由成都建筑材料工業(yè)設(shè)計(jì)研究院有限公司承建的埃及GOE BENI SUEF6×6000t／d項(xiàng)目是世界水泥工業(yè)史上在同時(shí)、同地、同步建設(shè)的最大規(guī)模的水泥項(xiàng)目，也是合同工期最短的海PFEPC水泥工程總承包項(xiàng)目，獲得了行業(yè)各方的高度認(rèn)可和廣泛關(guān)注。該項(xiàng)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(jì)18臺(tái)。煤磨的型號(hào)為LM26.3D，生料磨的型號(hào)是LM56.4，水泥磨 的型號(hào)是LM65.4+4，其中，生料磨和水泥磨的選 粉機(jī)均采用了最新的選粉機(jī)結(jié)構(gòu)。
本文對LDC新型選粉機(jī)在結(jié)構(gòu)上的創(chuàng)新進(jìn)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(jì)的選粉機(jī)下軸承冷卻裝置、模塊化設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)子葉片和導(dǎo)向葉片。
1　立磨選粉機(jī)的原理
立磨選粉機(jī)(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(jìn)入到選粉機(jī)中，選粉機(jī)的導(dǎo)向葉片引導(dǎo)含塵氣體從上旋流動(dòng)變?yōu)榍邢蛄鲃?dòng)，選粉機(jī)轉(zhuǎn)子以與切向流動(dòng)相同的方向旋轉(zhuǎn)。在導(dǎo)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(jìn)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(jī)上部殼體的出風(fēng)口離開選粉機(jī)。 成品物料的細(xì)度取決于選粉機(jī)導(dǎo)向葉片的調(diào)整以及轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。在分選時(shí)，使導(dǎo)向葉片切向角變小或提高轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速都會(huì)使成品物料變細(xì)，而降低轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速或使導(dǎo)向葉片切向角變大，會(huì)導(dǎo)致物料變粗。導(dǎo)向葉片固定在樞軸中并可用手進(jìn)行調(diào)節(jié)。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的方向取決于通過導(dǎo)向葉片的流動(dòng)氣流，即轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的方向和氣流方向是完全一致的。通過粗粉料斗會(huì)在磨機(jī)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(jìn)行重新研磨。
2　新型立磨選粉機(jī)的特點(diǎn)
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(dòng)態(tài)選粉機(jī)，從2008年開始逐步使用新型結(jié)構(gòu)的高效動(dòng)態(tài)選粉機(jī)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(jí)發(fā)展起來的(圖2)。 相比于LSKS選粉機(jī)，LDC新型選粉機(jī)的主要技術(shù)特點(diǎn)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(jī)內(nèi)的紊流較大，風(fēng)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(jī)在轉(zhuǎn)子的頂部上部增加了一個(gè)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(jī)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(fēng)速不會(huì)減少太多，恢復(fù)管道中的線性流動(dòng)。 同時(shí)，由于渦流整流器固定在選粉機(jī)框架結(jié)構(gòu)上面，而且和選粉機(jī)殼體相連，除了有整流的效果，也大大增加了選粉機(jī)的剛度。
(2)優(yōu)化升級(jí)的集成軸承盒(主軸)結(jié)構(gòu)。
以前的LSKS型選粉機(jī)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(jī)上殼體承受重量，轉(zhuǎn)子底部的拉桿起著固定選粉機(jī)下軸承和避免轉(zhuǎn)子晃動(dòng)的作用，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，由于轉(zhuǎn)子比較重，轉(zhuǎn)速較快，加之磨機(jī)殼體晃動(dòng)的原因，運(yùn)行一段時(shí)間后，拉桿的受力并不均勻，導(dǎo)致選粉機(jī)的晃動(dòng)越來越大，不但選粉機(jī)的下軸承壽命降低，也影響了選粉效果。
新型的LDC型選粉機(jī)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(jī)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(jī)框架承受，和LSKS型選粉機(jī)結(jié)構(gòu)相比，受力更均衡選粉機(jī)的穩(wěn)定性得到了極大的改進(jìn)。具有避免晃動(dòng)、降低消除震動(dòng)的效果 (圖5)。 同時(shí)，LDC型選粉機(jī)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(fēng)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(jī)的痼疾之一就是選粉機(jī)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(fēng)是直接接觸的，導(dǎo)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(yán)重影響了下軸承的使用壽命。
(3)巧妙設(shè)計(jì)的選粉機(jī)下軸承冷卻裝置。
根據(jù)LSKS型選粉機(jī)運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)，選粉機(jī)下軸承的溫度高和經(jīng)常性損壞是選粉機(jī)運(yùn)行最大的問題。在某國內(nèi)項(xiàng)目，選粉機(jī)下軸承基本上是半年需要更換一次新的，不但增加了運(yùn)行成本，而且對磨機(jī)的使用壽命造成了很大的影響。因?yàn)橄螺S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(gè)問題在LSKS型選粉機(jī)是無法解決的頑疾。
而LDC型選粉機(jī)在擁有了優(yōu)化升級(jí)的軸承盒的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了選粉機(jī)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(fēng)接觸，選粉機(jī)下軸承也固定在選粉機(jī)框架內(nèi)，在選粉機(jī)框架處設(shè)計(jì)了一個(gè)鐘型的保護(hù)罩，避免和熱風(fēng)接觸，同時(shí)，用耐磨鋼管與磨外的大氣連通，在保護(hù)罩的頂部也有開口，當(dāng)系統(tǒng)風(fēng)機(jī)抽風(fēng)的時(shí)候，磨內(nèi)形成負(fù)壓將磨外的低溫空氣吸入，以起到冷卻下軸承的作用，這個(gè)軸承冷卻裝置巧妙之處在于并不需要額外增加動(dòng)力，在風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候?qū)⒌蜏貧怏w高速地吸入保護(hù)罩內(nèi)，以冷卻選粉機(jī)軸承 (圖6)。 通過磨機(jī)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，使用LSKS選粉機(jī)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(jī)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(jì)的轉(zhuǎn)子葉片和導(dǎo)向葉片。
經(jīng)過模塊化設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)子葉片和導(dǎo)向葉片，在嚴(yán)重磨損之后可以快速方便地拆卸和更換標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行動(dòng)平衡試驗(yàn)，以確保選粉機(jī)的振動(dòng)在正常范圍之內(nèi)。 圖7選粉機(jī)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(xiàng)目已在合 同規(guī)定建設(shè)工期內(nèi)順利竣工，現(xiàn)已進(jìn)入合同履約第二階段，即保產(chǎn)階段。18臺(tái)LM立磨的良好性能表 現(xiàn)，強(qiáng)有力地支撐了第二階段的運(yùn)行保產(chǎn)實(shí)施，其 中LDC選粉機(jī)對產(chǎn)品的顆粒分布及產(chǎn)品在磨機(jī)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(jī)的壓降、風(fēng)機(jī)電耗以及粉磨電耗等先進(jìn)指標(biāo)的 實(shí)現(xiàn)，這些效果源于LDC選粉機(jī)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(jì)的選粉機(jī)下軸承冷卻裝置、模塊化設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)子葉片和導(dǎo)向葉片。