Kalker Pulverizasyon Sisteminde Dik Değirmen ve Bilyalı Değirmenin Karşılaştırılması
1. Ekipman yapısı analizi
1. Bilyalı Değirmen
Bilyalı değirmen, yatay bir silindir, malzemeleri beslemek ve boşaltmak için içi boş bir mil ve bir öğütme kafasından oluşur.Silindir, içinde taşlama gövdesi bulunan uzun bir silindirdir.Genel olarak çelik bir bilya olup, farklı çaplara ve belirli oranlara göre silindir içerisine yüklenir.Öğütücü gövde çelik parçalardan da yapılabilir.
Malzeme, öğütülen malzemenin parçacık boyutuna göre seçilir ve malzeme, bilyalı değirmenin besleme ucundaki içi boş mil vasıtasıyla silindire yüklenir.Bilyalı değirmen döndürüldüğünde, öğütme gövdesi atalet, merkezkaç kuvveti ve sürtünme nedeniyle yakındaki silindirin kaplama plakasına bağlanır.Silindir alınır ve belli bir yüksekliğe getirildiğinde kendi yerçekimi ile aşağı fırlatılır ve düşen öğütücü gövde silindir içindeki malzemeleri bir mermi gibi ezer.
Malzeme, besleme cihazı tarafından besleme içi boş şaft yoluyla değirmenin birinci odasına spiral ve eşit bir şekilde girilir.Haznede basamaklı giydirme levhaları veya oluklu giydirme levhaları bulunmakta olup, içerisine farklı özelliklerde çelik bilyeler yerleştirilmiştir.Silindirin dönüşü, çelik bilyeleri belirli bir yüksekliğe getirmek için merkezkaç kuvveti üretir.Düştükten sonra malzemeye çarpacak ve öğütecektir.Malzemeler ilk depoda kaba öğütülür, ardından tek bölmeden ikinci depoya alınır.İkinci depo düz astarlıdır ve ayrıca bilyalarla doldurulur, ardından malzemeyi tekrar öğütür.Öğütme işlemini tamamlamak için toz boşaltma ızgarasından boşaltılır.
Silindirin dönüşü sırasında, taşlama gövdesi de kayma olgusuna sahiptir.Kayma işlemi sırasında malzemeye öğütme etkisi verilir.Öğütme etkisini etkili bir şekilde kullanmak için, malzemeyi genellikle 20 gözenekli daha büyük bir parçacık boyutuyla öğütürken, öğütme gövdesi silindiri Bölme panosu ile iki bölüme ayrılmıştır, çift depo haline gelir.Malzeme ilk depoya girdiğinde çelik bilyeler tarafından ezilir.Malzeme ikinci depoya girdiğinde, çelik dövme malzemeyi öğütür ve ince öğütülmüş malzeme boşaltma ucundan oyulur.Mil boşaltma, kum No. 2 cürufu, kaba uçucu kül gibi küçük besleme parçacıklarına sahip malzemeleri öğütürken, değirmen silindiri bölmesiz tek silolu bir değirmen olabilir ve öğütme hacmi çelik bölümler için de kullanılabilir.
2. dikey değirmen
Dikey değirmen, çimento, elektrik, metalurji, kimya endüstrisi, metalik olmayan mineraller ve diğer endüstrilerde yaygın olarak kullanılan ideal bir büyük ölçekli öğütme ekipmanıdır.Kırma, kurutma, öğütme, derecelendirme ve taşımayı entegre eder ve yüksek üretim verimliliğine sahiptir.Blok, granül ve toz hammaddeleri gerekli toz malzemelere öğütebilir.
