山西龙舟输送机械有限公司

用创新气化装备   做水泥节能文章

山西龙舟输送机械有限公司       张天兵

    山西龙舟输送机械有限公司是一家从事水泥行业输送机械的专业厂家，公司成立于二00二年，在多年从事水泥输送机械生产经营的过程中发现，传统的气化装备如空气输送斜槽、水泥散装机、空气均化等气化装备节能空间非常大，因此在积极推广使用传统的气化装备的同时，认真探索研究新型的气化装备，近年来取得了可喜的成果。并在业界成功进行推广使用，受到广大客户热忱的欢迎，尤其是在当前水泥产能严重过剩的大形势下，在生产技术层面上，节能降耗已成为企业降低生产成本，提高市场竞争力，增强企业生存能力的重要手段之一，希望这些实用技术对大家有所帮助。

一、气力与机械复合式混料机（专利号ZL 2010 2 0108813.X )

分别粉磨工艺中的核心设备，我公司创新气化装备之一，它的作用是把分别粉磨的两种或几种物料按一定的比例混合、均化的设备。它的混料原理是：在机械混料机的箱体底部加装由罗茨分机提供高压气源的充气箱，高压空气透过充气箱的透气布把箱体内的物料充分气化，气化的同时粉粒之间发生裂解，消除粉料的内摩擦力，在气力的作用下翻滚而进行部分混合，在气力进行混合的同时，混料机搅拌轴的叶片进行强力机械搅拌，由于进入混料机中的粉料受气体气化、裂解作用降低于粉粒之间的吸附力和表面能。因而改变了仅机械搅拌所形成的 小颗粒团之间的混合，形成更小颗粒之间的微观意义上的混合。基于气力的作用机械搅拌所需要的机械能和消除粉料内摩擦力所需要的机械损耗也大为降低。由于出料点是在混料机的高点出料，为溢流结构，箱体内始终有相当数量的粉料参与混料，防止了在物料流速过快时直接进入下一道工序的缺点，使混料机的均匀性更高。

（一）结构特点

如下图 

气力与机械复合式混料机分混料主体与罗茨风机两部分，罗茨风机为标准设备，主要为混料机提供气源，根据混料所需的混料能力选择合适型号的罗茨风机，目前市场上的三叶罗茨风机比较适合，该型风机噪音小，运转平稳，运转率高，体积小方便布置，根据混料机的搅拌物料工况，本着高效节能的原则，风机压力一般在19.6KPa-24.5KPa之间，流量3-8m3/min之间，功率4KW-7.5KW。

1.2混料机本体部分包括混料机箱体，箱体底部的充气箱，箱体内部的两根搅拌轴及轴上的的搅拌叶片。两根搅拌轴通过箱体的机架板后由两端的轴承座支撑，传动由两台摆线针轮减速机通过十字联轴器为搅拌轴提供动力，在搅拌轴通过机架板的部分有内外带压紧毛毡的密封盒密封，在搅拌箱底部的充气箱由若干支气管通气，支气管由主风管同时供风，主风管与罗茨风机联通。

1.3搅拌叶片，

为了达到较好的搅拌效果，搅拌叶片的作用非常重要，两根搅拌轴的叶片交错布置，每片叶片上有一定数量的Φ20-30的圆孔，这样在叶片搅拌的过程中，一部分物料扬起，一部分物料从叶片的间隙漏下，这样在叶片搅拌过程中即能起到打散作用，又能起到再混料的作用。通过旋转叶片的角度，可实现料在轴向或轴的回转方向的推料扬料的搅拌作用，如推料可加速物料的前移，阻料可使物料向反方向移动，推料和阻料组合式安装可实现物料在轴向方向的往复搅拌作用，这是一般搅拌机所不具备的。当然，两根搅拌轴上的叶片交错布置使搅拌箱的物料最大程度的进行混合，为混合质量提供了有力保证。

