粉體計量喂料系統(tǒng)，定量給料秤計量如何做到“準”“穩(wěn)”“順”？

由于干法回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)設(shè)備工藝先進、產(chǎn)量大、質(zhì)量好、能耗低的緣故,而被現(xiàn)代大中型水泥生產(chǎn)企業(yè)采用。要煅燒到高質(zhì)量的水泥,沒有準確的、穩(wěn)定的煅燒溫度是不行的。用電子計算機控制的煤粉喂料計量系統(tǒng)受到了廣泛的推廣使用。煤粉喂料計量系統(tǒng)能夠連續(xù)地、精確地把一定數(shù)量的煤粉送到燃燒窯爐,以保證穩(wěn)定的、準確的爐溫。目前國內(nèi)企業(yè)最普遍使用的當屬環(huán)狀天平計量系統(tǒng),即MJX系列粉體喂料計量系統(tǒng)。系統(tǒng)分為四大部分:喂料機、環(huán)狀天平秤、鎖風裝置、噴射裝置。

煤粉從料倉進入喂料機,煤粉經(jīng)喂料機的充分攪拌和松化以后進入環(huán)狀天平秤進行稱量。它應用天平原理,用微機測出進入秤內(nèi)的煤粉重量以后,進入旋轉(zhuǎn)的鎖風裝置,然后由于自重下落至噴射裝置,被氣管內(nèi)的壓力氣體吹送進近、遠程的回轉(zhuǎn)窯內(nèi)燃燒,緞燒生料。鎖風閥的作用是把由于噴射裝置噴出的壓力氣體與環(huán)形天平秤阻隔開來,以免壓力氣體上竄到天平秤而影響到天平秤的計量精度。

計量喂料系統(tǒng)設(shè)計主要達到三個要求:計量準,計量穩(wěn),送料順。

計量準

計量系統(tǒng)的計量精度主要是由于環(huán)狀天平秤秤體本身的的平衡和微機系統(tǒng)的精確標定來保證的。要做到秤體平衡,在制作中要注意各部件要盡量采用加工工藝,加工后再用夾具精確拼裝,拼裝焊接以后要進行嚴格的靜平衡和動平衡。環(huán)狀天平秤的計量精度在0.5%一1%,要達到這個精度,嚴格的靜平衡和動平衡是關(guān)鍵。

計量穩(wěn)

環(huán)狀天秤計量精度除了決定于其本身的特性以外還會受到外來干擾,而影響精度,其中最主要的影響是來自輸送管道的壓力氣體的倒竄。倒竄的氣流阻礙計量秤轉(zhuǎn)子的葉片轉(zhuǎn)動,阻礙已經(jīng)計量的煤粉的卸出,計量數(shù)據(jù)波動。

為保證計量準、計量穩(wěn),MJX計量系統(tǒng)配置有鎖風裝置。鎖風裝置是用來阻隔從壓力氣體輸送管道的壓力氣體進入環(huán)狀天平秤內(nèi)的,同時把由天平秤計量過的煤粉送到壓力氣體輸送管道。

一般采用的鎖風裝置為轉(zhuǎn)子葉輪式，轉(zhuǎn)子葉輪式的鎖風裝置又稱鎖風閥，它是由電動機帶動轉(zhuǎn)子葉輪旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)子上有分格安裝的葉片,物料在分格內(nèi)被旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子由進料口帶到出料口,出料口有壓力氣體把它送到近、遠處的窯爐里燃燒，它的密封性能要特別的好,鎖風能力實際上就是阻止氣體泄漏的能力,它是由單位時間內(nèi)的氣體泄漏來表述的。氣體的泄漏量決定于風壓的高低、風量的大小、轉(zhuǎn)子的大小和間隙的多少等等因素。在其他條件相當?shù)那闆r下間隙的大小對漏風量的影響是最明顯的。

某企業(yè)對同一臺鎖風閥在58.8沖”的風壓下進行測定,在間隙為0.25~時,每分鐘漏風量為2.16m”,而間隙在0.10~時,其漏風量每分鐘為0.73m3,所以,要減少漏風量,如何使密封更密實,間隙更小是設(shè)計中主要注意的問題,要長期保持鎖風的效果,密封材料的經(jīng)久耐磨是一大難題。從實踐來看,使用剛性葉輪鎖風,完全不能達到預期效果。