Şekil 2: Dikey değirmen yapısının şematik diyagramı
Dikey değirmenin çalışma prensibi: motor, taşlama diskini döndürmek için redüktörü çalıştırır ve öğütülecek malzeme, hava kilidi besleme ekipmanı tarafından dönen taşlama diskinin merkezine gönderilir.Merkezkaç kuvvetinin etkisi altında, malzeme taşlama diskinin çevresine hareket eder ve taşlama silindiri tablasına girer.Hidrolik cihazın ve aktarma kolunun etkisi altında, öğütme silindiri, silindir tablasındaki malzemeye öğütme kuvveti uygular ve malzeme ekstrüzyon ve kesme ile ezilir.Aynı zamanda rüzgar, değirmen taşını çevreleyen rüzgar halkasından yüksek hızda yukarı doğru püskürtülür ve rüzgar halkasındaki yüksek hızlı hava akımı ile zemin malzemesi havaya uçurulur.Bir yandan, daha kaba malzeme yeniden öğütülmek üzere değirmen taşına geri üflenir;Malzeme kurutulur ve ince toz, sınıflandırma için sıcak hava ile ayırıcıya getirilir.Nitelikli ince toz, hava akımı ile birlikte değirmen dışına çıkar ve ürün olarak toz toplama ekipmanı tarafından toplanır.Yeni beslenen malzemelerle birlikte yeniden öğütülecek ve bu döngü tüm öğütme sürecini tamamlayacaktır.
3. Bilyalı değirmen ve dik değirmenin öğütme mekanizması
3.1 Bilyalı değirmenin öğütme mekanizması
Hepimizin bildiği gibi, geleneksel bir öğütme ekipmanı olarak bilyalı değirmen, malzemelerin öğütülmesi işleminde her zaman tekel konumunda olmuştur.Bilyalı değirmenin öğütme mekanizmasındaki aşağıdaki kusurlar nedeniyle enerjinin etkin kullanım oranı son derece düşüktür.Veri raporlarına göre, genellikle sadece %1 ila %3.Bu nedenle öğütme işleminin enerji tasarrufu da enerji tasarrufu ve tüketimin azaltılmasında dikkat edilmesi gereken konulardan biridir.
Bilyalı değirmenin öğütme mekanizması, darbe ve öğütmeye ve özelliklerine dayanmaktadır:
(1) Onlarca ton, hatta yüzlerce ton öğütücü gövde ve malzemeyi aynı anda belli bir yüksekliğe getirmek gerekir;
(2) Malzemeye etki eden taşlama gövdesinin kuvveti, insanlar tarafından kontrol edilemeyen büyük ölçüde değişir;
(3) Öğütme gövdeleri arasında ve öğütme gövdeleri ile astar arasında yararsız çarpışmalar olur ve büyük miktarda enerji boşa harcanır;
(4) Aşırı öğütme olgusu mevcuttur;
(5) Yüksek gürültü, genellikle 100-120dB (A ses seviyesi);
(6) Öğütme gövdesi çok tüketir.
Geçmişte, öğütme sisteminin enerji tasarrufu sağlayan dönüşümü, değirmen astarının, bölme plakasının iyileştirilmesi, öğütme gövdesinin derecelendirilmesinin ayarlanması, değirmen içindeki havalandırma gibi bilyalı değirmenin kendisinin ve sisteminin dönüşümü ile sınırlıydı. gelen malzemenin parçacık boyutunun küçültülmesi vb. Üretimi artırma ve enerji tasarrufu sağlama konusunda belirli bir etki elde edildi, ancak bilyalı değirmenin öğütme mekanizmasında var olan sorunları temelden çözmedi.
3.2 Dik değirmenin öğütme mekanizması
Dik değirmen malzemeleri öğütürken gevşek malzemelerin oluşturduğu malzeme yatağını içerideki iki adet sıkıca bastırılmış yuvarlanma elemanının yüzeylerinden sıkıştırarak kademeli olarak kırar veya öğüterek toz haline getirir.
Dikey değirmendeki öğütme silindirleri hareketlidir ve öğütme basıncı, silindirler arasındaki boşluğa doldurulmuş sıkıştırılmış malzeme yatağı tarafından iletilir.
Dik freze işlemi aşağıdaki ana özelliklere sahiptir:
(1) Taşlama silindirinin malzeme üzerindeki kuvveti, malzeme ve ekipman üzerindeki kuvvetin tekdüze ve sabit olmasını sağlamak için yapay olarak kontrol edilebilir.
