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轴承知识
LDC新型立磨选粉机结构
郝武阳
(成都建筑材料工业设计研究院有限公司)
由成都建筑材料工业设计研究院有限公司承建的埃及GOE BENI SUEF6×6000t/d项目是世界水泥工业史上在同时、同地、同步建设的最大规模的水泥项目,也是合同工期最短的海PFEPC水泥工程总承包项目,获得了行业各方的高度认可和广泛关注。该项目选用立磨作为煤粉制备、生料制备和水泥粉磨工艺系统的核心设备,共计18台。煤磨的型号为LM26.3D,生料磨的型号是LM56.4,水泥磨 的型号是LM65.4+4,其中,生料磨和水泥磨的选 粉机均采用了最新的选粉机结构。
本文对LDC新型选粉机在结构上的创新进行介绍,包括消除涡流的装置——涡流整流器、集成轴承盒(主轴)结构、巧妙设计的选粉机下轴承冷却装置、模块化设计的转子叶片和导向叶片。
1 立磨选粉机的原理
立磨选粉机(图1)是一种气流通过式分离器,经研磨、烘干后的物料从下部随气流一起进入到选粉机中,选粉机的导向叶片引导含尘气体从上旋流动变为切向流动,选粉机转子以与切向流动相同的方向旋转。在导向叶片和转子叶片之间的区域形成了向心作用力与离心作用力叠加的分选场,气流中的颗粒在这里被分选。在向心作用力、离心作用力及重力的共同作用下,不合格的颗粒被分离并沉积下来,被收集在粗粉料斗中,并返回到研磨料床上进行再次研磨。合格的颗粒随气流一起穿过转子叶片,通过选粉机上部壳体的出风口离开选粉机。
图1 LDC选粉机示意图
成品物料的细度取决于选粉机导向叶片的调整以及转子的转速。在分选时,使导向叶片切向角变小或提高转子的转速都会使成品物料变细,而降低转子的转速或使导向叶片切向角变大,会导致物料变粗。导向叶片固定在枢轴中并可用手进行调节。转子转动的方向取决于通过导向叶片的流动气流,即转子转动的方向和气流方向是完全一致的。通过粗粉料斗会在磨机内形成粗颗粒有序地循环,一方面它可以将上升的含尘气体与回流的粗颗粒分隔开来,另一方面它可以将粗颗粒引入到磨盘中间进行重新研磨。
2 新型立磨选粉机的特点
莱歇立磨在以前使用结构形式为LSKS (LOESCHE rotary cage classifier)的高效动态选粉机,从2008年开始逐步使用新型结构的高效动态选粉机LDC(LOESCHE Dynamic Classifier)。两者均 是鼠笼式分离器,LDC是在LSKS结构的基础上优化升级发展起来的(图2)。
图2 LSKS选粉机幂[ILDC选粉机对比示意图
相比于LSKS选粉机,LDC新型选粉机的主要技术特点有:
(1)创新结构的消除涡流装置——涡流整流器。
根据气体流场分析可知(图3),LSKS型选粉机内的紊流较大,风速不稳定,粉尘颗粒的速度损失较大,不利于粒料输送,经过优化后的LDC型选粉机在转子的顶部上部增加了一个特殊的装置——涡流整流器(图4)。涡流整流器有一圈均布的勺形板,勺形板带有一定的角度,和选粉机转子的旋转方向一致,以保证含尘气体随着转子旋转,减少紊流和压降,风速不会减少太多,恢复管道中的线性流动。
图3 气体流场仿真示意图
图4 涡流整流器示意图
同时,由于涡流整流器固定在选粉机框架结构上面,而且和选粉机壳体相连,除了有整流的效果,也大大增加了选粉机的刚度。
(2)优化升级的集成轴承盒(主轴)结构。
以前的LSKS型选粉机的主轴是贯穿转子的,从图1可知,主轴的长度很长,主轴和转子的重量全部由选粉机上壳体承受重量,转子底部的拉杆起着固定选粉机下轴承和避免转子晃动的作用,根据实际应用经验,由于转子比较重,转速较快,加之磨机壳体晃动的原因,运行一段时间后,拉杆的受力并不均匀,导致选粉机的晃动越来越大,不但选粉机的下轴承寿命降低,也影响了选粉效果。
