電廠鍋爐

[拼音]:fenmo jixie

[英文]:pulverizer and grinding mill

排料中粒度小於 3毫米的含量佔總排料量50%以上的粉碎機械。這類機械通常按排料粒度的大小來分類:排料粒度為3~0.1毫米者稱為粗粉磨機械;排料粒度在0.1~0.02 毫米之間者稱為細粉磨機械;排料粒度小於0.02毫米者稱為微粉碎機械或超微粉磨機械。操作方法有幹法和溼法兩種。幹法操作時物料在空氣或其他氣體中粉碎;溼法操作時物料則在水或其他液體中粉碎。為了控制排料粒度、 減少物料的過度粉碎、 提高粉磨效能和降低能耗,粉磨機械常與篩分或分級機械聯合工作。在多種粉磨機械中,物料須靠粉磨機械自身的粉磨機構和外加的傳遞動能或運載物料的媒介物的綜合作用才能粉碎,這種外加的媒介物通常稱為研磨介質。

常用的粉磨機械有輪碾機、球磨機、擺式磨機、各種磨煤機、振動磨、砂磨機、膠體磨等。

輪碾機

利用輥輪的重力壓碎和碾碎物料的粗粉磨機械。粉碎機構為輥輪和碾盤。它的運動方式有兩種:

(1)碾盤固定,輥輪在其上作自轉和公轉運動;

(2)碾盤轉動,輥輪只作自轉運動。由碾盤中部送入的物料,在刮板的推力或其自身的離心力作用下進入輥輪下方。承受多次碾壓後,合乎粒度要求的顆粒從碾盤周邊的篩孔漏下,粗大顆粒則返回輥輪下重受碾壓。輪碾機最大給料粒度可達150毫米,但通常多在50毫米以下;排料粒度小於10毫米。它適於粉碎矽石和粘土等中硬以下的物料,或作混合物料之用。

球磨機

在低速回轉的臥式筒體內,以鋼球為研磨介質粉磨物料的機械。筒體轉動時,裝於筒體內的鋼球和物料在離心力和摩擦力的作用下被帶到一定高度後拋落或滾下,物料受鋼球產生的衝擊和研磨作用而粉碎(圖1)。幹法或溼法操作均可。球磨機(圖2)的筒體長度與直徑之比通常為 1~2。將整個筒體或其一部分做成錐形者稱為錐形球磨機。球磨機給料粒度在30毫米以下,排料粒度為0.5~0.043毫米。應用範圍很廣,能粉磨各種硬度的物料,如礦石、岩石、煤、長石、藥物和化工原料等。(見彩圖)

在結構形式和工作原理上與球磨機相似的還有礫磨機、管磨機、棒磨機和自磨機等。這類以筒體為主要工作機構的磨機通常統稱為筒式磨機。

(1)礫磨機:它以礫石為研磨介質,根據粉碎作業的需要不同,也可採用卵石、瓷球或剛玉作為研磨介質。給料和排料粒度與球磨機相同。它適於粉磨忌鐵汙染的物料,如稀有金屬礦物和電瓷原料等。

(2)管磨機:一種長筒的球磨機。筒體長度與其直徑之比為3~6。加長筒體的目的是為了能獲得較細的產品。在粉磨過程中,由於筒體內的物料粒度向排料方向逐漸變小,常將筒體分隔成2~4個倉室,以便分別配用與之相適應的不同種類和不同規格的研磨介質,從而獲得更好的粉磨效果。前倉裝大直徑鋼球以增加衝擊作用,末倉裝小鋼球以提高研磨效能。給料粒度在30毫米以下,排料粒度小於 0.088毫米。它適於在水泥、矽酸鹽工業中細磨物料之用。

(3)棒磨機:它以鋼棒為研磨介質。在粉磨過程中,由於一組略短於筒體長度的鋼棒在筒內作大致平行於筒體軸線的滾落運動,較大顆粒的物料首先受到鋼棒的衝擊和研磨而粉碎。這種有選擇性的粉碎作用可使產品的粒度均勻和過粉碎物少。給料粒度通常小於25毫米,排料粒度在5~0.3毫米之間。它適於粗磨作業,如選礦時的第一段磨礦和人造砂的製備等。

