CN103846126B - 档板自动调节高效串联双轴向动态分选、回粉碾磨装置 - Google Patents
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Abstract
一种档板自动调节高效串联双轴向动态分选、回粉碾磨装置，用于对风粉混合物气固两相流体进行分选。在外锥壳与入口管之间的环形空腔内安装有一圈对回粉进行分级碾磨的碾磨齿轮；整体由变频电机驱动旋转的内锥体的下部外侧装有轴流机翼型叶片；顶锥外侧固定安装有进行离心分选的动叶转子；一级挡板和二级挡板分别由档板自动调节机构控制调节档板开度。本发明采用风粉气固两相流体多级分选，回粉分级碾磨方式，大幅度提高了分选装置分选效率，进而大幅度提高了制粉系统出力，降低了制粉单耗，同时，大幅度扩大了煤粉细度调节范围和煤粉均匀性指数，因而大幅度提高了电站锅炉燃烧对煤质的适应能力。本发明也可应用于水泥、冶金、石化等行业的物料分选装置。
Description
技术领域
本发明涉及煤粉气固两相流体分选、碾磨装置，具体说是一种档板自动调节高效串联双轴向动态分选、回粉碾磨装置。
背景技术
近几年，由于煤炭市场价格变化，火力发电厂锅炉燃用煤质不但较设计煤质相差甚远，而且煤质变化频繁，导致相同负荷锅炉燃煤量时大时小，进而引起制粉系统出力严重不足，煤粉细度变粗，严重影响电站煤粉锅炉运行的安全性和经济性。为了提高制粉系统出力，降低钢球磨煤机制粉单耗，各种煤粉分选技术应运而生。在各种不同的煤粉分选技术中，串联双轴向粗粉分离器因其阻力小，分选效率高，在实际应用中得到了大力推广。但是，它也存在着磨损严重、档板容易积粉等问题。随着动态分离技术的不断完善，动态分离器因其具有煤粉细度可调范围大、煤粉均匀性指数高等优点，在中速磨煤机中被广泛应用，与此同时，动态分离技术也开始应用于钢球磨煤机中储式制粉系统。但是，动态分离器也存在着磨制煤质变差时，煤粉细度越细，使循环倍率增大，分离效率降低，阻力增大等问题，从而限制了动态分离技术的发展。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是为了解决上述提出的问题，提供一种档板自动调节高效串联双轴向动态分选、回粉碾磨装置。为了适应电站锅炉负荷及燃用煤质变化，提高制粉系统出力，方便煤粉细度调整，本发明在串联双轴向分选技术的基础上，结合动态分选技术，提出一种全新的煤粉分选技术。该分选技术采用了离心分选、重力分选等多级分选技术，对煤粉、回粉进行多级分选，分级碾磨，以降低回粉中合格煤粉的比率和循环倍率、提高分选效率；同时，采用导流板技术、轴流通风技术、出口管螺旋旋转设计，以降低分选装置阻力，从而达到提高制粉系统出力、降低制粉单耗之目的。
所述档板自动调节高效串联双轴向动态分选、回粉碾磨装置，包括分选装置入口管、内锥体、底部设有回粉出口管的外锥壳；在内锥体中部高度沿所述外锥壳内部一周水平装有多个一级挡板，在所述一级挡板之上还沿外锥壳内部水平装有一周二级挡板，所述一级挡板和二级挡板均单端固定于档板轴上，档板轴穿出外锥壳的外部装有调节杆；外锥壳的上部设多个防爆门，外锥壳的顶板外装变频电机，所述顶板开口并连接出口总管，其特征是：在所述分选装置入口管外固定安装有内轴承套固定管，在外锥壳与所述内轴承套固定管之间的环形空腔内安装有一圈用于对回粉进行碾磨的碾磨齿轮，所述碾磨齿轮为外大内小的锥体结构，碾磨齿轮内端与外端的齿轮轴分别通过碾磨装置轴承装于内轴承套固定管和外锥壳上，每相邻的两个碾磨齿轮相互啮合，其中一个碾磨齿轮的齿轮轴伸出外锥壳且由碾磨变频电机带动。
