2500t/d特种水泥熟料生产线水泥粉磨车间工艺设计
因此,本次设计采用中心单传动。 5.2.1.12 进料装置和卸料装置
a)进料装置
进料装置的作用是将物料顺利地送入磨内。通常采用的有三种:溜管进料装置、螺旋进料装置和勺轮进料装置。
溜管进料装置结构简单,但是喂料量较小,适用于空心轴颈较大而长度较短的磨机;螺旋进料装置是强制性喂料,喂料量较大,但是结构复杂,钢板焊接件容易磨损。它适用于喂料量大,而空心轴小且长的磨机;勺轮进料装置由勺轮轮叶提升,转由中心卸下进到锥形套内,然后溜入磨内。由于锥形套可使物料有很大的落差,所以在相同规格下,勺轮进料比溜管进料喂料量大。
本次设计采用喂料量较小的溜管进料装置。 b)卸料装置
物料由尾仓通过卸料篦板后,扬料板将物料提升并倒落到倒料锥上,再滑落到空心轴内的锥形套筒内,从传动接管上的椭圆孔落到圆筒筛上。圆筒筛用螺栓固装在传动接管上一起旋转。细小物料通过筛孔,汇集于卸料罩底部漏斗卸出。未通过筛的难磨粗颗粒及粉磨介质残渣,沿筛面滑下沿孔卸出。 5.3 辊压机系统选型计算
辊压机采用合肥水泥设计院开发的高效节能粉磨设备HFCG型辊压机。初步选择辊压机的型号为HFCG160-120,其主要性能参数如下表。
表5-8 HFCG160-120辊压机性能参数
型号 HFCG160-120
能力(通过量) 450~550t/h
压辊公称直径 1600mm
压辊公称宽度 1200mm
装机功率 2 × 800kW
表5-9 辊压机电机性能参数
型号 YKK500-4
转速 1483r/min
电压 10000V
电流 60.11A
功率 2 ×900kW
a)单机生产能力
GR?3600Be??s
=3600×1.2×0.01×1.45×2.4=150.34(t/h) (5-18) 式中GR——辊压机生产能力,t/h; B——辊子宽度,m;
e——辊子工作间隙,参照《硅酸盐工业机械及设备》P48,取辊子间隙为
e=10mm;
?——辊子的圆周速度,m/s;
42
?s——产品容重,取2.4t/m3。
b) 磨辊转速
60v60?1.45 n?==17.32(r/min) (5-19)
?D3.14?1.6 式中 n——辊压机磨辊转速,r/min;
v——磨辊表面线速度,参照《水泥生产工艺计算手册》P142取V=1.45m/s; D——磨辊直径,m。
c)处理能力
G(1?LR)150.34?(1?2.2) QR?R ==534.53(t/h) (5-20)
K0.9 式中QR——辊压机的处理能力,t/h; LR——辊压机的循环负荷,取LR=2.2; K——通过量波动系数,取K=0.9。
通过计算,所选择的辊压机能够满足设计要求。 5.4 选粉设备 5.4.1 选粉机的概述
选粉机作为圈流粉磨系统的核心设备,其性能的好坏对圈流粉磨系统的产量和成品的质量有着至关重要的影响。自从1885年英国人Mumford 和 Moody发明第一台离心式选粉机以来,世界上共出现了三代选粉机:第一代选粉机为离心式选粉机,以美国的Sturtevant公司生产的这种选粉机最为典型;第二代选粉机是由二十世纪60年代德国维达格公司推出的旋风选粉机;第三代选粉机是1979年由日本小野田公司开发的O-Sepa选粉机。
根据气流与粉尘在选粉机中的分布状况,离心式选粉机具有内部循环的特征。旋风选粉机具有外部循环的特征,具有外部循环特征的气流分布方式减少了细粉随回风的循环,降低了选粉室的选粉浓度。O-Sepa应用平面螺旋气流选粉原理,改善了选粉条件,同时成品收集采用独立的除尘系统,避免了细粉的循环。
1970年北京水泥工业设计院在青岛水泥厂Ф1.83×6.1mm水泥磨上安装了首台国产旋风选粉机,此后在中国选粉机很快得到了推广。如今在中国三代选粉机并存,但离心选粉机已基本处于淘汰状态,第三代O-Sepa选粉机应用还不广泛,第二代旋风选粉机得到了充分使用和发展,并且在第二代旋风选粉机基础上进行了多种改进,目前广泛使用具有代表性的选粉机有:转子式选粉机(包括二次风选粉机、双转子式选粉机、双出风选粉机)、改进型T-Sepax选粉机等,其中转子式选粉机就是70年代德国F.L.Smdth公司开发的REC型选粉机,是在旋风选粉机的基础上用
43
2500t/d特种水泥熟料生产线水泥粉磨车间工艺设计