(4)自磨機:物料靠其自身中的大塊下落時產生的衝擊作用和料塊之間的研磨作用以實現粉磨。筒內通常不另加研磨介質,故又稱為無介質磨機。但有時也可加入少量鋼球(約為筒體有效容積的2~3%),以提高粉磨效能。自磨機的結構特點是筒體直徑大而長度短,兩者之比一般為2~4。直徑大,可增強料塊下落時的衝擊作用;長度短,可使大、小料塊混合分佈,有利於提高自磨效果。給料粒度最大可達900毫米,但常用的則為250~500毫米,排料粒度為6~0.043毫米。幹法操作或溼法操作均可。它適於粉磨中硬以下的物料。

擺式磨機

利用擺動磨輥的擠壓和研磨作用粉碎物料的細粉磨機械。擺式磨機的粉磨機構為懸掛著的磨輥和固定環形磨盤,故又稱懸輥式磨機。圖3為擺式磨機的工作原理。在旋轉主軸上端的梅花架上懸掛的3~5個磨輥,在離心力的作用下向外擺動,物料在磨輥與環形磨盤之間受碾壓而粉碎。這種磨機只能採用幹法操作,給料的溼度也不得大於6%。粉碎過的物料被由磨機下方吸入的熱氣流帶入機體上方的分選機進行分離。合乎粒度要求的細粉隨氣流進入收集裝置,粗大顆粒則返回到碾磨區重受碾磨。給料粒度常小於40毫米,排料粒度在0.125~0.035毫米之間。它適於粉磨中硬以下的物料,如煤、石膏、石灰石和農藥等。

輥碗磨煤機

利用輥輪在碗形磨盤上滾動時產生的擠壓和研磨作用粉碎物料的細粉磨機械,通常簡稱為碗形磨。3個均勻佈置的輥輪,各自承受著機械或液壓裝置加給的36~49千牛頓的力,並與直徑為1000~3000毫米的碗形磨盤保持8~12毫米的研磨間隙(圖4)。預先破碎到一定粒度的物料進入磨盤後,在旋轉磨盤的帶動下進入輥輪與磨盤間預留的間隙,受到輥輪的反覆擠壓和研磨而粉碎。從磨盤邊緣甩出的粉碎物料,由通過磨盤與機殼間的環形通道的熱氣流帶進碾磨區上部的分離器。經過分離後,細粉粒由頂部排粉管排出機外,粗大的顆粒則返回磨盤重受碾磨。給料粒度一般在38毫米以下;但當輥輪直徑大到1500~2000毫米時則可達56~61毫米。排料粒度為1~300微米。它主要用來為鍋爐製備煤粉,但也能粉碎石灰石、重晶石、磷酸鹽和石膏等軟物料。(見彩圖)

球環磨煤機

利用磨環轉動時與鋼球間的擠壓和研磨作用粉碎物料的細粉磨機械。它的粉碎機構和一個大型推力軸承相似:8~14個直徑為250~1000毫米的空心鋼球夾在上、下磨環的溝槽跑道內,配合成剖面像英文字母E的結構,故它又稱為E形磨(圖5)。工作時,下磨環轉動,上磨環由機械或液壓裝置加壓(每個鋼球受3.8~54千牛頓力)的壓環壓緊,並受導向滑塊限制,使它只能在垂直方向上下移動而不能轉動,鋼球則在上、下磨環的溝槽跑道中滾動。由磨機中央送入碾磨區的物料,受下磨環旋轉時產生的離心力和球與環相對運動的作用被咬入球與環的間隙中,經重複碾磨而粉碎。經下磨環與磨機殼體間的環形通道向上流過的熱風,在對物料進行乾燥的同時,將粉碎過的物料攜帶到分離器中。分離後,細粉粒被排出機外,粗大的顆粒則返回到碾磨區再受碾磨。給、排料的粒度和用途均與碗形磨相同。

在粉碎機構和工作原理上與碗形磨和 E形磨相似的還有輥盤磨煤機和輥環磨煤機。前者的碾磨機構為輥輪和平盤,故又稱平盤磨;後者的為輥輪和磨環。這些磨煤機的主軸轉速(37~120轉/分)處於低速的(16~25轉/分)筒式鋼球磨煤機和高速的(300~1500轉/分)風扇磨煤機之間,因而有中速磨煤機之稱,又因它們的磨盤或磨環的旋轉主軸都是立式的,故又稱為立軸式中速磨煤機。它們的共同優點是:結構緊湊,噪聲低,能耗小(約為筒式鋼球磨煤機的50~75%)、執行控制靈敏。缺點是結構複雜,煤種適應範圍較筒式鋼球磨煤機窄。它主要用於煙煤的粉碎。

