DE10317437A1

DE10317437A1 - Walzen- oder Walzenschüsselmühle

Info

Publication number: DE10317437A1
Application number: DE2003117437
Authority: DE
Inventors: Tieu Le Dr. Van; Thomas Dr. Krause; Werner Dipl.-Ing. Bischoff
Original assignee: Babcock Borsig Power Systems GmbH
Current assignee: Gebr Pfeiffer AG; Mitsubishi Power Europe GmbH
Priority date: 2003-04-15
Filing date: 2003-04-15
Publication date: 2004-10-28

Abstract

Eine Walzen- oder Walzenschüsselmühle ist mit einer in einem Mühlengehäuse (1) rotierenden Mahlschüssel (3) versehen, auf der stationär angeordnete Mahlwalzen (7) abrollen. Die Mahlschüssel (3) ist von einem als Düsenring (12) ausgebildeten Gaseintrittsspalt umgeben, dessen Düsen eine axiale und tangentiale Austrittsrichtung aufweisen. Im oberen Teil des Mühlengehäuses (1) ist ein Sichter (15) angeordnet. In einem radialen Abstand von der Innenseite des Mühlengehäuses (1) ist unter Bildung eines Ringspaltes (23) eine Trennwand (22) angeordnet, die sich in vertikaler Richtung von nahe dem Gaseintrittsspalt bis zum Sichter (15) erstreckt. Die Breite des Ringspaltes (23) ist zwischen dem Mühlengehäuse (1) und der Trennwand (22) über die gesamte vertikale Höhe des Ringspaltes (23) gleichbleibend.