混料机叶片

1.4溢流板

在下出结构和端部机架的出料结构中，在混料机箱体的出料端装备溢流板，在侧出料结构中出料口放置在混料机箱体上方，这样可保证混料机箱体中在溢板以下的箱体部分在工作时充满物料，当物料进入混料机的箱体后，除了进入箱体的这部分物料进行搅拌，同时也与箱体内原有的物料（3-5m3）进行混合，之后通过溢流板进入下出料口或侧出口出料。

1.5几种典型的出料结构

根据出料方式可分为四种结构

1.5.1下出结构

这种结构类似于普通机械混料机，上部进口进入的物料经过气化和搅拌后通过溢流板溢出至下出料口，完成混料过程。不同的是这种下出结构也可采用侧进料，也可上进料与侧进料同时进料，这种结构非常适合机械混料机的改造，在原工艺流程不变的情况下完成机械混料机转换成复合混料机。 

1.5.2端部出料结构

端部这种结构的出料口在尾部机架或头部机架的的轴承座下方，与下出结构类似，可上部和侧口进料，经搅拌后的物料溢过溢流板后进入卸料区，在卸料区下方的出料口，输出机体。这种结构适合在上入下出结构空间高度不够的情况，相当于提高了出料口的高度，实现了进出料口落差低的情况的安装。

1.5.3侧出结构

这种结构的进出料同以上两种结构类似，可上部或侧部进料，不同的是出料口在相对于进料口另一端的侧板上方。这种结构没有溢流板，由于侧出料口开在箱体的侧板上方，也相等于溢流结构，保证搅拌箱体内有足够的物料参与搅拌。这种结构的优点是进料口（采用上进料）与出料口在一个水平面上，方便工艺布置，缺点是上进料口与侧出料口不在一个轴线上，混料机或出料设备要倾斜放置影响美观，很多改造企业采用这种结构较多，重要是看中进出料可在同一水平面上的优点。 

1.5.4双通道结构

双通道结构实为两根单轴搅拌的串联。在混料机两根搅拌轴的中间有一块在进出料端封闭而另一端开放的墙板，进料口和出料口在垂直于搅拌轴的一个轴线上，进料口可侧进料也可上进料，进入搅拌机的物料要绕过一个“U”形的流程，即相等于两个搅拌轴长度到达出料口，该结构由于中间有墙板，叶片不能交叉，且叶片与箱壁和墙板之间有一定间隙，因此搅拌箱体较以上三种结构要宽，该结构适合把原设备（如斜槽）截断后使用。

1.6供气管道侧置与下置结构

1.6.1供气管道侧置

罗茨风机的主管道在搅拌箱体侧面布置的结构较多，该结构的设备高度低，主管道和支管道的联接在箱体一侧，操作比较方便，缺点是设备较宽，现场安装位置受影响，运输不便。

1.6.2供气管道下置

管道下置结构与管道侧置相反，这种结构可将主管道放置在机体的充气箱下部，节省了搅拌箱体两侧的空间，但抬高了搅拌箱的高度，支管与主管的联接部位放置在机体下部，检查不方便。

两种结构互为补充，根据现场实际情况适当选择。

 混料机管道结构

（二）节能优势突出

表1为复合混料机的混料能力和功耗情况

型号           FH500*3500    FH630*3500 FH800*4000 FH500*3500-2      FH630*3500-2   FH800*4000-2

混料能力m³/h    30-100             50-150            100-300      50-150          100-300                200-500

轴功率KW       2.2                3                5.5               2*2.2                     2*3                  2*5.5

风机功率KW       2.2                3                 4                 4                     5.5                    7.5

合计功率KW       4.4                6                9.5                8.4                    11.5                   18.5