風扇磨煤機

利用衝擊輪的衝擊和研磨作用粉碎煤炭的細粉磨機械。這種高速磨煤機同時具有粉碎、乾燥和輸粉3種功能。其粉碎機構為蝸形殼體和由8~12片衝擊板構成的直徑為1~4米的衝擊輪。當衝擊輪高速旋轉時,在磨機入口處產生負壓,將400~900℃高溫乾燥劑(熱風或爐煙)吸入給煤管道,對原煤進行初次乾燥,以提高粉碎效能。煤塊經衝擊板初次打碎後,高速甩向蝸形殼體內壁,實現再次粉碎,並同時受到乾燥劑的繼續幹燥。粉碎後的煤粉隨氣流進入磨機出口處的分離器。分離後,粒級合格的煤粉隨輸送氣體被直接吹入鍋爐的燃燒室內燃燒,粗大顆粒則經回粉管落入粉碎區重新粉碎。但當原煤中石英砂含量過多時,在磨機中的多次迴圈會使磨機產生嚴重的磨損。為此,當對煤粉的粒度要求不甚嚴格時可不用分離器,而在衝擊輪之前加裝一個前置錘碎機構,也可獲得滿意的粉碎效果。風扇磨煤機的主軸轉速通常為420~1500轉/分(使衝擊輪的圓周速度保持在80~90米/秒之間),送入的原煤粒度常在40毫米以下,排料中粒度大於90微米的含量為15~50%。這種磨機的一個優點是能粉碎含水分較高的(可達35~70%)褐煤和煙煤。

振動磨

利用研磨介質在高頻振動時產生的衝擊和研磨作用粉碎物料的超微粉碎機械(圖6)。裝有研磨介質和物料的容器安裝在彈簧支架上,並與振動器相連。振動器的振動頻率通常為25~50赫。當給料粒度小於2毫米時,幹法粉磨的排料粒度為85~5微米,溼法粉磨的可達 0.1微米。它適於微粉碎除粘性之外的各種硬度的物料。

砂磨機

以砂粒狀物質作為研磨介質的超微粉碎機械。砂磨機有臥式和立式兩種。圖7是一種常用的臥式砂磨機。筒體內的旋轉主軸上裝有多層圓盤。當主軸轉動時,研磨介質在旋轉圓盤的帶動下研磨壓入筒內的漿料,使其中的固體物料細化。合格的漿料穿過小於研磨介質粒度的過濾間隙或篩孔流出。筒體部分備有冷卻或加熱裝置,以防筒內因物料、研磨介質和圓盤等相互摩擦所產生的大量的熱影響產品質量,或因送入的漿料冷凝以致流動性降低而影響研磨效能。研磨介質可用適當的天然砂,也可用粒度為0.1~2毫米的人造玻璃珠。當給料粒度小於450微米時,排料粒度可達1微米以下。這種磨機在細化物料的同時,還有分散和混合作用,適於磨製染料、顏料、油漆塗料、藥物和其他懸浮液或膠懸劑等。

膠體磨

利用相對速度很高的研磨面帶動漿料,使其中的固體顆粒相互衝擊和摩擦以達到粉碎目的的超微粉碎機械。 粉碎機構由轉子和定子組成, 兩者可以是單層圓盤或多層圓盤,也可以是同心套裝的圓柱和殼體。圖8是單層盤式膠體磨的工作原理圖。研磨腔由兩個磨盤形成,兩者之間的研磨間隙可在 0.02~1毫米的範圍內微調。由鋼、剛玉或石料製成的平面或錐形磨盤的盤面可以是光滑的,也可以做出溝槽。由粒度小於200微米的物料配製成漿料,從底部送入研磨腔內。產品粒度隨磨盤的圓周速度變化:當圓周速度為10~50米/秒時,產品的相應粒度為1~0.01微米;速度再高時,則產品粒度可達0.01微米以下。它適於製備各種懸浮液和乳化液。

籠形粉碎機

利用兩個相對旋轉的籠子上的鋼棒產生的衝擊作用粉碎物料的機械(圖9)。粉碎機構是兩個同心套裝的籠子,每個籠子各由固裝於圓盤上的2~3圈鋼棒構成,兩個籠子上的各圈鋼棒相互隔層穿插。由籠子中部給入的物料,首先受到最內圈鋼棒的衝擊而粉碎,繼而進入相鄰第二圈承受反向衝擊,如此逐層向外通過各圈鋼棒承受多次衝擊後,由籠子下方排出。給料粒度可達200毫米,通常則小於30毫米;排料粒度為 0.54~0.043毫米。它適用於粉碎脆性的乾燥軟物料,如煤、鹽和白堊等,也可用來鬆解石棉。如將鋼棒換為鋼刀,則可粉碎瀝青。

