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石灰窑节能关键设备的选择技术三(新型出灰机系统)

2018-08-07  东北大学...
2014-12-16 07:32:06 来源:中国机械网
石灰窑节能关键设备的选择技术三(新型出灰机系统) 在生产中正确认识石灰窑出灰设备以及探讨其科学改进,对于提高石灰产量和质量、降低生产成本具有重要意义。石灰窑的出灰设备是保证竖炉横截面均匀出料、调节焙烧带形状、稳定窑内气流走向、破碎黏结物料、决定生产能力、影响产品质量的关键设备。 要做到上述出灰设备所应做到的功能必须要根据窑型、窑容积及产品性能和粒度要求等工艺数据进行综合考虑才能选择适用的出料设备,目前常用的出料设备有:圆盘式出灰机、行星出灰机、段式出灰机、螺锥出灰机、托扳出料机、齿辊出灰机、齿盘出灰机、振动出灰机等。 石灰窑生产中出灰系统位于炉体底部,包括出灰装置和卸灰装置。出灰装置应具有调节炉内气流分布以调节焙烧状况、对粘结物料进行破碎、调整出灰量大小的作用。卸灰装置具有保持炉体底部良好的密封性和顺利卸出石灰的作用。一、我国传统石灰窑出灰系统(第一代石灰窑出灰机)的结构及应用现状  长期以来,国内传统石灰生产中用到的老式出灰装置有螺锥出灰机、托板出灰机、辊式出灰机、摆动扇形板出灰机、振动出灰机等几种。  1、螺锥出灰机 螺锥出灰机螺椎出灰机在80-90年代市场应用较多,该设备原用于水泥厂,经过改进逐步应用于燃气石灰窑及部分燃煤石灰窑,螺锥出灰机的优点是螺旋阶层和坡度有一定比例,可保证沿炉身横截面上中央与周围的石灰均匀卸出,对粘结的物料有一定的破碎作用。 但是随着在使用过程不断发现的问题,该设备有一些无法解决的缺点大家在选择时还是应该注意的: 该设备的主体为带风帽的塔型螺旋锥式托料盘,托料盘支撑在八个托轮上,并以空心轴为轴心,传动方式是由电机拖动,经减速机、传动链条、小圆锥齿轮等部件与塔形螺椎底面的大圆锥齿轮啮合,使塔形螺椎做回转运动,从而使烧成的石灰转入出灰口经行星出灰机或其他出灰机将石灰排出,其设备除电机和减速机外全部主体设备都在炉体底部的基础内部,螺椎主体外径与炉壁内径间隙极小,螺椎出灰机在使用过程中长期出现塔形螺椎跑偏的现象,造成安装在塔形螺椎上的托灰盘与与炉壁相碰,致使设备不能正常运行,不能正常出灰。在运转时如发生跑偏现象经常造成的主要问题:(1)、塔形螺椎的支撑圆锥滚轮轴断轴或弯曲变形。(2)、大小圆锥齿轮因设备跑偏使齿轮啮合间隙变化,大小圆锥齿轮不能啮合传动,轻者造成齿轮传动“咬死”停车,重者造成齿轮断齿使设备停止运转造成长时间停机停产事故。(3)、支撑滚轮空心轴的中心衬套磨损严重。(4)、塔形螺椎整体发生水平位移,出现跑偏,严重时可与窑壁摩擦刮碰使设备运转阻力加大造成停机事故。、 螺椎出灰机是运用大螺距单项旋转挤压原理强制排灰的,因其设计为只能向一个方向旋转,而且只有一个出灰口而且出灰口较小极易造成料面严重倾斜,运转中如果出现瘤块堵塞出灰口就会出现下料慢或不下料,料口出现结瘤堵塞也无法处理最终造成长时间停机检查。处理料口堵塞事故是很困难的,有的需要把窑内炉料排空从下部人孔进入进行人工清理。 所以,螺椎出灰机用于燃气窑还是可以的,因为燃气窑是料柱阶段性下料,料面下降越平稳越好,该设备具有这个特点,螺椎出灰机用于燃煤窑应该是一个误区,因为燃煤窑料柱料面需要随时调整,随时调整炉况、处理结瘤等,螺椎出灰机是没有上述功能的。 