所述碾磨齿轮两端的碾磨装置轴承均设置有防止煤粉漏入轴承的密封装置。
所述内锥体的撞击锥外侧装有轴流机翼型叶片。
所述内锥体的顶锥外侧固定安装有由动叶片组成的动叶转子，以此对煤粉进行离心分选。
所述一级挡板和二级挡板分别由各自的自动调节机构控制调节挡板的开度，所述自动调节机构包括带刹车电动机、导向滑轮，每一个档板轴在外锥壳外部固定一块与之垂直的刻度盘，所述刻度盘的外缘与固定于同一个档板轴的调节杆之间设有钢丝绳固定装置；所述档板轴固定于轴承的轴套内，轴套与外锥壳焊接并通过筋板加固；所述带刹车电动机的输出轴与钢丝绳固定，所述钢丝绳依次绕过刻度盘一侧的导向滑轮、沿刻度盘外缘到钢丝绳固定装置、继续沿刻度盘外缘到相邻刻度盘之间的导向滑轮，分别串联整周的一级挡板或二级挡板，最后回到带刹车电动机与钢丝绳固定的输出轴，形成封闭的一周钢丝绳调节圈。
所述一级挡板或二级挡板的带刹车电动机安装于一级挡板或二级挡板的上方，所述带刹车电动机所带的钢丝绳在电动机输出轴的两侧水平走向，经过滑轮后改变为垂直走向，并绕过两个相邻刻度盘侧面的导向滑轮，依次连接各个刻度盘和调节杆。
在所述钢丝绳在带刹车电动机两侧的垂直走向钢丝绳上，各固定有一块调节自动调节机构平衡度的平衡块。
所述顶板均匀分布有多个连接出口管的开口，所述出口管的另一端与出口总管的输入端连接。
作为优化方案，所述顶板上方设有四根出口管，且四根出口管螺旋旋转并与出口总管连接。
所述内锥体上部外侧固定安装进行离心分选的动叶转子；所述内锥体与所述一级挡板以及二级挡板之间均保留有间隙，内锥体为由变频电机的输出轴带动旋转的腔体。
本发明由动态分选装置、静态分选装置和回粉碾磨装置三部分组成，动态分选装置由变频电动机，内锥体及内锥体下端的轴流机翼型叶片和上端动叶转子组成；静态分选装置由外锥体、固定于外锥体的两级档板，以及档板自动调节装置组成；回粉碾磨装置由变频电机、带减速箱连轴器、碾磨装置轴承、轴承套以及耐磨齿轮组组成。正常工作时，内锥体旋转变频电机驱动整个内锥旋转，通过调节变频器频率，改变电动机转速，调节内锥体旋转速度，从而调节煤粉细度，档板处于全开或某个角度，对风粉混合物起导向作用；不合格煤粉沿分选装置外壳内壁落至设置于回粉收集管下部的耐磨齿轮组上，通过碾磨变频电机驱动耐磨齿轮转动，将回粉中部分不合格煤粉碾磨成合格煤粉。如果动态分选出现故障，可立即停止变频电动机，启动档板自动调节机构，变动态分选为静态分选，回粉碾磨装置部分自成一体，可独立运行，不受动态部分故障影响，将制粉系统设备故障对锅炉运行造成的影响降低至最低程度，提高制粉系统设备的运行可靠性。
与现有的静态分选和动态分选装置相比较，本发明的突出特点为：
1.内锥体为封闭腔体，上部设置由动叶组成的转子，对煤粉细度进行最后一道分选，下端部设置旋转轴流机翼型叶片，对初入分选装置的风粉混合物起着预分选作用，使部分粗颗粒煤粉因离心作用而被分选下来，同时，旋转的轴流机翼型叶片还会提高上端部被分选下来的煤粉进入二次分选机会，使得部分被分选下来的合格煤粉进行二次分选，降低了循环倍率，提高了分选效率。此外，轴流机翼型叶片还具有产生一定提升压头，起到降低分选装置阻力的作用。
2.外锥壳两级档板均为单端固定，档板轴采用轴承与轴套固定，使得档板转动灵活，不会出现卡涩，并采用密封技术，确保轴承工作稳定。轴套的固定筋板可保证档板工作稳定不变形。