表1

表1是我公司在二百余台复合混料机实践中得出的数据，从表中可以看出混合1立方米粉料的能耗不足0.1KW。

表2为复合混料机与同等型号机械混料机的对比节电情况。

型    号              混料 能力 功耗(KW)   同等混料能力机械混料机功耗(KW)  每天节电(度）   每年300天节电（度） 吨耗(KW/m3)

FH500*3500-2      100m3/h   8.5                               45                              876                 262800                       0.085

FH630*3500-2      200m3/h  11.5                       75                             1524                 457200                       0.057

FH800*4000-2      500m3/h  18.5                       110                             2196                 658800                       0.037

表2

从表2按复合混料机的节能情况看，几个月节省的电费即可收回投资。（三）密封可靠，环境较好

3.1由于混料机箱体内的物料高度流态化，任何小的缝隙都可能形成漏灰龇灰现象，我们在混料机所有静态法兰联接部位包括顶盖的法兰部位全部采用毛毡加法兰螺栓紧固密封，效果非常好。在搅拌轴与机架板过渡部分的动态密封要求比较高，在早期的复合混料机采用迷宫密封、石棉盘根密封都不能彻底解决密封问题。后来我们采用一种在机架板内外加装较大尺寸的密封盒的方法，彻底解决了此处的漏灰问题。如图在机架板的内外侧固定一个圆形的密封盒，要求密封盒的尺寸稍大一些（Ф300）厚度稍厚一些（40-50）在密封盒的底部靠近机架的位置有一个压紧底板，在密封盒的底部有另一个压紧板，在两个压紧板之间沿搅拌轴旋轴方向，裹紧毛毡条，组装完毕后紧固密封盒底部的压紧螺栓，使两个压紧板间隙收缩使毛毡膨胀从而使毛毡对搅拌轴产生抱紧作用，由于在机架板的前后各有一套密封盒进行密封，密封盒的厚度较厚，且在外密封盒与搅拌轴的间隙处又加了一套压兰密封同时此段搅拌轴的光洁度较高，这样在一个较长距离(约120）的密封区进行密封，从而箱体内受气化的物料外溢的压力为零，实现了此处零漏灰现象。北京琉璃河水泥有限公司原机械混料机此处漏灰现象就非常严重，导致因此问题增加工人劳动强度和多次停机影响生产，在多次处理效果不好的情况下选用我公司复合式混料机后，不仅漏料问题彻底解决，运转率高，同时节省了大量电费。

混料机密封结构

3.2关于混料机扬尘问题

由于复合混料机配置的罗茨风机最大风量不超10m3/h，每小时风量600m3/h.在搅拌机叶片的搅拌过程中，由于物料的气化效果较好，物料在叶片上经叶片上孔的滤料后，扬料较少，物料扬起后的落差较小，因此搅拌混合过程中产生的粉尘较少，如果混料机系统原来的除尘器容量足够，一般不需要另外增加除尘设备，若原系统中除尘容量不够，增加一台3000m3/h流量的除尘器即可满足要求。

(四）设备运行的零消耗

在混料机箱体内的物料在气化作用下，消除了粉粒之间的内摩擦力，在叶片搅拌过程中叶片的摩擦与箱体内壁的摩擦力很小，这与机械混料机中物料对叶片和箱体内壁的冲刷摩擦不同，因此，复合搅拌机的叶片不需要特殊处理。箱体内壁也不需要加装衬板，只是在底部透气布上加装透气防护板，防止尖锐硬物掉进机体内部损伤透气布即可。在最早使用的山西文义水泥有限公司使用的复合混料FH630*3500-2已运行四年多，至今没有更换叶片透气布等易损件。

（五）清渣功能

在复合混料机中的物料，由于在底部充气箱的气化作用下。物料处于气化后的悬浮态，加上搅拌叶片的搅拌作用，箱体内物料中的气体分布比较均匀，出料口又放置在较高位置，（下出料有溢流板）进口和出口的距离较长，这样比重较大的粒状物很容易沉淀在箱体底部，在叶片下距箱体底部有一定的空间，这样在待渣子、杂物贮存到一定时间，需停机从侧壁的清渣口清出。

