良好的基础。
由于本人能力有限，设计中还存在许多不足之处，恳请各位老师同学给予批评指正。
致谢
参考文献
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机械工业出版社，2001年8月；
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浙江大学出版社，2001
年10月；
[10]湖南省建材科技情报总站.水泥工厂收尘及其测试.湖南科学技术出版社,1981年2月.
附件清单
1.毕业设计论文一份
2.毕业设计任务书一份
3.FXS双出风口笼形转子选粉机装配图FXS80A0加长1张
4.FXS双出风口笼形转子选粉机旋风筒组部装FXS80-05A21张
5.FXS双出风口笼形转子选粉机迷宫密封FXS80-02A41张
6.FXS双出风口笼形转子选粉机导风管FXS80-04A41张
7.旋风筒FXS80-05-01A21张
8.集灰斗FXS80-05-02A31张
9.导流筒FXS80-05-01-01A31张
10.筒体FXS80-05-01-02A21张
11.锥体FXS80-05-01-03A21张
12.门FXS80-05-01-04A21张
13.支架FXS80-05-01-04-01A41张
14.门体FXS80-05-01-04-02A21张
15.衬板FXS80-05-01-04-03A31张
16.丝杠FXS80-05-01-04-04A41张
17.支架
（二）FXS80-05-01-04-05A41张
18.手柄FXS80-05-01-04-06A41张
19.小轴FXS80-05-01-04-07A41张
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