3.档板自动调节机构采用钢丝绳牵引档板调节连杆，钢丝绳靠导向滑轮改变方向，实现档板自动调节，从而自动调节煤粉细度。
分选装置出口为四根管子，最终四根管子沿气流旋转方向旋转一定角度后，与出口管焊接，汇合为一根出口管，降低合格煤粉的旋转强度及阻力。
4.档板、轴流机翼型叶片采用铸造方式，磨损严重部位均采用防磨处理，减少磨损，提高装置使用寿命。
5.本发明集中了串联双轴向静态分选装置和动态分选装置的优点，既可动态运行，也可静态运行，还可动静结合运行，提高运行效率和可靠性。
6.回粉碾磨部分采用耐磨齿轮组，将回粉中部分不合格煤粉通过耐磨齿轮齿相互碾压碾磨成合格煤粉，大幅度降低循环倍率，提高煤粉均匀性指数，因而大幅度提高了分选装置分选效率及制粉系统出力。
7.串联双轴向两级档板可自动调节角度，实现在动态分选装置无法运行的情况下，对煤粉细度的自动调整。满足电站锅炉负荷变化及煤质变化对制粉系统出力及煤粉细度的要求，提高锅炉效率，降低氮氧化物排放量。
本发明的有益效果是采用风粉气固两相流体多级分选，回粉分级碾磨，以大幅度提高分选装置分选效率，进而提高制粉系统出力，降低制粉单耗，同时，扩大了煤粉细度调节范围，大幅度提高了煤粉均匀性指数，提高了电站锅炉燃烧对煤质的适应能力。本发明也可应用于水泥、冶金、石化等行业的物料分选装置。
附图说明
图1是本发明整体结构纵截面主视剖面图，
图2是回粉碾磨齿轮盘俯视放大图，
图3是单个碾磨齿轮与整体的连接构造图，
图4是图1中A处放大图，
图5是挡板自动调节机构的展开状态示意图，
图6是顶板处横截面剖面放大图，
图7是一级挡板或二级挡板横截面剖面放大图。
图中：1—分选装置入口管，2—扩锥，3—轴流机翼型叶片，4—撞击锥，5—内锥体，6—一级档板，7—二级档板，8—顶锥，9—输出轴，10—动叶转子，11—内锥体旋转变频电机，12—出口管，13—防爆门，14—出口总管，15—斜向回粉出口管，16—筋板，17—轴承，18—轴套，19—档板轴，20—固定架，21—调节杆，22—钢丝绳固定装置，23—带刹车电动机，24—钢丝绳，25—平衡块，26—导向滑轮，27—外锥壳，28—内轴承套固定管，29—外轴承套固定管，30—碾磨装置轴承，31—碾磨变频电机，32—带减速箱联轴器，33—外端轴承套，34—碾磨齿轮，35—齿轮轴，36—内端轴承套，37—刻度盘，38—顶板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明：如图1中所示，所述档板自动调节高效串联双轴向动态分选、回粉碾磨装置，包括分选装置入口管1、封闭内锥体5、回粉出口管15的外锥壳27；通常分选装置入口管1顶端带有扩锥2，内锥体5的底部带撞击锥4且顶部带顶锥8，回粉出口管15与所述内锥体同轴，安装于内锥体底部斜向出口。沿所述外锥壳27内部一周装有多个一级挡板6，在所述一级挡板6之上还沿外锥壳27内部装有一周二级挡板7，所述一级挡板6和二级挡板7均单端固定于档板轴19上，档板轴穿出外锥壳外装有调节杆21；外锥壳的上部两侧设防爆门13，外锥壳的顶板38外装内锥体旋转变频电机11，该变频电机的输出轴与带连轴器的减速箱连接，减速箱的输出轴穿过顶板与所述内锥体5连接，如图2、3，在所述分选装置入口管1外固定套有内轴承套固定管28，在外锥壳27与所述内轴承套固定管28之间的环形空腔内安装有一圈对回粉进行分级碾磨加工的碾磨齿轮34，所述碾磨齿轮34为锥体结构，其齿轮轴35内端与外端分别通过碾磨装置轴承30装于内轴承套固定管28和外锥壳上，相邻两个碾磨齿轮相互啮合，其中一个碾磨齿轮34的转轴经过带减速箱联轴器32与碾磨变频电机31的输出轴固定。增加该回粉的碾磨盘可以高效率的大幅提高回粉的细度，使得分选系统在本装置内既已将所筛选的粗颗粒回粉再次碾磨，使大部分不合格回粉成为合格煤粉。