设备与窑体安装组成结构缺陷也是不可忽略的问题,螺椎出灰机的整体设备是必须安装在窑底土建基础一个密封的结构中,设备安装时必须等待螺椎出灰机整体安放在土建密封体中后才能进行窑体钢结构安装制作,如果螺椎出灰机出现设备事故也只能在窑基础内部狭小的环境中施工,而且维修环境极其恶劣,因其设备结构特性是无法把设备整体运出窑外维护的,就是拆解后运出窑外也是非常困难的,“一次安装,终身服役”这是螺椎出灰机的致命缺点。 设备造价高也是该设备不能广泛推广应用的主要原因,因其本身较为笨重,金属耗用量高,设备价格极高一般都在30万元以上是普通出灰机设备价格的4-6倍,而且螺椎出灰机不能单独应用,需要与星型出灰机等设备组合使用,两项设备组合价格在40万元左右,因造价较高该设备主要应用在大型国有企业,民营企业应用较少。  2、托板出灰机  托板出灰机又称双托板出灰机,主体为一对对称分布的篦板小车,通过传动装置沿固定轨道作往复运动,托动成品石灰落人炉底料斗内。这种出灰机结构简单、运转可靠、重量轻、容易制造;但其出灰均匀性差,托板的两侧易造成死角,调节不及时时,易造成焙烧带倾斜,对下来的粘结料块起不到破碎作用,且托板箱体面积较大,不易密封,容易造成底部漏风而影响炉内气流分布和环境污染,出灰时需要停风机出灰。在70年代设计建造的石灰竖炉中,相当一部分使用这种出灰设备,目前国内石灰窑已经基本不选择该类设备。  3、辊式出灰机(摆动式齿辊出料机)  该设备原应用于水泥竖窑,辊式出灰机是由几根平行分布的齿辊组成,这些辊子在传动装置的作用下,成对地相对回转,石灰从回转的辊缝中卸下,为了防止热变形,齿辊轴心和轴承座通水冷却。该出灰机转速可调,具有破碎粘结料的功能,但无法调控炉料偏斜,而且设备重量较大,成品粉灰较高,该设备主要应用于煅烧高铝矾土和镁砂的矩形竖窑上,目前国内石灰窑已经淘汰了此类设备。  4、摆动扇形板出灰机  摆动扇形板出灰机由两块扇形板固定在两根水平放置的横轴上,借助齿条和齿轮传动,扇形板摆动,石灰从扇形板落入受料料斗内。使用这种出灰机成品率高,粉灰少,但出灰不均匀,在炉的水平截面上偏行,影响炉内气流的分布和焙烧带的稳定,出灰时需要停风机出灰,进而影响石灰质量,目前该类设备极少应用。5、振动出灰机 振动出灰机是在振动给料机的功能基础上进行了延伸改造应用,其特点是传动结构简单,可以进行简单筛分等。缺点是功能单一,没有调控炉料偏斜功能、无法破碎粘结料,不易密封,容易造成底部漏风而影响炉内气流分布和环境污染不易治理,出灰时需要停风机出灰。 上述5种卸灰装置在60-70年代在各种简易窑型上应用较多,随着近年环保节能石灰窑的技术快速进步及环保治理的要求,新型出灰设备已经取代了老式出灰机,石灰窑出灰设备的技术更新及理念更新已经得到广大用户认可。 二、新型出灰机的功能及选用:(一):密封卸料设备的选择: 在石灰竖窑的生产中,要实现良好的炉况顺行及节能效果,密封排灰是不可缺少的工序之一。一般的排灰设备是停风排灰,即容易造成产量降低而且极易造成窑内气流紊乱使生产不易操控,实现不停风密封排灰是节能石灰窑的高产节能的必要手段,在排灰过程中由于替密封作用,使助燃风不至于从下部泄漏,能有效的提高石灰的质量和产量。因此,密封卸料设备被广泛地应用于自动化生产的窑炉中。 密封卸料设备主要有以下几种:1、星型出灰机: 星型出灰机能在不停风条件下连续卸出物料,密封是靠转子与筒体的紧密配合,但在长期运转中转子叶片受物料磨损而密封性能变差,需要及时加以更换,一般条件下转子寿命5-6个月,铸钢材质转子可以达到1年左右,所以星型出灰机不适用于镁砂和高铝熟料等琢磨性强的物料。该设备因转子直径限制及单位容积通过的物料量较小等原因不能通过大颗粒物料及结块物料,一般适用于100mm以下物料通过。 行星出灰机构造比较简单、重量较轻、占用面积小、需要的安装高度不大。