竖式叶片转子代替大小风叶;二次风选粉机是由德国洪堡维达格公司开发的ZUB-H型选粉机,它增加风的二次切割,一定程度上改善成品的颗粒级配 。
0一Sepa高效选粉机自问世以来,便以其节能、高效享誉世界。已有美国等十几个国家购买了专利,在水泥行业中得到了迅猛发展,成为第三代选粉机的代表。较之第一和第二代选粉机,第三代O—SEPA高效选粉机在分级原理上实现了重大的突破,其分级原理为:分级气流由外配引风机提供,细粉由高效率的袋式收尘器收集。可将磨机内通风引入选粉机,既环保又简单。一次风和二次风切向进入类似旋风筒的壳体,通过导流叶片进入选粉区,在旋转的转子叶片和水平隔板的作用下,形成一个均衡稳定的水平涡流选粉区。物料在撒料盘的离心力作用下,抛向缓冲板,打散后落人选粉区, 自上而下,被气流挟带,连续不断地被气流及转子叶片多次分选,细粉经转子叶片、出风管进入收尘器,收集为成品。分离后的空经引风机,排人大气,气流不循环。
O-Sepa选粉机能为物料颗粒提供多次分选机会,物料在分选区停留时间较长,并在选粉区内由笼式叶片分料板组成的回转涡轮,使内外压差在整个选粉区高度保持一致,从而使整个选粉区的气流均匀稳定,为精确的选粉创造了良好的条件。
O-Sepa高效式选粉机与离心式、旋风式选粉机相比具有以下技术特点: a)提高选粉效率,可达74%,使磨机产量增加大约22—24%、节能约8—20%。 b)成品粒径分布3—44um的细料所占百分比较高,水泥颗粒组成合理,有利提高水泥强度。
c)借助变速驱动装置,易于调节产品细度。
d)体积小、质量轻,只需传统式选粉机1/2或1/6空间。减少基建投资。 e)磨机可采取强力通风,并且选粉机内可引入大量冷风,有利于降低系统温度,提高粉磨效率。
因此,参考国内多数新建的水泥生产线,本次设计的粉磨系统选粉机选择O-Sepa高效选粉机。 5.4.2 选粉机的选型计算
O-Sepa高效选粉机规格的确定如下: a)按喂料浓度计算
N1?Gm(L?1) (5-21)
60Ca式中:N1:按喂料浓度计算的O-Sepa选粉机的规格,m3/min;
Gm:水泥的产量,kg/h ;
L:循环符合,取为200%;
44
Ca:最大喂料浓度,Ca?2.5kg/min
158080?(2?1)3=3161.60 m/min N1=
60?2.5b)按选粉浓度计算 N2?Gm (5-22) 60Cf式中:
N2:按喂料浓度计算的O-Sepa选粉机的规格,m3/min; Cf:选粉机的选粉浓度,选型时Cf=0.8kg/m3
158080=3293.33m3/min N2?60?0.8根据上面两个数据,参照《新型干法水泥厂工艺设计手册》P191,选择型号为O-Sepa N-3500的高效选粉机1台。
N-3500选粉机主要性能如下:
表5-10 N-3500选粉机性能指标
转子速度电机功选粉空气量最大喂料成品能力(r/min) 率(kW) (m3/min) 能力(t/h) (t/h) 80~175
175
3500
525
168-210
减速机型号 电机型号 B2SV07-A
Y315L1-4
质量
(kg) 31200
c)循环负荷与选粉效率:
闭路流程的循环负荷率与磨机型式、长度、装球量以及选粉效率等有关。但选粉效率又随循负荷的增加而降低。虽然比生产率最大时,循环负荷位于300-400%,但实际超过250%时,比生产率增加不多,循环负荷大,有些输送设备规格大,输送设备和选粉机电耗高。因此该系统适宜的循环负荷以200-250%为好,相应的选粉效率55-48%。
O-Sepa选粉机系统,比生产率最高点位于循环负荷为200%处,小于150%时则降低较快,因此循环负荷适宜为150%—200%,相应的选粉效率在71%—63%。 各种闭路粉磨系统的循环负荷率可参考表5-11数值:
表5-11 不同选粉设备参考循环负荷率
不同选粉设备 循环负荷L(%)
离心式选粉机 200~300
旋风式选粉机 150~200
O-Sepa选粉机 150~200
因此,参考表5-11,本次设计选择选粉机的循环负荷为200%。由于本设计采高效选粉机组合系统,球磨机最大小时产量为158.08t,选粉机所需要的处理量为:
(100%?200%)?474.24(t/h) (5-23) Q处理?158.08?