如图1，所述入口管1顶端设有扩锥2，所述扩锥2与分选装置入口管1顶端焊接，风粉混合物通过流通面积逐渐变大的扩锥2时，速度降低而产生重力分选，部分大颗粒煤粉因失速而被分选下来。内锥体5设计为封闭空腔体，套于外锥壳27内，并与外椎壳27同轴，内锥体、外锥壳之间为风粉混合物流动通道；内锥体5由置于分选装置顶部的内锥体旋转变频电机11驱动旋转。
如图2、3，回粉碾磨装置安装于斜向回粉出口管15位置，采用耐磨齿轮，通过压碎和研碎对回粉进行碾磨。在斜向回粉出口管15位置布置一圈碾磨齿轮34，碾磨齿轮34的一端通过碾磨装置轴承的外圈与外端轴承套33和内端轴承套36固定，外端轴承套33和内端轴承套36分别与外椎壳27和内轴承套固定管28焊接，内轴承套固定管28与分选装置入口管1组成一个封闭腔体，在该封闭腔体底端通过管道与干净的仪用压缩空气管相连接，确保腔体内压力高于斜向回粉出口管15内压力。碾磨变频电机31通过带减速箱连轴器32与某一个碾磨齿轮34连接，调节变频器转速，改变碾磨齿轮34转速，带动其余碾磨齿轮转动，将部分不合格回粉碾磨成合格煤粉。
所述碾磨齿轮34两端的碾磨装置轴承30均安装于所述环形空腔之外，以使碾磨装置轴承30减少粉尘的污染。
如图1，所述内锥体5的下部外侧装有轴流机翼型叶片3。
内锥体下端设置轴流机翼型叶片，通过轴流机翼型叶片3旋转带动风粉混合物旋转，部分粗颗粒煤粉因离心分离作用被抛至外锥壳27内壁而产生离心分选，同时，由于叶片旋转对风粉混合物的提速作用使得部分被分选下来的合格煤粉有机会参与二次分选，降低循环倍率、提高分选效率，并提升分选装置压头、降低分选装置阻力。
如图1，所述内锥体5的顶锥8外侧固定安装有进行离心分选的动叶转子10。
内锥体5上端设置有可转动的动叶转子10，对经过多级分选的煤粉做最后离心分选，合格煤粉进入分选装置出口管12，不合格煤粉因离心分选失速后沿外锥壳27内壁落下。
如图4、5、7，所述一级挡板6和二级挡板7由自动调节机构控制调节偏转方向，所述自动调节机构包括带刹车电动机23、导向滑轮26，每一个档板轴19在外锥壳外部穿过一块刻度盘37，并与该刻度盘相对固定，所述刻度盘的外缘与固定于同一个档板轴19的调节杆设有钢丝绳固定装置22；所述档板轴19通过轴承17固定于轴套18内，轴套与外锥壳焊接并通过筋板16加固；所述带刹车电动机23的输出轴与钢丝绳24固定，所述钢丝绳24依次绕过刻度盘37一侧的导向滑轮26、沿刻度盘37外缘到钢丝绳固定装置22、沿刻度盘37外缘到相邻刻度盘37同侧的导向滑轮26，分别串联整周的一级挡板6或二级挡板7，最后回到带刹车电动机23与钢丝绳24固定的输出轴，形成封闭一周钢丝绳调节圈。
所述一级挡板6和二级挡板7都安装有自动调节机构，一级挡板6和二级挡板7的自动调节机构各有一个带刹车电动机23，该一级挡板6或二级挡板7的带刹车电动机23安装于一级挡板6或二级挡板7的上方，所述带刹车电动机23所带的钢丝绳24两侧经过滑轮分别改变为垂直走向，并绕过两个相邻刻度盘37侧面的导向滑轮26，依次连接各个刻度盘37和调节杆21。