唐山金泉冶金能源新技术开发有限公司设计研发应用的新型行星出灰机目前主要有∮950X650、∮1100X750、∮1200X900等,适用于100-300m³范围燃煤及燃气窑使用。2、段式出灰机(箱式出灰机): 段式出灰机安装在圆盘出灰机或其他出料机的下部卸料口,其功能是防止窑内气流的外泄,防止窑内气流紊乱影响煅烧带变化,设备主要功能是截流与密封。设备运行简单易操作、设备不易磨损维护费用低。 先进特点: a、设备配合圆盘机使用,在连续排灰中使炉内密封良好,不影响助燃风连续送风。 b、排灰过程中不挤压和损坏石灰块。 c、设备运行准备,可靠,免经常维护,故障率极低。 d、排灰过程中不挤压和损坏石灰块。 e、设备运行简单,可靠,免经常维护,故障率极低。 f、可快速下料、下料时间及下料量调节范围大、可以通过600mm(或更大)以下物料。 段式出灰机目前主要由单层密封阀、两段式出灰机、三段式出灰机,其中两段式出灰机因其功能结构简单实用应用较广泛。 唐山金泉冶金能源新技术开发有限公司设计研发应用的新型段式出灰机目前有多种型号规格,适用于100-800m³范围燃煤及燃气窑使用。(二)、新型盘式出灰机的应用选择:1、双圆盘出灰系统(第二代出灰机)的结构与功能  80-90年代日本在借鉴前苏联石灰竖炉技术的基础上,成功研制出双圆盘出灰机出灰系统,并在竖炉石灰生产中得到了广泛的推广应用。 第二代出灰机典型设备是双圆盘出灰机及单圆盘出灰机,是安阳钢铁集团公司九十年代引进的日本石灰窑出灰技术的基础上消化吸收后形成的技术设备,在生产中圆盘出灰机与三段或两段式卸灰机组成出灰系统,使生产均衡连续,炉体与底部封闭相连。表现出了良好的使用效果。2、第三代新型盘式出灰系统(第三代圆盘出灰机)的结构与功能  唐山金泉冶金能源新技术开发有限公司的第三代新型圆盘出灰机是在第二代双圆盘出灰机及螺椎出灰机的基础上综合了国外新应用的相关技术,根据我国不同的窑型结构、不同的原料燃料结构重新进行创新设计研发的新一代装备,根据窑型不同及产品要求不同分别设计了多种规格型号设备,该设备在2007 年开始应用推广,经过三年的不断更新改进于2010年正式定型推出,该设备核心技术唐山金泉冶金能源新技术开发有限公司已经申请了专利。 第三代新型石灰窑圆盘出灰机在生产中具有稳定并调节炉况顺行,改善炉内气流分布,破碎粘结物料、设备使用寿命长、无需除尘防护等功能,是第一代、第二代圆盘出灰机及螺椎出灰机的升级完善设备,该设备目前在国内应用推广速度极快。升级完善后的第三代新型石灰窑圆盘出灰机具有以下新功能:  (1)、稳定炉况顺行的功能  第三代石灰窑圆盘出灰机上分布的多个可调式卸料装置,在与炉体同心的圆周上呈间隔60度或40度角均匀分布,炉况正常时,每个卸料装置的石灰出灰量是相同的,使炉内石灰从六个或九个对称的方向均匀卸下,保证了炉内横截面上物料均匀下降,使炉内气流始终保持均匀分布,有效解决了料面偏斜现象,从而稳定了炉况的顺行,在炉况不顺行时及料面倾斜、料面下降不均匀时可以调整单个角度卸料装置的卸料量来调整炉况。  (2)、调节炉况与改善炉内气流分布的功能   生产过程中有多种原因会使顺行的炉况出现波动。第三代石灰窑新型圆盘出灰机的一个显著特点是卸灰装置是可调的,根据料面及下料情况快速调节不同的出灰点的出灰量,改变了“第二代圆盘出灰机”固定刮刀的缺点,同时可以根据出灰量自动调整不同出灰方向,通过改变圆盘出灰时的转动方向、旋转速度、下料速度改变成品石灰下落前的堆积次序,从而改善炉内气流的分布使炉内料柱保持松动状态,炉况波动得到调节,又能使炉内断面各处下料均匀,从而保证了炉内料柱均衡地下降和在料柱产生异常时及时排除。圆盘出灰机除实现出灰功能外更重要的是可通过转动活动窑内料柱,改变透气性。