磨機(jī)卸料溢流鎖風(fēng)閥的設(shè)計(jì)和應(yīng)用

　　在磨機(jī)參與的粉磨系統(tǒng)中，磨尾鎖風(fēng)良好與否，直接影響磨內(nèi)通風(fēng)和粉磨性能。因此，選擇良好的鎖風(fēng)裝置是解決漏風(fēng)問(wèn)題的關(guān)鍵。南京水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的磨機(jī)卸料溢流鎖風(fēng)閥，具有原理先進(jìn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，是較為理想的鎖風(fēng)裝置之一，已在多家水泥廠使用，總的來(lái)說(shuō)效果良好，但也有一些廠家達(dá)不到預(yù)想的效果。對(duì)此，我們經(jīng)過(guò)調(diào)查和分析后認(rèn)為，主要是用戶(hù)對(duì)該裝置原理、結(jié)構(gòu)缺乏了解，加上安裝、使用不當(dāng)所致。下面就該裝置的結(jié)構(gòu)、原理、主要參數(shù)的確定及應(yīng)用中應(yīng)注意的事項(xiàng)等作一介紹，供讀者參考。

　　1主要結(jié)構(gòu)及其作用

　　鎖風(fēng)閥主要由閥體、檢修門(mén)、調(diào)整板和充氣箱組成。閥體由中間一固定隔板將其分成Ⅰ、Ⅱ室，使流化床形成U型結(jié)構(gòu)，達(dá)到鎖風(fēng)的目的。檢修門(mén)主要用于對(duì)調(diào)整板進(jìn)行調(diào)整和鎖風(fēng)效果的檢測(cè)。調(diào)整板主要用于對(duì)料流速度的控制和鐵渣的清理。充氣箱由透氣層、多孔板等組成，將來(lái)自羅茨風(fēng)機(jī)的氣體均勻分配對(duì)流化床底部充氣，并使其上部的物料形成流化床狀態(tài)。為了使料渣、鐵渣等粗顆粒及時(shí)地排出，充氣箱應(yīng)與水平成不小于30°角布置。

　　2工作原理

　　溢流鎖風(fēng)閥是采用流態(tài)化技術(shù)設(shè)計(jì)的。按固定流態(tài)化形成的過(guò)程，一般將其分為固定床、流態(tài)化床和連續(xù)流態(tài)化床三種狀態(tài)。圖2表示在三種狀態(tài)下，顆粒層的空隙率ε，流體通過(guò)顆粒層時(shí)的流速u(mài)′f和流體的阻力損失△P的變化情況。在流化床狀態(tài)下，流態(tài)化床的床層高度隨空隙率ε的升高而增大，但流體穿過(guò)床層的實(shí)際流速u(mài)′f和流態(tài)化床的流體阻力(忽略器壁效應(yīng)的影響)卻維持不變。

　　由流態(tài)化床的特性可知，料流穩(wěn)定流動(dòng)的條件應(yīng)滿(mǎn)足下式：

　　F＋(L1-L2)·ρ·ｇ＋(P1-P2)-V2·ξ·ρ／2＝0?(1)

　　式中：F--單位面積上物料的沖力，N／m2；

　　L1、L2--Ⅰ、Ⅱ室有效料高，m；

　　ρ--氣化后物料容重，kg／m3；

　　P1、P2--Ⅰ、Ⅱ室料面上部靜壓力，N／m2；

　　V--料流流動(dòng)速度，m／s；

　　ξ--流動(dòng)阻力系數(shù)，取決于Ⅰ、Ⅱ室之間的通道截面積、充氣情況等因素；

　　g--重力加速度，g＝9.8m／s2

　　同樣，在平衡時(shí)，流體通過(guò)流態(tài)化床的壓力降△P，可根據(jù)床層受力分析得出：

　　△P＝L·(1-ε)·ρP·ｇ＝L·ρ·ｇ　　　　　　(2)

　　式中：△P--流態(tài)化床的壓力降，Pa；

　　L--流態(tài)化床的高度，m；

　　ε--流態(tài)化床的空隙率。

　　由(2)式可知，在壓力降近似等于單位面積床層的重量，也即是床層的靜壓力降與其氣流速度無(wú)關(guān)。溢流鎖風(fēng)閥就是利用這一流態(tài)化床的料柱阻力來(lái)達(dá)到鎖風(fēng)的目的。因此，鎖風(fēng)的條件為：