（六）注意事项

6.1首先根据生产能力选择适合型号的复合混料机

6.2注意在运输和安装使用过程中设备内部不能进水，若进水要清除水，并更换透气布。

6.3罗茨风机要安装在有清洁空气的位置，安装要遵循罗茨风机的安装和使用要求。

6.4开机要先开罗茨风机30秒以上，之后开双轴搅拌电机，防止因操作相反烧毁搅拌电机。控制柜可按要求设计，另控制柜可装DCS接口，方便中央控制。

(七)使用情况

目前我公司复合混料机已生产200余台，分布于二十几个省市自治区，北京金隅、冀东水泥、山东山水、天瑞集团、中国建材以及各知名水泥设计研究院已开始选用我公司复合混料机。

二、气化沉淀式水泥除渣器（专利号:ZL2010 2 0156435.2）

（一）除渣原理

    与传统磁选式和筛选式出渣不同，气化沉淀式除渣器的除渣原理是利用气化后的粉料与渣子比重不同将比重较大的粒状物沉积下来进行清渣。

（二）结构

目前的结构有斜槽用和溜槽用两种结构。 

图1

斜槽用除渣器如图1，安装在两节斜槽之间，对于加装的除渣器可拆去一节斜槽，根据拆去的斜槽尺寸制作除渣器，安装时先截断斜槽的透气布，使透气布与法兰盘平齐，之后用与斜槽等宽的压布扁铁夹住，其中底部一块与斜槽焊死，另一块用螺栓把透气布压紧，透气布露出部分用电烙铁或火烙铁把透气布烙齐，使之与法兰平齐，这样在斜槽法兰与除渣器法兰之间加装“日”字型垫。在斜槽法兰与除渣器法兰紧固后，斜槽透气布上物料就通过除渣器过渡部分进入除渣区域。斜槽底部的空气也进入到除渣器的过渡部分。过渡部分与除渣箱体是独立的，然后通过除渣器的外管道与另一端的过渡部分联通，这样除渣器前方的斜槽气体就贯通了，保证了通过除渣区域的前方物料的畅通。在除渣区域分为两个独立的箱体如图2A区 ，B区，在箱体底部装有带透气布的充气箱，充气箱分两个区，分别由两个带手动蝶阀的管道供气，两供气管道汇合到支气管道，两支气管道由一根主管道与罗茨风机出风口相连。由于除渣器区域的风压较高由该独立的罗茨风机供气，两独立的除渣箱体由除渣器壳体外的手摇减速机控制的翻板调整开关，打开的一方除渣工作，而另一方则可清渣操作，清渣操作时要关闭该区的手动蝶阀。

图2

溜槽除渣器与斜槽除渣器原理相同，结构稍有不同的是在溜槽除渣器的入料口上方安装分料翻板，在出料口安装封闭翻板实现除渣工作区域的粉尘不影响另一区的清渣工作。

图3溜槽除渣器

根据在不同工艺位置安装除渣器的使用效果看，只有在斜槽或溜槽处安装较好，像安装在螺旋输送机或链式输送机下方的效果较差，我们分析在物料经过除渣器前要有一个预气化的过程，也就是要有一个提前气化分离的过程，否则经过除渣器区段时间较短，无法很好的完成气化分离过程，导致除渣器使用效果不佳，因此在斜槽和溜槽处安装是较理想的位置。

（三）气源

除渣器的气源要有独立气源，一般压力在14.7-24.5KPa之间，罗茨风机是较好选择，独立的高压离心风机或与空气斜槽共用一台离心风机都不适合，独立的高压空气（由空压机提供压力400-800KPa）虽然能达到除渣效果，因供气压力较高，使用成本较高，一般不选用。