近年來,國內(nèi)外都采用柔性密封材料進行柔性密封或非剛性密封。柔性密封、氣密性好、噪音小、耐磨性能相對比較好。對于柔性密封材料,國內(nèi)產(chǎn)品大都仍不理想,某公司委托某科研機構(gòu)研制出的材料,密封性和耐磨性都有很大的提高,經(jīng)使用效果極為理想。為了減少對密封材料的過分依賴,增強鎖風能力,還可對鎖風閥的結(jié)構(gòu)進行改進。

例如,把一級鎖風閥變?yōu)槎夋i風閥,就是一個很成功的改進。所謂二級鎖風閥,就是具有二個轉(zhuǎn)子葉輪,串聯(lián)使用的鎖風閥。從第一級漏出的壓力氣體再經(jīng)過第二級的阻隔,漏風量即微乎其微。經(jīng)測定,對同一規(guī)格鎖風閥在相同的58.skPa的氣壓條件下,一級鎖風閥的漏風量為每分鐘0 .73m“,而同一規(guī)格的二級鎖風閥在同氣壓下漏風量僅為每分鐘0.11m3。

送料順

物料經(jīng)過鎖風裝置而到達噴射裝置,噴射裝置由噴射管和噴嘴組成。噴嘴是能量轉(zhuǎn)換器,在這里壓力氣體的壓力降低了,而氣體的速度加快了。

從噴嘴噴出來的氣體,其體積迅速膨脹,而氣壓明顯地降了下來,噴嘴口的壓力下降換來了高速氣流,夾帶煤粉從輸送管道運行,隨著一路行進,其氣體的壓力會逐漸降低,而其體積逐步膨脹、擴大,氣體流速在管道里也逐漸增大,不斷膨脹的氣體推動前面的粉煤氣向前行進,到達窯爐進料口,其速度達到最大值,而其氣壓降到最小值,等于或略大于氣壓(或窯內(nèi)壓)。

壓力空氣的能量消耗,主要是為了克服噴嘴管道的阻力和粉塵之間的摩擦力,其數(shù)學模型更多地體現(xiàn)了氣體動力學的特征。噴嘴的設(shè)計要考慮到噴嘴口的壓力不能降得太多。即氣流速度不能太大,氣體擴張的速度不能太決,速度越快,能量損失也越大,如太快,到了輸送管道末端時就無力推動煤粉進窯爐,反而因窯內(nèi)的氣流壓力的壓迫而反竄,反竄的氣體經(jīng)過鎖風閥面直接干擾計量秤,引起計量不準和計量波動,下料滯塞。

傳統(tǒng)理論認為,噴嘴噴出的高速氣流會在噴嘴口附近形成一負壓區(qū)而吸出從鎖風閥卸下的煤粉,與壓力氣體一道進入輸送管道,因此,噴嘴必須縮小再縮小,其噴出速度應為100一150耐s。但是,測試證明,鎖風閥的噴嘴口附近從來不曾出現(xiàn)過負壓區(qū),都是正壓;而噴出速度一旦快了,料反而送不出去,造成管道堵塞或者氣流反竄。

實際使用的噴嘴,當管道末速為30耐s,其噴嘴口的速度僅為20In/s左右。這一事實使不少相信傳統(tǒng)理論的專家跌下眼鏡,大惑不解。

傳統(tǒng)理論計算比較適合在壓力高時的氣流計算,而稀相低壓氣體管道輸送粉體還沒有成熟的數(shù)學模型,即還沒有準確的計算方法。

噴嘴的大小,安裝位置的確定更多地依據(jù)經(jīng)驗、實地試驗而不是根據(jù)公式計算。粉體喂料計量系統(tǒng)就考慮了這一現(xiàn)狀,把噴射裝置設(shè)計成軸向、徑向均可調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu),調(diào)整靈活方便,容易找到最佳噴射點和噴射口徑,輸送煤粉相當順暢、效果相當穩(wěn)定。