　　(L1-L2)·ρ·ｇ≥P2-P1

　　3主要工作參數(shù)的確定

　　溢流鎖風(fēng)閥的主要工作參數(shù)包括風(fēng)壓、風(fēng)量和排料能力，現(xiàn)分述如下。

　　(1)風(fēng)壓。來(lái)自羅茨風(fēng)機(jī)并鼓入溢流鎖風(fēng)閥的風(fēng)要克服三種阻力，一是有效流態(tài)化床的料層阻力，其值相當(dāng)于單位面積上料粉的重量；二是Ⅰ、Ⅱ室隔板以下的料層阻力(包括鐵渣等的影響)；三是透氣層及進(jìn)氣管的阻力。實(shí)踐證明，實(shí)際有效鎖風(fēng)用的料層阻力占整個(gè)供風(fēng)壓的比例很小，因此，不論要求鎖風(fēng)壓力是否有變動(dòng)，對(duì)風(fēng)機(jī)選用的供風(fēng)壓力影響很小。從丹麥FLS公司提供的有關(guān)資料可知，要求入充氣箱入口的壓力為20kPa，而我國(guó)有關(guān)院所的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為?(10～25)kPa。因此，建議實(shí)際選用風(fēng)機(jī)時(shí)，要求的供風(fēng)壓力為(20～30)kPa即可。

　　(2)風(fēng)量。從流態(tài)化床的形成條件可知，合適的截面上升風(fēng)速是必需的。在一定的風(fēng)速范圍內(nèi)，風(fēng)速的大小又和排料能力有關(guān)。因此，風(fēng)量與單位透氣面積的大小有關(guān)。表1為部分單位的設(shè)計(jì)參數(shù)。結(jié)合實(shí)際使用情況，筆者認(rèn)為溢流鎖風(fēng)閥的風(fēng)量選用以每噸料粉(0.35～0.40)m3范圍較為合適。

　　(3)排料能力。排料能力取決于料流速度和料流通過(guò)的截面面積等。料流通過(guò)的截面面積是容易確定的，從式(1)可知，料流速度與流動(dòng)阻力系數(shù)ξ有關(guān)，而ξ又與鎖風(fēng)閥的幾何尺寸、物料性質(zhì)、充氣情況等因素有關(guān)，因此，按此計(jì)算較為復(fù)雜。根據(jù)有關(guān)院所的試驗(yàn)研究認(rèn)為，排料能力可以按單位充氣面積內(nèi)通過(guò)的物料量來(lái)估算，即排料能力可按(400～800)t·ｈ-1·ｍ2選取。

　　4使用中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題

　　使用時(shí)除應(yīng)了解溢流鎖風(fēng)閥的結(jié)構(gòu)和原理外，還應(yīng)注意下列幾個(gè)問(wèn)題：

　　(1)安裝前應(yīng)檢查透氣層是否有損壞，或受雨水浸泡等現(xiàn)象。若存在，則應(yīng)消除，以免造成串風(fēng)或堵塞。羅茨風(fēng)機(jī)離溢流鎖風(fēng)閥較遠(yuǎn)時(shí)，連接管道一定要加支撐，以防產(chǎn)生振動(dòng)。

　　(2)開(kāi)始使用時(shí)，注意觀察料流的情況，通過(guò)調(diào)整板調(diào)整料流通過(guò)的截面大小，實(shí)現(xiàn)對(duì)料流速度的控制。

　　(3)當(dāng)L1和L2值太小時(shí)，料床可能被氣流穿透或吹跑，達(dá)不到鎖風(fēng)目的。因此，在磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)之初或系統(tǒng)不正常時(shí)，有可能發(fā)生此現(xiàn)象，加以注意。

　　(4)通過(guò)溢流鎖風(fēng)閥頂部的檢修門(mén)來(lái)檢測(cè)鎖風(fēng)效果，若此處處于微負(fù)壓狀態(tài)，則表明鎖風(fēng)良好；反之，則需調(diào)整。

　　(5)對(duì)溢流鎖風(fēng)閥出口側(cè)的調(diào)整板調(diào)整時(shí)，既不能將下部通道全部封死，以免長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)后，鐵渣等將料流通道堵塞。但也不能太大，以防止料流短路，影響鎖風(fēng)。