圆盘出灰机机动灵活,出灰准确,出灰效率高、成品灰不破碎、炉内料位下降平整。  (3)、 破碎粘结物料及快速排出大块物料的功能  生产中因原燃料或操作等多种因素都有可能造成少部分物料粘结成团甚至结块成瘤,第三代石灰窑新型圆盘出灰机设计有除瘤装置,出灰过程中当有大块粘结物时,就会自动挤压破碎物块,使成品石灰物料达到顺利排出炉外,对不能通过挤压破碎的大块物料可以通过自动提升排料装置快速排除物料,而且在挤压破碎过程中不破损块状石灰。 、维修、更换设备部件简单,实现不停机日常维护唐山金泉冶金能源新技术开发有限公司研发制造的“第三代石灰窑圆盘出灰机”一个典型的创新技术就是改变了老式园盘出灰机(第二代圆盘出灰机及日本圆盘出灰机)拆装、维护繁琐的弊端,老式圆盘出灰机传动主轴与盘面结构在一起,若主轴或主轴轴承等零件出现问题需要检修或更换时,就必须把园盘机全部卸下来,松开主轴与盘面结构螺栓螺母才拆下盘面,方可处理主轴及主轴上的轴承或零件,若拆下盘面就不是件容易的事,窑内料就必须全部卸下来,时间就不是短时间内可完成的。“第三代新型园盘出灰机”重新设计改变了主轴与盘面的结构形式,同时改变了盘面支撑点和受力点,增加了自润滑免维护轴承结构,正常使用一般5年内不需要拆卸设备,如特殊情况下需要拆卸主轴和主轴轴承时可以不拆盘面就可更换主轴或主轴上的轴和轴承,整机也可以快速更换。更换设备及维护设备时不用卸窑内炉料,检修时间极短,检修成本非常低。 “第三代新型园盘出灰机”是新型高效率,长寿命,易维修的新产品,实现了检修时无需停产卸灰便可更换全部传动装置零部件的目的。 、环境清洁,无粉尘外溢 “第三代新型园盘出灰机”是在一个密封的环境下运转的,设备在运转中、出灰过程中无空间飘尘外溢,清灰也非常方便。(6) 易损件易购易更换,设备重量轻价格极低 “第三代新型园盘出灰机”在设计优化中重点考虑易损件的购买及更换问题,新设备的易损件用户当地易购、更换方便,所有设备易损件更换不超2小时,改变了原“第二代设备(日本技术)”中设备易损件不易购买更换繁琐的弊病。 由于优化设计,使设备构造简单重量减轻,设备的价格只有螺椎出灰机价格的20-30%,主机寿命可达10-15年以上。(7)、设备适用范围广泛,安装改造方便 “第三代新型园盘出灰机”适用于100-1000m³燃煤石灰窑及燃气石灰窑,既可以与段式卸灰机组合使用也可以与其他卸灰机组合使用,而且可以单机运行出灰使用,适合各种窑型选择及改造安装选择。 三、新型密封出灰系统设备的组合应用 现代化节能石灰窑要实现不停风连续出灰、密封出灰的功能,必须要把圆盘出灰机与段式出灰机组合使用才能达到最佳效果。第二代圆盘出灰系统于1994年形成开始,已被广泛应用于石灰竖炉生产中,安钢现有多座使用该设备的石灰竖炉,莱芜钢厂、柳钢、北台、酒钢、三明岩前石灰石矿、郑州铝厂、南京钢厂、山东肥城等几十家家石灰生产企业均采用圆盘出灰机与段式出灰机组合密封出灰系统。 唐山金泉冶金能源新技术开发有限公司拥有自主知识产权第三代石灰窑新式圆盘出灰机与段式出灰机的组合密封出灰系统的应用,使国内石灰窑出灰系统设备的技术在国内外已经达到领先水平,目前,全国已有近百座石灰竖炉引进该出灰系统,并且生产使用效果良好。 长期以来国内石灰竖炉传统的出灰系统在生产中具有一定的局限性,对该系统的设备进行技术改造是提高石灰竖炉产量和质量的一条捷径。新型的第三代圆盘出灰机与段式卸灰机构成的新型出灰系统性能优良,具有科学性和适用性,在生产中应用效果显著。技术资料来源:北方炉窑协会

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