Description

Die Erfindung betrifft eine Walzen- oder Walzenschüsselmühle mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.
Derartige Mühlen dienen vor allem der Zerkleinerung von Steinkohle, Biomasse oder Mineralien bei gleichzeitiger Mahltrocknung durch vorgewärmte Luft oder Heißgas. Eine bekannte Walzenschüsselmühle (VBG Kraftwerkstechnik 78 (1988) Nr. 11. Seiten 77 – 88; Mitteilung Nr. 287, Deutsche Babcock AG) ist mit einem Düsenring versehen, dessen Düsen eine axiale und tangentiale Austrittsrichtung aufweisen. Bei dieser bekannten Walzen- oder Walzenschüsselmühle wird der beim Mahlvorgang erzeugte Mahlstaub über den Rand der rotierenden Mahlschüssel gefördert, dort von dem aus dem Düsenring austretenden Gasstrom erfasst und durch das Mühlengehäuse zum Sichter transportiert. Im Sichter wird der ungenügend aufgemahlene Grobstaub abgeschieden und über den Griesrücklaufkonus auf die Mahlschüssel zurückgeführt. Der ausreichend aufgemahlene Feinstaub wird aus der Mühle ausgetragen.
Die Gasströmung tritt bei der oben genannten bekannten Walzenschüsselmühle unter einem definierten Neigungswinkel in Form einer aufwärts gerichteten Spiralströmung aus dem stehenden oder mit der Mahlschüssel rotierenden Düsenring aus. Durch die in der Mühle angeordneten Mahlwerkzeuge und Einbauten ändert sich der freie Strömungsquerschnitt in Richtung der aufwärts gerichteten Gasströmung. Deshalb kommt es in Strömungsrichtung zu einer deutlichen Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit, die zum Mühleninneren immer weiter abnimmt. Hierdurch sinkt die Tragfähigkeit der Gasströmung ab und ein Teil des Mahlstaubes fällt in den Mahlraum zurück. Es entsteht ein Wirbelbett. Grobes Mahlgut fällt aus und reißt einen Teil des Fertiggutes mit sich. Das ausgefallene grobe Mahlgut landet nicht zielgerichtet auf der Mahlschüssel bzw. in der Mahlzone.
Im oberen Teil des Mühlengehäuses einer Walzen- oder Walzenschüsselmühle hat man schon Verdrängungskörper angeordnet, welche die Strömungsgeschwindigkeit der Gasströmung erhöhen sollen. Die Verdrängungskörper sind aufwendig zu fertigen und erfüllen die geforderten Anforderungen nur bedingt.
Aus der DD-PS 136 799 ist eine Walzenmühle bekannt, bei der zur Verbesserung der Strömungsverhältnisse innerhalb der Mühle, in dem Mahlraum ein Einbau angeordnet ist. Der angeordnete Einbau besteht aus einem kegelförmig sich axial verjüngenden, den Konturen des sich über der Mahlschüssel ausbildenden Totwassergebietes angepassten Teil, dem sich ein bis an den Sichter reichender zylindrischer Teil anschließt. Der Einbau ist so über der Mahlschüssel angeordnet, dass über dem Gaseintrittsspalt ohne Strömungsleitring das zerkleinerte Mahlgut außerhalb der Mahlschüssel zwischen dem Mühlengehäuse und dem Einbau pneumatisch ausgetragen wird. Die besondere Gestaltung des sich zunächst verjüngenden Einbaus soll eine Diffusorwirkung erzeugen, um einen nicht unerheblichen Druckaufbau zu erreichen. Die Anordnung des sich verjüngenden Einbaus entlang der Konturen des Totwassergebietes wurde gewählt, um das Totwassergebiet von der wandnahen Axialströmung abzutrennen, so dass die Mahltrocknung im Bereich der günstigsten Wärme- und Stoffübertragungsverhältnisse stattfinden kann. Durch den Verzicht auf einen Strömungsleitring innerhalb des Gaseintrittsspaltes soll eine reine Axialströmung erreicht werden.
Nach gewonnenen Erkenntnissen der Erfinder, die sich mit der Verbesserung der Strömungsverhältnisse in einer Walzen- oder Walzenschüsselmühle beschäftigten, wird die nach der DD-PS 136 799 angestrebte Trennung von Zerkleinerungsvorgang und pneumatischem Mahlguttransport durch die verwendeten Maßnahmen nicht erreicht, wie die Diffusorwirkung durch den sich verjüngenden Einbau, die Anordnung des Einbaus entlang der Kontur des Totwassergebietes und den Verzicht auf einen Strömungsleitring im Gaseintrittsspalt. Als Grund dafür sehen die Erfinder den Umstand an, dass der zur Erzeugung einer Diffusorwirkung kegelförmige Teil des Einbaus eine radiale Ausdehnung der Gasströmung zulässt, wodurch eine Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit in der gleichen Weise wie bei einer Walzenmühle ohne Einbau eintritt. Außerdem fördert die rein axiale Gasströmung den nur zwischen den Mahlwalzen über den Rand der Mahlschüssel austretenden Mahlstaub ungleichmäßig in Form von Strähnen nach oben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer gattungsgemäßen Walzen- oder Walzenschüsselmühle mit wirkungsvollen Mitteln zu erreichen, dass bei einer gleichmäßigen Verteilung des Mahlstaubes in dem den Mahlstaub tragenden Fördergas die Strömungsgeschwindigkeit des Fördergases vergrößert wird.
Bei der Erfindung zwingen die Düsen des Düsenringes dem austretenden Gas eine aufsteigende Spiralströmung auf. Die Spiralströmung erfasst den ungleichmäßig über den Rand der Mahlschüssel austretenden Mahlstaub und verteilt diesen relativ gleichmäßig in dem Fördergas. Nach einer ersten Abscheidung des Grobanteil des Mahlstaubes und dessen Rückführung auf die Mahlschüssel wird die Spiralströmung mit dem Mahlstaub in den Ringspalt zwischen der Trennwand und dem Mühlengehäuse geleitet. In diesem Ringspalt bildet sich eine in axialer Richtung gleichmäßige Gasströmung heraus, welche den erzeugten Mahlstaub mit ausreichend großer Strömungsgeschwindigkeit sicher und kontinuierlich abfördert. Aufgrund der gleichbleibenden Breite des Ringspaltes bleibt die Strömungsgeschwindigkeit über den Querschnitt konstant, so dass die Gasströmung eine ausreichend hohe Tragfähigkeit für den Mahlstaub aufweist. Die Sichtung des Mahlstaubes, die bei einer Walzen- oder Walzenschüsselmühle ohne Trennwand während des Aufsteigens schon teilweise im Mahlraum stattfindet, wird aufgabengemäß in den Sichter verlegt. Der im Sichter abgeschiedene Grobstaub wird durch den Grießrücklaufkonus zielgerichtet auf die Mahlschüssel zurückgeführt.