鋼爪粉碎機

利用鋼爪高速運動時產生的衝擊作用粉碎物料的機械,俗稱萬能粉碎機,有臥式和立式兩種。粉碎機構為同心扣合在一起的固定爪盤和旋轉爪盤,其上各有1~3圈鋼爪(圖10)。旋轉爪盤的線速度為80~130米/秒,給料粒度通常小於12毫米,排料粒度一般小於0.2毫米;細粉碎時可達0.02毫米。它適於粉碎化工原料、藥材、農藥和糧谷等軟物料。

渦輪粉碎機

利用渦輪葉片的衝擊和物料之間的劇烈碰撞作用粉碎物料的超微粉碎機械(圖11),有立式和臥式兩種。渦輪裝於筒體內的旋轉主軸上,調整葉片可使葉片所組成的外圓與筒體之間的環形縫隙保持在2~15毫米之間。當蝸輪以80~120米/秒的圓周速度高速旋轉時,裝在主軸出料端的風扇從筒體的進料端吸入空氣和物料。高速氣流攜卷著物料在筒體與渦輪的縫隙間以紊亂的渦流狀態沿著螺旋形路線向前行進,在行進過程中,物料受渦輪葉片的衝擊及其自身顆粒之間的相互劇烈碰撞和摩擦而粉碎。當物料通過排料端的分級裝置時,粒級合格的細粉被排入收集裝置,粗大的顆粒則返回到進料端重新經受粉碎。給料粒度對排料粒度的影響很大,例如,當給料粒度為10毫米時排料粒度約為44微米;但當給料粒度為0.6毫米時排料粒度則可小到 3微米。它適於粉碎橡膠、動物膠、樹脂、顏料、鹽、糖和穀物等。

氣流粉碎機

利用高速氣流吹攪物料,使之相互撞擊和摩擦而粉碎的超微粉碎機械(圖12)。常見的有閉路迴圈式和扁平式兩種。由粉碎室周邊噴入的高壓氣體(壓縮空氣、過熱蒸汽或其他氣體)與送進的固體物料顆粒混合成的高速氣流,不斷受到從不同角度噴入的氣流的切向衝擊,使混合氣流中的固體顆粒相互的撞擊和摩擦而細化。這種粉碎機的磨損極小,可使產品免受汙染;又因粉碎過程中溫升甚微,有利於粉碎低熔點的物料。當粉碎有毒、易燃或放射性物料時,為防止向外擴散常使用過熱蒸汽。這是因為,蒸汽冷凝時可使物料全部析出。給料粒度通常小於150微米,排料粒度為1~3微米,有時可達0.25微米。它適於粉碎石墨、冰晶石、硫磺、石灰石和滑石等。

磨粉機

主要是用來將小麥磨成麵粉的粉磨機械,也可用於以大麥、 大豆、 玉米和飼料等為原料的制粉作業。常用磨粉機的粉磨機構是成對的相向轉動的磨輥,故又稱輥式磨粉機。由於磨輥的表面上刻有尖齒的螺旋齒紋,而且在工作時兩磨輥的圓周速度不同(快輥為5~6米/秒,慢輥為2~2.4米/秒),當麥粒等由喂料機構送入由兩磨輥形成的間隙時,就受到擠壓、剪下和研磨等作用而將皮層剝開,並從皮層上刮下胚乳,研磨成粗粉(圖13)。粗粉再通過裝有不同齒數和齒形角的或輥面不刻齒紋的磨輥的磨粉機,逐步磨成各種等級的麵粉,如次粉、副標粉、標粉、上白粉、副精粉和精粉等。磨粉機的喂料和磨輥離合機構有手動控制的和自動控制的兩種。傳統的自動控制大多是液壓的。80年代初,中國糧食機械部門創制出電子自動控制的氣壓磨粉機,其中設有喂料和離合磨輥的電子自動控制氣壓裝置,使其在有料時合閘,無料時離閘,從而能有效地防止無料空磨現象,並可避免因迸出火花而釀成火災。它還加裝有磨膛風力吸料和快慢輥水冷系統,顯著地提高了生產效率和產品質量。這種新型磨粉機為食品衛生和制粉工業自動化提供了有利條件。