(2) Nitelikli ince toz, zamanında tasnif edilebilir.
(3) Dikey değirmen gövdesi, düşük gürültülü çalışmayı gerçekleştirir.
(4) Beş kırma, öğütme, kurutma, derecelendirme ve taşıma sürecini entegre eder.
Dikey değirmenin makul yapısı ve öğütme yöntemi nedeniyle, dikey değirmenin öğütme verimliliği bilyalı değirmenden daha yüksektir.
2、 Öğütme sisteminin analizi
1. Bilyalı Değirmen ve Dik Değirmen Pulverizasyon Şemalarının Karşılaştırılması
1.1 Bilyalı Değirmen Pulverizasyonu ve Dikey Değirmen Pulverizasyonu İşlem Planlarının Karşılaştırılması
Kireçtaşı öğütme, dikey değirmen veya bilyalı değirmen kullanılarak yapılabilir.Dikey değirmenin üstü bir ayırıcı ile birlikte gelir.Hava halkası valfini ayarlayarak, ürün inceliği değiştirilebilir ve değirmen içindeki malzeme yatağının yükü üniform ve sabit olabilir.Toz değirmenden boşaltıldıktan sonra, toplama için egzoz fanı hava akışıyla darbe torbası toz toplayıcıya girer ve ardından Şekil 4'te gösterildiği gibi yatay ve dikey taşıma ekipmanı aracılığıyla kireçtaşı toz silosuna depolama için girer. bilyalı değirmen, toz boşaltıldıktan sonra, sıralama için önce verimli bir toz yoğunlaştırıcıdan geçer.Toz yoğunlaştırıcı, değişken frekanslı bir motor tarafından tahrik edilen ve dikey olarak dönen bir rotora sahiptir.Rotorun hızı ve toz yoğunlaştırıcının havalandırma oranı ayarlanarak, bitmiş ürünün inceliği ayarlanır.Ayıklanan kaba malzeme, daha fazla öğütülmek üzere bir vidalı konveyör aracılığıyla değirmenin girişine geri gönderilir.Gerekli inceliğe sahip toz, toplama için egzoz fanı hava akışıyla birlikte darbe torbası toz toplayıcıya girer ve ardından Şekil 3'te gösterildiği gibi yatay ve dikey taşıma ekipmanı aracılığıyla kireçtaşı toz silosuna depolama için girer.
Şekil 3: Bilyalı Değirmen Pulverizasyon Sisteminin Proses Akış Şeması
Şekil 4: Dikey Öğütme Tozu Sisteminin Proses Akış Şeması
Şekil 3'te gösterilen işlem akışı, "iki aşamalı bir toz toplama sistemidir".Süreç karmaşıktır, birçok sistem ekipmanı vardır ve birçok sistem arıza noktası vardır.Sistem, zorlu çalışma, süreç düzeninde çoklu kısıtlamalar ve geniş bir ayak izi ile karakterize edilir.Yüksek konsantrasyonlu toz toplayıcılar gerekli olmasa da ilgili yatırım da önemlidir.
Şekil 4'te gösterilen işlem akışı, bir "birincil toz toplama sistemidir".Basit proses akışı, daha az sistem ekipmanı, daha az sistem arıza noktası, uygun sistem çalışması, esnek proses yerleşimi ve sistemin ana fan çarkında aşınma olmaması gibi avantajlara sahiptir.Ancak nispeten pahalı olan yüksek konsantrasyonlu bir toz toplayıcının yapılandırılmasını gerektirir.
Karşılaştırma yoluyla, dikey taşlama işleminin basit olduğu, küçük bir alan ve yer kapladığı bulunabilir.Dikey öğütmenin kendisi bir toz yoğunlaştırıcıya sahiptir ve ek toz yoğunlaştırıcılar ve kaldırma ekipmanı gerektirmez, bu da daha az sistem ekipmanıyla sonuçlanır.Sistem birkaç hata noktasına, rahat çalışmaya ve esnek süreç düzenine sahiptir.İşlem basittir, düzen kompakttır ve dış mekanda düzenlenebilir.İnşaat alanı, bilyalı değirmen sisteminin yaklaşık %70'i kadardır ve bina alanı, bilyalı değirmen öğütme sisteminin yaklaşık %50-60'ıdır.