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:
1 einen Längsschnitt durch eine Walzenschüsselmühle mit einem dynamischen Sichter,
2 einen Längsschnitt durch eine Walzenschüsselmühle mit einem statischen Sichter und
3 einen Schnitt durch einen Teilumfang des Mühlengehäuse mit einer Trennwand.
Die dargestellten Walzenschüsselmühlen dienen bevorzugt der Mahltrocknung von Steinkohle für eine Steinkohlenfeuerung und weisen ein zylindrisches Mühlengehäuse 1 auf, durch das ein Fallrohr 2 zur Zuführung von Rohkohle hindurchgeführt ist. Innerhalb des Mühlengehäuses ist eine waagerechte, um eine vertikale Achse rotierende Mahlschüssel 3 angeordnet, die von einem Motor 4 über ein Getriebe 5 angetrieben ist. Die Mahlschüssel 3 ist mit einem auf dem Getriebe 5 aufsitzenden Mahlschüsselträger 6 verbunden.
Auf der Mahlschüssel 3 rollen mehrere, vorzugsweise drei, stationär angeordnete Mahlwalzen 7 ab, die auf einem Rahmen 8 abgestützt sind. Der Rahmen 8 ist über Zugstangen 9 gegen das Fundament 10 der Walzenschüsselmühle nachgiebig verspannt. Über die Verspannung sind die Mahlwalzen 7 federnd gegen die Mahlschüssel 3 gedrückt. Es sind drei Zugstangen 9 vorgesehen, die abgedichtet aus dem Mühlengehäuse 1 herausgeführt sind. Die Zugstangen 9 sind jeweils in einer seitlichen Ausbuchtung 11 des Mühlengehäuses 1 angeordnet.
Die Mahlschüssel 3 ist von einem Düsenring 12 umgeben, der mit einem unterhalb der Mahlschüssel 3 angeordneten und mit einem Lufttzuführungsstutzen 13 versehenen Luftkasten 14 in Verbindung steht. Der Düsenring 12 weist Düsen auf, die durch nicht gezeigte Schaufeln gebildet sind. Die Schaufeln sind unter einem definierten Winkel gegen die vertikale Rotationsachse der Mahlschüssel 3 ausgerichtet. Auf der Abströmseite weisen die Düsen in Umfangsrichtung einen definierten Austrittswinkel gegen die Horizontale auf. Aufgrund dieser Ausbildung der Düsen tritt die durch den Lufttzuführungsstutzen 13 zugeführte und hier als Trocknungs- und Fördergas dienende Luft tangential und axial aus. Dadurch entsteht eine aufsteigende Spiralströmung, die den zwischen den Mahlwalzen 7 über den Rand der Mahlschüssel 3 tretenden Mahlstaub aufnimmt.
Das Mahlstaub-Luft-Gemisch gelangt, in der Mühle aufsteigend, zu einem Sichter 15, der oberhalb der Mahlwalzen 7 im oberen Teil des Mühlengehäuses 1 oder in einem auf das Mühlengehäuse 1 aufgesetzten Sichtergehäuse 16 angeordnet ist. Der Sichter 15 wird von dem Mahlstaub-Luft-Gemisch radial von außen nach innen durchströmt, wobei eine Sichtung des Mahlstaubes in einen Feinanteil und einen Grobanteil (Grieß) stattfindet. Der Grobanteil fällt durch einen Grießrücklaufkonus 17, der unterhalb des Sichters 15 angeordnet ist, auf die Mahlschüssel 3 zurück. Der Feinanteil wird zusammen mit der Luft durch eine oder mehrere Abgangsleitungen 18 den Brennern einer nicht gezeigten Kohlenstaubfeuerung zugeführt.
Der dynamische Sichter 15 der in 1 dargestellten Walzenschüsselmühle besteht aus einem außen liegenden Leitapparat 19 mit feststehenden, gegen die Strömung angestellten Lamellen. Innerhalb des Leitapparates 19 ist ein Rotor angeordnet, der aus einem mit einem Drehantrieb versehenen Sichterkorb 20 mit radial angebrachten Stäben oder Lamellen besteht. Der statische Sichter 15 der in 2 dargestellten Walzenschüsselmühle ist ein Klappensichter 21, der aus einem Kranz von gegen die Strömung anstellbaren Klappen aufgebaut ist. Wegen des großen Durchmessers des Klappensichters 21 erweitert sich das Sichtergehäuse 16 ausgehend von der zylindrischen Form konisch nach oben.
In einem radialen und in vertikaler Richtung gleichbleibenden Abstand von der Innenwand des Mühlengehäuse 1 ist eine Trennwand 22 angeordnet. Die Trennwand 22 beginnt kurz oberhalb des Düsenringes 12 und erstreckt sich bis zur äußeren Kante des Sichters 15. Die Trennwand 22 ist an dem Grießrücklaufkonus 17 und der Innenwand des Mühlengehäuses aufgehängt.
Bei der Walzenschüsselmühle gemäß 2 erstreckt sich die Trennwand 22 auch entlang des Sichtergehäuses 16. Die Trennwand 22 umschließt die Mahlwalzen 7 und den Grießrücklaufkonus 17. Die Trennwand 22 bildet mit dem Mühlengehäuse 1 einen konzentrischen Ringspalt 23, in den die aus dem Düsenring 12 austretende Spiralströmung des Mahlstaub-Fördergas-Gemisches eintritt. Der Strömungsquerschnitt des Ringspaltes 23 ist entsprechend den Anforderungen an den pneumatischen Transport des Mahlstaubes bemessen. Daher ist der Strömungsquerschnitt für eine genügend hohe Geschwindigkeit der Gasströmung ausgebildet, die eine ausreichende Tragfähigkeit für den zu fördernden Mahlstaub sicherstellt. Der gleichbleibende Abstand der Trennwand 22 von dem Mühlengehäuse 1 und dem Sichtergehäuse 16 verhindert eine Querausdehnung der Strömung in Richtung auf den freien Innenraum der Mühle. Eine Verminderung der Strömungsgeschwindigkeit in Querrichtung mit der Folge, dass der Mahlstaub von der Gasströmung aufgrund der verringerten Strömungsgeschwindigkeit nicht mehr getragen wird, ist damit ausgeschlossen.
Durch den Einsatz der Trennwand 22 als Leitapparat wird eine verbesserte Funktionstrennung zwischen den einzelnen Aufgaben des Mühlensystems erreicht, nämlich Mahlen, pneumatischer Transport bei gleichzeitiger Trocknung und Sichtung. Folgende Arbeitsvorgänge werden durchgeführt:

– Zerkleinerung des Mahlgutes zwischen den Mahlwalzen 7 und der Mahlschüssel 3;
– pneumatischer Transport und Trocknung des zerkeinerten Mahlgutes in dem Ringspalt 23 zwischen dem Mühlengehäuse 1 und der Trennwand 22 und
– Sichtung des Mahlgutes im wesentlichen im Sichter 15.

Durch die aufgabengemäße Arbeitsweise des Sichters wird gleichzeitig die geforderte Verteilung des Mahlstaubes auf die Abgangsleitungen 18 sichergestellt.
Zweckmäßigerweise ist die Trennwand 22 mehrteilig aufgebaut. Dabei besteht die Trennwand 22 aus mehreren Abschnitten 25, die eine in sich geschlossene Wand bilden und die jeweils aus vorzugsweise einzelnen Segmenten zusammengesetzt sein können, die sich auch überlappen können.
Die Trennwand 22 ist an mehreren an dem Mühlengehäuse 1 und dem Grießrücklaufkonus 17 angebrachten Konsolen 26 aufgehängt. An diesen Konsolen können in einem radialem Abstand mehrere Aufhängepunkte hintereinander vorgesehen sein. Dadurch kann der Abstand der Trennwand 22 von dem Mühlengehäuse 1 geändert und irgendwelchen geänderten Betriebsbedingungen nachträglich angepasst werden.
Die Trennwand 22 ist mit mehreren Durchbrechungen für einen Durchtritt von Vorrichtungen versehen, beispielsweise des Rahmens 8 oder der zu den Mahlwalzen 7 führenden Sperrgasleitungen 24. Die vorgesehenen Durchbrechungen sind üblicherweise mit herkömmlichen Mitteln abgedichtet.

Claims

Walzen- oder Walzenschüsselmühle mit einer in einem Mühlengehäuse (1) rotierenden Mahlschüssel (3), auf der stationär angeordnete Mahlwalzen (7) abrollen, wobei die Mahlschüssel (3) von einem Gaseintrittsspalt umgeben ist, wobei im oberen Teil des Mühlengehäuses (1) ein Sichter (15) angeordnet ist und wobei in einem radialen Abstand von der Innenseite des Mühlengehäuses (1) unter Bildung eines Ringspaltes (23) eine Trennwand (22) angeordnet ist, die sich in vertikaler Richtung von nahe dem Gaseintrittsspalt bis zum Sichter (15) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass der Gaseintrittsspalt als Düsenring (12) ausgebildet ist, dessen Düsen eine axiale und tangentiale Austrittsrichtung aufweisen, und dass der Ringspalt (23) zwischen dem Mühlengehäuse (1) und der Trennwand (22) über seine gesamte vertikale Höhe eine gleichbleibende Breite aufweist.
Walzen- oder Walzenschüsselmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Ringspaltes (23) entsprechend den Anforderungen an den pneumatischen Transport des Mahlstaubes vorbestimmt bemessen ist.
Walzen- oder Walzenschüsselmühle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (22) einteilig oder mehrteilig ausgebildet ist.
Walzen- oder Walzenschüsselmühle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (22) aus mehreren nebeneinander angeordneten Abschnitten (25) besteht, die aus Segmenten zusammengesetzt sind.
Walzen- oder Walzenschüsselmühle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (22) aus mehreren nebeneinander angeordneten Abschnitten (25) besteht, die aus sich überlappenden Segmenten zusammengesetzt sind.
Walzen- oder Walzenschüsselmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (22) innerhalb des Mühlengehäuses (1) an mehreren an dem Mühlengehäuse und einem Grießrücklaufkonus (17) angebrachten Konsolen (26) aufgehängt ist.
Walzen- oder Walzenschüsselmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (22) verstellbar angeordnet ist.
Walzen- oder Walzenschüsselmühle nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass an den Konsolen (26) in einem radialen Abstand hintereinander mehrere Aufhängepunkte für die Trennwand (22) vorgesehen sind.
Walzen- oder Walzenschüsselmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (22) mit mehreren abgedichteten Durchtrittsöffnungen und Durchbrechungen versehen ist.