新型的LDC型选粉机的上下轴承是装配在轴承盒内部的,轴承盒下端焊接在选粉机框架上面,轴承盒的最下端有法兰和转子的顶部连接,轴承盒和转子的载荷全部靠选粉机框架承受,和LSKS型选粉机结构相比,受力更均衡选粉机的稳定性得到了极大的改进。具有避免晃动、降低消除震动的效果 (图5)。
图5 选粉机轴承盒和支撑框架示意图
同时,LDC型选粉机的轴承盒内集成了干油管、下轴承温度传感器接口,只需要在顶部配干油管接到轴承盒顶部的干油嘴接口。温度传感器的安装也是如此。下轴承以及配套的干油管和温度传感器不和热风有任何的接触,极大地保障了轴承的寿命。传统的LSKS型选粉机的痼疾之一就是选粉机的下轴承特别容易坏,由于下轴承位于转子的下方,下轴承的干油润滑管和温度传感器安装在拉杆的内部,而拉杆和热风是直接接触的,导致干油润滑管内的干油温度很高甚至变质,干油管也极易破裂,测温传感器也很容易坏,严重影响了下轴承的使用寿命。
(3)巧妙设计的选粉机下轴承冷却装置。
根据LSKS型选粉机运行的经验,选粉机下轴承的温度高和经常性损坏是选粉机运行最大的问题。在某国内项目,选粉机下轴承基本上是半年需要更换一次新的,不但增加了运行成本,而且对磨机的使用寿命造成了很大的影响。因为下轴承长期暴露在高温和高粉尘的气体之中,而且轴承干油润滑管也是暴露在高温含尘气体之中,所以这个问题在LSKS型选粉机是无法解决的顽疾。
而LDC型选粉机在拥有了优化升级的轴承盒的基础上,设计了选粉机下轴承冷却装置。由于干油润滑管和温度传感器都集成到了轴承盒内,并不和热风接触,选粉机下轴承也固定在选粉机框架内,在选粉机框架处设计了一个钟型的保护罩,避免和热风接触,同时,用耐磨钢管与磨外的大气连通,在保护罩的顶部也有开口,当系统风机抽风的时候,磨内形成负压将磨外的低温空气吸入,以起到冷却下轴承的作用,这个轴承冷却装置巧妙之处在于并不需要额外增加动力,在风机转动的时候将低温气体高速地吸入保护罩内,以冷却选粉机轴承 (图6)。
图6 下轴承冷却装置示意图
通过磨机运行经验数据可知,使用LSKS选粉机的下轴承温度为90~120℃,而使用带轴承、冷却装置的LDC型选粉机的下轴承温度仅仅为70~85℃。对于轴承的使用寿命有着非常优秀的表现。
(4)模块化设计的转子叶片和导向叶片。
经过模块化设计的转子叶片和导向叶片,在严重磨损之后可以快速方便地拆卸和更换标准化的叶片,大大提高了工作效率(图7)。但需要注意,更换模块化的叶片之后,需要重新对转子进行动平衡试验,以确保选粉机的振动在正常范围之内。
图7选粉机转子模块化叶片示意图
3 结束语
埃及GOE BENI SUEF 6×6000 t/d项目已在合 同规定建设工期内顺利竣工,现已进入合同履约第二阶段,即保产阶段。18台LM立磨的良好性能表 现,强有力地支撑了第二阶段的运行保产实施,其 中LDC选粉机对产品的颗粒分布及产品在磨机内循 环量控制起到了关键的作用,主要表现在气流通过 磨机的压降、风机电耗以及粉磨电耗等先进指标的 实现,这些效果源于LDC选粉机的创新技术:消除 涡流的装置——涡流整流器、集成轴承盒(主轴) 结构、巧妙设计的选粉机下轴承冷却装置、模块化设计的转子叶片和导向叶片。
来源: 《新世纪水泥导报》 2018年06期
发布时间:2020-10-15


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