在罗茨风机提供气源时，要避免与其它罗茨风机(如散装机，空气均化用）共用，一则不易保证设备同时使用，二则供气压力不稳定，影响除渣器和联动设备的正常使用。

（四）安装位置及用途

1.在开磨磨尾安装斜槽除渣器或溜槽除渣器，这种除渣器使用较多。若出磨输送为斜槽可考虑斜槽除渣器，若出磨输送为链运机或螺旋输送机则考虑溜槽除渣器。若出磨安装位置不够，可考虑在仓顶的提升机出口处安装溜槽出渣器或斜槽除渣器（仓顶输送为斜槽）。

磨尾安装斜槽除渣器

磨尾安装溜槽除渣器

在磨机出口处安装除渣器可使由磨机排出的铁渣、碎锻、水泥颗粒等及时清除，以免对下游设备转子秤、刚性叶轮、包装机等造成损坏，同时对水泥质量也有提升。

2.安装在闭路磨的粗粉回粉斜槽上

早期该除渣器主要运用在开流磨，后来我们尝试安装在闭路磨的粗粉回粉斜槽上，效果也非常好。像江苏徐州久久水泥有限公司前后使用我们9台除渣器，主要运用在该位置。除渣器安装在此位置可有效消除从选粉机中选出的金属颗粒和碎屑，减少对整个闭路系统的磨损，减少回粉斜槽的堵塞，由于金属碎屑的清除，使研磨体工作时的金属垫层消失，使研磨体的效果更高，可提高磨机产量3-5%。

3.安装在水泥包装仓顶

如图4所示  

图4

不少企业在包装系统经常发现仓顶振动筛出现故障且现场特别脏，现场污染大。由于气化沉淀式除渣器为间歇出渣，一般一周左右清渣一次，因此现场非常干净，这种结构较多，最早使用的是山西文义水泥有限公司。

这种结构一般为溜槽除渣器，主要清除进入包装仓的金属碎屑，安装或检修过程中掉落的螺丝帽，钢板块，铁棒等。考虑到包装系统回粉中容易产生的破编织袋，线绳等，在除渣器出口入包装仓前装一个箱式固定筛，固定筛的面积选1200*1500，筛孔径为30*30，在箱式固定筛的上方设观察口，发现有编织袋，线绳等杂物从观察口清除。

4.安装在散装水泥库顶清除水泥结块

长期使用的储库由于结露、进水等原因会产生一定数量的水泥结块，这些水泥结块若进入散装罐车无法放出，影响散装罐车正常使用，因此在进入散装水泥库的库底斜槽上或入散装仓的提升机出口安装加装人字形栅栏的气化沉淀式出渣器可有效清除水泥中的结块，像广西华润水泥（武宣）有限公司使用四台主要用在此位置。

如图5，在除渣器的通道上加装人字型栅栏从料流方向看是密不透气的墙板，但垂直物料方向是有一定间隔的栅栏，且栏杆与立面有一定夹角，这样栅栏对粉料的流动不影响，但其中的水泥结块受到栅栏的阻拦会沉积在积渣箱体内，达到清理水泥结块的目的。

图5

5.安装在高压输送的末端（入库前）如图6

高压输送的粉料如料封泵，仓式泵或散装罐车输送的粉状物料中的除渣一般安装在输送管道的末端，即入固定储库前，结构为溜槽式结构，安装时要注意入除渣器前要有引流槽，引流槽对来自输送管道的高压高速物料起到缓冲减速作用，除渣器的壳体要用加强筋加强，防止高压气流对除渣器壳体产生吹鼓的作用，河北承德喜上喜水泥有限公司即采用此机构。

图6

气化沉淀式除渣器从设计制作到使用，除渣器的结构不断完善，使用范围也不断扩大，从起初的单箱机构到目前的双箱结构，从以前的人工清渣到现在的机械清渣。随着客户不断增长的新的需求，通过大家不断的努力，气化沉淀式除渣器的结构会更趋完善，使用范围会更广。（五）使用注意事项：