45
2500t/d特种水泥熟料生产线水泥粉磨车间工艺设计
因此所选的选粉机能够满足设计要求。 5.5除尘设备 5.5.1除尘概述
水泥工业上的除尘工艺不仅减少环境的污染,甚至还可以变废为宝,实现资源的利用和回收。世界上发达国家利用水泥回转窑焚烧危险废弃物已有近30年的历史,不仅使危险废弃物减量化、无害化处理,而且将废弃物作为原料利用,做到废物资源化。而我国在环境治理方面则尚有很大的欠缺。为了使我们以及我们的子孙后代生活在一个洁净和绿色的星球上,我们有责任和义务作好水泥工业中产生的污染源的治理及预防。
80年代初, 一些高效旋风选粉机(O-Sepa, Sepeax等), 受到广大用户青睐, 原因之一是它们可以灵活地适用于各种磨机, 而且效率不减。与此同时, 辊压机也开始应用。水泥厂用高效选粉机将磨好的水泥冷却和分级, 就需要大型袋式除尘器做产品收集器。因此, 袋收尘成为生产工艺的整体组成部分, 而非辅助设备。这些袋除尘器用上薄膜滤袋, 进一步优化生产过程并使运行稳定; 滤袋可连续使用三年以上; 尽管入口粉尘浓度高达1000g/m3, 但袋压降△P仍低于1470Pa。另外水泥厂采用的辅助措施也给袋收尘器带来了一些问题:
a)在水泥中掺入钢渣以提高质量。但磨碎钢渣时,由于渣的水分会给除尘器带来一些问题。
b)在水泥中填加飞灰和火山灰。这些物料的颗粒微细且形状不规则, 使除尘器增加了负荷。而在使用了薄膜滤袋后, 可以克服与此有关的高阻力和高排放问题。
袋式收尘器是过滤型的除尘器中的主要型式。塑烧板收尘器是当前最新型的过滤型收尘器,收尘效率可达99.999%,并只能过2um以下粉尘。袋式除尘器中含尘气体通过过滤材料阻隔、粘附作用达到气固分离之目的,是用途最广的高效率收尘器,设计效率可达99%以上。只要加强管理,使设备的工况保持在适合净化的工况下,都能达到理想的状态。如出磨机的气体要保持在临界温度15℃以上。高浓度粉尘含量可采取二级收尘等措施达到净化目的。
袋式除尘器可根据清灰方式的不同而分为人工振打式、机械振打式、气环反吹式,脉冲喷吹式,回转反吹风式等各种袋式收尘器。按含尘气体进出滤袋的方式可分为内滤式和外滤式。含尘气体进入滤袋往外流动,粉尘被阻留在袋内为内滤式;外滤式则方向相反。按含尘气流和被分离粉尘的流向又分顺流式和逆流式,含尘气体与粉尘下落方向一致为顺流式;反之为逆流式。按排风机的工艺布置位置,在收尘器之前为正压式,在后面的为负压式;多数情况设计为负压滤尘,可避免收尘器泄漏而飞扬,也可避免粉尘加剧风机的风叶磨损。按布袋形状又可分为圆袋式和扁
46