在所述钢丝绳24在带刹车电动机23两侧的垂直走向钢丝绳上，各固定有一块调节自动调节机构平衡度的平衡块25。
档板调节杆21脚端与档板轴19固定连接，档板调节杆21转动可带动档板轴19转动，从而调节一、二级档板6、7开度达到调节煤粉细度目的。档板调节杆21顶端夹在固定架卡槽内，卡槽起导向作用，便于档板调节杆左右旋转，同时，档板调节杆上部与钢丝绳24连接，钢丝绳24通过导向滑轮26改变方向并与相邻的档板调节杆连接。以此类推，最后的档板调节杆21顶端通过平衡块25与带刹车电动机23连接，通过电动机正、反转，带动钢丝绳，牵动档板调节杆转动，实现档板自动调节，从而调节煤粉细度。此发明一改现有技术中需要人工攀爬到椎体上逐个手动调节的现状，大大减轻了档板调节人员劳动强度，方便运行人员因机组负荷和煤质变化对锅炉燃烧进行优化调整。
如图6，在所述外锥壳27顶部的顶板38设有出口管12，所述出口管另一端开口于出口总管14。
所述顶板38上方设有四根出口管12，另一端全部开口于出口总管14，且四根出口管12顺气流方向螺旋旋转，并与出口总管14连接。
分选装置出口设置的四根出口管12与分选装置顶板38有一定夹角，其夹角与煤粉旋转方向一致，并绕出口总管旋转一定角度后，与出口总管14焊接，以减少出口管磨损和阻力，提高制粉系统出力。
风粉混合物经分选装置入口管1，因扩锥2面积增大，流速降低，部分煤粉因重力被分选，剩余煤粉中的一部分粗煤粉因与撞击锥4碰撞而被分选，由于内锥体旋转变频电机11驱动输出轴9带动的内锥体整体旋转，一部份煤粉随轴流机翼型叶片3旋转，部分粗颗粒煤粉被分选，通过轴流机翼型叶片3的风粉混合物经过一级档板6与二级档板7导向后，部分粗颗粒煤粉被分选，剩余风粉混合物经过由叶片组成的动叶转子10旋转而被分选，一部份粗颗粒煤粉被摔至外锥壳，沿外锥壳落下，合格煤粉进入四根出口管12，混合于出口总管14后进入细粉分离器，由于变频电动机转速可调，因此，扩大了煤粉细度可调范围，提高了煤粉均匀性指数，极少量合格煤粉落于顶锥8，并沿顶锥8滑下，粗颗粒煤粉与合格煤粉混合物落至轴流机翼型叶片3处时，因轴流机翼型叶片3旋转，提升了部分被分选下来的合格煤粉动能，这样，大大增加了部分被分选下来的合格煤粉进行二次分选的几率，因此，提高了分选装置的分选效率；回落至斜向回粉出口管15的回粉经过碾磨齿轮盘进行分级碾磨，使得部分不合格回粉被碾磨成合格煤粉，因此，回粉碾磨装置降低了回粉中合格煤粉的比率，降低了阻力，提高了分选效率，进而提高了制粉系统出力，降低了制粉单耗。
Claims (10)
1.一种档板自动调节高效串联双轴向动态分选、回粉碾磨装置，包括分选装置入口管(1)、内锥体(5)、底部设有回粉出口管(15)的外锥壳(27)；在内锥体中部高度沿所述外锥壳(27)内部一周水平装有多个一级挡板(6)，在所述一级挡板(6)之上还沿外锥壳(27)内部水平装有一周二级挡板(7)，所述一级挡板(6)和二级挡板(7)均单端固定于档板轴(19)上，档板轴穿出外锥壳的外部装有调节杆(21)；外锥壳的上部设多个防爆门(13)，外锥壳的顶板(38)外装变频电机(11)，所述顶板(38)开口并连接出口总管(14)，其特征是：