1、安装前注意除渣器内部是否进水，防止进水后浸湿透气布而影响气化效果。

2、安装过程中要注意透气布不得烧伤或机械损伤。

3、安装前注意加装密封垫，确保螺栓紧固。做到壳体不漏灰、管道不漏气。

4、罗茨风机遵照罗茨风机的使用说明。单向阀不倒装，罗茨风机不得反转。

5、罗茨风机要在输送系统中先开，停机时最后关，以保证系统正常输送。

6、清渣操作时，先打开两个除渣区的蝶阀，然后同时打开（或关闭）粉料闸板，之后再关闭清渣区的蝶阀。保证料流通畅，罗茨风机不憋气。

7、注意罗茨风机的定期润滑。

三、链式空气输送机（专利号：ZL201320116889.0）

继气力与机械复合式混料机后，我公司又在粉料输送领域开发了一种新型的粉状物料水平输送机。即链式空气输送机。我们称之为充气FU链运机或水平空气输送槽，它是在传统点的FU链式输送机的底部安装可供气的充气箱，或者说在水平安装的空气输送槽内部安装可供传动的小型链式输送装置。这样处于设备内部的物料受到位于槽体底部充气箱的气化作用使物料的内摩擦力大大降低。这样在槽体中的气化物料在小型链式输送装置的作用下即可实现大流量的快速输送。由于链式输送装置是在气化的物料中慢速运行，因而设备的消耗非常小。保守估计链式输送装置等易损件的使用寿命可达五年以上，由于大输送量使用的是小规格的链条，这样设备的运行费用就非常低。

空气链式输送机输的输送能力和功耗情况（表2）

说明：1.若工艺高度许可。从投资费用和运行费用考虑，首先选用空气输送斜槽

          2.若输送量低于40T/H。仍按原FU型链式输送机选用FU150,FU200，FU270.

          从上表中可以看出，以FUK400*30米为例。它的总功耗为9.5KW，比FU400*30米22KW可节电57%，若以FUK600*30米为例，它的总功耗为18.5KW，比FU600*30米的55KW节电66%，从以上可以看出越是大输送量，该设备节电效果越明显。

四、粉料清库与空气均化

近些年大中型钢仓在水泥行业大量使用，由于出料技术的不足，很多钢仓出现出料不畅，出库率较低的情况。我公司在为不少客户储库内安装空气均化及卸料的过程中，多次遇到客户要求清库的工作。而清库多年来因没有安全可行的方法，多次出现清库人员的伤亡事故。我公司结合多年来安装调试空气均化设备的经验，把这些技术运用到清库工作中，并设计出一些专用的工具，使清库初期不进人，清库中后期使用机械尽量减少人力的方法使清库工作安全、可靠、快捷。

在空气均化方面，结合多年来的从业经验，形成一套独特的技术特点：

 1、库内充气箱布置摒弃单纯按几何形状分布。而是以库内压力分布情况布置气箱。减少局部气箱泄压后的“死区”，做到更高卸空率。

 2、增加库内气箱分区数量，减少风机设备选型，形成库内气化区各个击破。同时降低整个系统消耗。

 3、相邻两个气箱不在一个气化区。便于某区域出现故障后，该区仍然可以气化出料，不至出现“死区”。

 4、该系统由我公司专业人员负责安装，调试，以防非专业安装队伍出现漏气等影响整个系统的质量问题。

关于气化装备我公司还有充气重锤翻板阀，采用侧出料比传统重锤翻板阀下出料节省工艺高度。除尘器管道下安装充气箱防止管道堵塞。不清库安装充气箱或充气棒方便出料等。使气化装备的使用更加多元  。由于气化装备所具有的节能低耗的特点。有理由相信，我们今后会有更多的气化装备投入到水泥工业中，为我们的蓝天碧水、美丽中国作出贡献。   

                                2014年4月29日