1.2 Bilyalı Değirmen Öğütme ve Dik Değirmen Öğütme Sistem Şemalarının Karşılaştırılması
Fosil yakıtlı bir elektrik santralinde kullanılan HVM tipi dikey öğütücü öğütme sistemi, fabrikanın orijinal bilyalı öğütücü öğütme sistemi ile karşılaştırılmıştır.
Tablo 1: Kireçtaşı Tozu Hazırlama Sistemi Şemalarının Karşılaştırılması
|
Program Projesi |
şema 1 | Şema 2 | |
| Üretim Kapasitesi（t/h） | ≥40 | ≥35 | |
| Ürün İnceliği | 325 ağ %90 geçiş | 250 ağ %90 geçiş | |
| Ürün Güç Tüketimi(kWh/t) | ~35 | ~60 | |
| Öğütme Nemine Girmesine İzin Verilir(%) | ≤15 | ≤5 | |
| Öğütme malzemelerinin izin verilen tane boyutu (mm) | ≤40 | ≤25 | |
| Değirmen Ana Motor Gücü（kW） | 560～630 | 1500 | |
| Toz Ayırıcı | Kendininkini getir | Sistem yeniden yapılandırıldı | |
| Sistem Kurulu Kapasite（kW） | 920 | ～2200 | |
| Ekipman Fiyatı (On Bin) | Değirmen | 500 | 380 |
| Sistem Aygıtı | ≤700 | ≤750 | |
| İnşaat Maliyeti(On Bin) | ≤30 | ≤85 | |
| Kurulum Maliyeti(On Bin) | ≤15 | ≤42 | |
| Toplam Yatırım(On Bin) | ≤805 | ≤877 | |
| Gürültü(dB) | ≤85 | ≥100 | |
| Kurutma Kapasitesi | Büyük | Küçük | |
| Sistem Havalandırma Hacmi | Büyük | Küçük | |
| Sistem Ekipman Bakım Hacmi | Küçük | Büyük | |
| Sistem Süreci | Basit | karmaşık | |
| Sistem Ana Bilgisayar İşlem Düzeni | Kapalı | Kapalı | |
Tablo 1'den, bir bilyalı öğütme sistemi kullanmanın, dikey bir öğütme sistemi kullanmaya göre yaklaşık %10 daha fazla yatırım gerektirdiği görülebilir.Bununla birlikte, tüm teknik ve ekonomik göstergeler, dikey öğütme tozu sistemine göre daha düşüktür.Özellikle birim ürün başına güç tüketimi için dikey öğütme sistemi, bilyalı öğütme sistemine göre %30 ila %40 daha düşüktür.Dikey öğütme tozu sisteminin teknik ve ekonomik göstergeler açısından bilyalı değirmen tozu sistemine göre çok daha üstün olduğu görülmektedir.Diğer teknik göstergeler açısından dikey öğütme tozu sistemi de çok daha gelişmiştir.
3、 Sonuç analizi
Bilyalı değirmen öğütme sistemi ile dikey öğütme sistemi arasındaki kapsamlı bir karşılaştırma sonucunda, dikey öğütme sisteminin bilyalı değirmen öğütme sistemine göre avantajlarının şunlar olduğu görülebilir:
(1) Üretim yatırım maliyetlerinde önemli azalma
Dikey öğütme tozu sistemi, basit bir proses akışına, kompakt düzene ve az yer kaplar.Dikey değirmenin kendisi, ek toz yoğunlaştırıcılara ve kaldırma ekipmanına ihtiyaç duymadan bir toz yoğunlaştırıcı ile birlikte gelir.Değirmenden gelen gaz içeren toz, yüksek konsantrasyonlu bir torbalı toz toplayıcı tarafından doğrudan toplanabilir, bu nedenle işlem basittir, düzen kompakttır ve dış mekanda düzenlenebilir.Bina alanı, bilyeli öğütme sisteminin yaklaşık %70'i kadardır ve bina alanı, bilyeli öğütme sisteminin yaklaşık %50-60'ıdır.