在所述分选装置入口管(1)外固定安装有内轴承套固定管(28)，在外锥壳(27)与所述内轴承套固定管(28)之间的环形空腔内安装有一圈用于对回粉进行碾磨的碾磨齿轮(34)，所述碾磨齿轮(34)为外大内小的锥体结构，碾磨齿轮内端与外端的齿轮轴(35)分别通过碾磨装置轴承(30)装于内轴承套固定管(28)和外锥壳(27)上，每相邻的两个碾磨齿轮(34)相互啮合，其中一个碾磨齿轮(34)的齿轮轴(35)伸出外锥壳(27)且由碾磨变频电机(31)带动。
2.根据权利要求1所述的档板自动调节高效串联双轴向动态分选、回粉碾磨装置，其特征是：所述碾磨齿轮(34)两端的碾磨装置轴承(30)均设置有防止煤粉漏入轴承的密封装置。
3.根据权利要求1所述的档板自动调节高效串联双轴向动态分选、回粉碾磨装置，其特征是：所述内锥体(5)的撞击锥(4)外侧装有轴流机翼型叶片(3)。
4.根据权利要求1或3所述的档板自动调节高效串联双轴向动态分选、回粉碾磨装置，其特征是：所述内锥体(5)的顶锥(8)外侧固定安装有由动叶片组成的动叶转子(10)，以此对煤粉进行离心分选。
5.根据权利要求1所述的档板自动调节高效串联双轴向动态分选、回粉碾磨装置，其特征是：所述一级挡板(6)和二级挡板(7)分别由各自的自动调节机构控制调节挡板的开度，所述自动调节机构包括带刹车电动机(23)、导向滑轮(26)，每一个档板轴(19)在外锥壳外部固定一块与之垂直的刻度盘(37)，所述刻度盘的外缘与固定于同一个档板轴(19)的调节杆(21)之间设有钢丝绳固定装置(22)；所述档板轴(19)固定于轴承(17)的轴套(18)内，轴套与外锥壳焊接并通过筋板(16)加固；所述带刹车电动机(23)的输出轴与钢丝绳(24)固定，所述钢丝绳(24)依次绕过刻度盘(37)一侧的导向滑轮(26)、沿刻度盘(37)外缘到钢丝绳固定装置(22)、继续沿刻度盘(37)外缘到相邻刻度盘(37)之间的导向滑轮(26)，分别串联整周的一级挡板(6)或二级挡板(7)，最后回到带刹车电动机(23)与钢丝绳(24)固定的输出轴，形成封闭的一周钢丝绳调节圈。
6.根据权利要求5所述的档板自动调节高效串联双轴向动态分选、回粉碾磨装置，其特征是：所述一级挡板(6)或二级挡板(7)的带刹车电动机(23)安装于一级挡板(6)或二级挡板(7)的上方，所述带刹车电动机(23)所带的钢丝绳(24)在电动机输出轴的两侧水平走向，经过滑轮后改变为垂直走向，并绕过两个相邻刻度盘(37)侧面的导向滑轮(26)，依次连接各个刻度盘(37)和调节杆(21)。
7.根据权利要求6所述的档板自动调节高效串联双轴向动态分选、回粉碾磨装置，其特征是：在所述钢丝绳(24)在带刹车电动机(23)两侧的垂直走向钢丝绳上，各固定有一块调节自动调节机构平衡度的平衡块(25)。
8.根据权利要求1所述的档板自动调节高效串联双轴向动态分选、回粉碾磨装置，其特征是：所述顶板(38)均匀分布有多个连接出口管(12)的开口，所述出口管(12)的另一端与出口总管(14)的输入端连接。
9.根据权利要求8所述的档板自动调节高效串联双轴向动态分选、回粉碾磨装置，其特征是：所述顶板(38)上方设有四根出口管(12)，且四根出口管(12)螺旋旋转并与出口总管(14)连接。
10.根据权利要求1所述的档板自动调节高效串联双轴向动态分选、回粉碾磨装置，其特征是：所述内锥体(5)上部外侧固定安装进行离心分选的动叶转子(10)；所述内锥体(5)与所述一级挡板(6)以及二级挡板(7)之间均保留有间隙，内锥体(5)为由变频电机(11)的输出轴(9)带动旋转的腔体。
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