(2) Yüksek üretim verimliliği, enerji tasarrufu ve çevre koruma
Dikey değirmen, düşük enerji tüketimi ile malzemeleri öğütmek için yatak malzemesi tabakası öğütme ilkesini benimser.Pulverizasyon sisteminin güç tüketimi, bilyalı değirmen pulverizasyon sistemininkinden %30~%40 daha düşüktür.Ayrıca, hammadde neminin artmasıyla enerji tasarrufu etkisi daha belirgindir ve top yapıştırma olgusu yoktur.Dikey değirmen, birbiriyle çarpışan veya bilyeli değirmendeki astar plakasıyla çarpışan çelik bilyelerin metal darbe sesine sahip değildir, bu nedenle gürültü düşüktür, bu da bilyalı değirmeninkinden 20-25dB daha düşüktür.Ayrıca dik değirmen tam Kapalı sistemi benimser ve sistem negatif basınç altında çalışır, bu nedenle toz olmaz ve ortam temizdir.
(3)Kolay çalıştırma ve bakım, uygun bakım
Dikey değirmen, uzaktan kumandayı sağlayabilen ve kullanımı kolay bir otomatik kontrol sistemi ile donatılmıştır;Yağ silindirini onararak ve külbütör kolunu çevirerek, makara manşonunu ve balata plakasını değiştirmek uygun ve hızlıdır, bu da kurumsal aksama süresi kaybını azaltır.Ana öğütme bileşenlerinin aşınmaya dayanıklı malzemelerden yapılmış olması nedeniyle, aşınma bir bilyalı değirmen kadar hızlı değildir.Öğütme bileşenlerinin bakımı kısa bir süre için gerekli olsa bile öğütme gövdesinin sık sık değiştirilmesi sağlanabilir
(4) İstikrarlı ürün kalitesi ve kolay algılama
Ürünün kimyasal bileşimi kararlıdır ve parçacık boyutu dağılımı tekdüzedir, bu da sonraki ürün performansı için faydalıdır.Malzeme dik değirmende sadece 2-3 dakika, bilyalı değirmende ise 15-20 dakika kalıyor.Böylece dikey değirmen ürünlerinin kimyasal bileşimi ve inceliği hızla ölçülebilir ve düzeltilebilir.
(5) Öğütme gövdesi düşük aşınmaya, yüksek kullanım oranına ve düşük aşınmaya sahiptir
Taşlama gövdesi düşük aşınma ve yüksek kullanım oranına sahiptir.Dikey değirmenin çalışması sırasında öğütme silindiri ile öğütme diski arasında doğrudan metal teması olmaması nedeniyle aşınma küçüktür ve birim ürün başına metal tüketimi genellikle 5-10 gram/ton'dur;Aşınmaya dayanıklı bileşenlerin hizmet ömrü yaklaşık 10000 saattir.
(6) Yüksek kurutma kapasitesi
Dikey değirmenler, malzemeleri taşımak için sıcak hava kullanır.Yüksek nem içeriğine sahip malzemeleri öğütürken, ürünün gerekli nihai nem içeriğini karşılamasını sağlamak için giriş havası sıcaklığı kontrol edilebilir.Dikey bir değirmende, %20'ye kadar nem içeriğine sahip malzemeler kurutulabilir.
(7)Düşük gürültü, daha az toz ve temiz çalışma ortamı
Dikey bir değirmenin çalışmasında, öğütme valsi ve öğütme diski doğrudan birbirine temas etmez ve bilyalı değirmende birbiriyle çarpışan veya astar plakasına çarpan çelik bilyelerin metal çarpma sesi yoktur.Bu nedenle, bir bilyalı değirmenden 20-25 desibel daha düşük olan gürültü düşüktür.Ek olarak, dikey değirmen, negatif basınç altında, tozsuz çalışan ve çevre temiz olan tamamen sızdırmaz bir sistemi benimser.
