технические науки/ 2. транспорт.

Прокопенко В.С., студент 3-го курса Сытник А.И.,

Белгородский государственный технологический

университет им. В.Г. Шухова, Россия

Анализ сепаратор третьего поколения

Сепаратор TSV™ (TurboSéparateurVentilé) принадлежит к третьему поколению динамических сепараторов. Особая конструкция сепаратора позволяет применять его для сепарации широкого спектра промышленной продукции: графита, цемента, кремния, твердого топлива с размером частиц в диапазоне от 8 мкм (TSV™ типа THF) до 500 мкм (TSV™ тип TBF) и с широким диапазоном производительности (диаметр сепаратора от 1,4 м до 8 м). Характерными особенностями этого сепаратора являются: базовая концепция сепарации с запатентованной формой лопаток ротора; запатентованная система предотвращения вихреобразования («антивихрь»). Форма лопатки обеспечивает равновесие усилий (центробежная сила и сила сопротивления), воздействующих на частицы материала по всей длине канала между лопатками, а не только в области сепарации на входе.

Для диаметра одной частицы, соответствующей d50 (размер сепарированных частиц) на кривой сепаратора, сила сопротивления и центробежная сила уравновешиваются во всем пространстве перемещения частицы от входа до выхода из межлопаточного канала. Результатом является очень высокая крутизна кривой сепарации в области d50: показатель угла наклона кривой = d25/d75 = от 0,4 до 0,6. Кроме того, резкое сокращение количества крупных частиц в конечном продукте обеспечивает лучшую прочность цемента насжатие и, следовательно, дает возможность уменьшить целевое значение тонкости помола по Блейну.

Второй запатентованной характеристикой сепаратора компании Fives FCB являются внутренние лопасти турбины, которые восстанавливают динамическое давление вращающихся газов на выходе из сепаратора. Эта запатентованная система подавления вихреобразования обеспечивает: низкое падение давления в сепараторе; чрезвычайно низкое потребление энергии. При работе с шаровой мельницей,эта компоновка соответствует контуру с двумя фильтрами (рис.1). Однако возможности TSV™ идут намного дальше. Загрузка материала сверху и снизу сепаратора, а также подача воздуха позволяют сепаратору работать в режиме контура с одним фильтром. Тогда удаление пыли из мельницы производится через сепаратор . Такая компоновка была выбрана на заводе Chelm компании Cemex в Польше для модернизации мельницы помола цемента N°9 в 2002 году, а впоследствии и мельницпомола цемента №8 и №10 в 2007 году.

Рис. 1 – Модель 3D контура с двумя фильтрами

Мельница мощностью 3600 кВт имела диаметр 4 метра, длину 13 м (+ 3,2 м сушильная камера) и работала в системе сдвумя карманными фильтрами, статическимсепаратором на выходе газа из мельницы и сепаратором второго поколения для окончательной сепарации. До проведения модернизации производительность мельницы равнялась 75 т/ч цемента CEM IV при максимальной абсолютной влажности материала 9,5%. При работе в таком режиме сепаратор загружается как сверху (разгрузка ковшовым элеватором), так и снизу. После модернизации производительностьмельницы достигла 120 т/ч цемента CEM IV при максимальной абсолютной влажности материала 11%, что означало возможность загрузки золы уноса с влажностью до 25%.

KHD Humboldt Wedag в 2010 году инженерами и специалистами компании осуществлен пуск в эксплуатацию первой технологической линии. Производство клинкера осуществляется современным сухим способом с использованием в качестве основных сырьевых материалов известняка, глины и доменного шлака. Корректирующим компонентом является мартеновский шлак. В состав линии входят следующие основные переделы и отделения:

- отделение дробления глины;

- усреднительный склад сырьевых материалов;

- установка помола сырья;

- складирование и гомогенизация сырьевой муки;

- теплообменник и декарбонизатор;

- вращающаяся печь с горелкой;

- холодильник клинкера;

- отделение хранения клинкера;

- отделение помола цемента;

- отделение хранения цемента;

- упаковочное отделение.

На предприятии в качестве установки помола сырьевой муки впервые в России применена новейшая разработка KHD в области измельчения материалов (рис.2) - система COMFLEX, состоящая, в основном, из роллер-пресса RPZ / 140, статического V-сепаратора VS 80/20 и воздушно-проходного сепаратора типа LS. Первый агрегат системы - роллер-пресс - выполняет работу по измельчению сырьевых материалов, а два последних - V-сепаратор и сепаратор LS осуществляют сепарацию, транспортировку и сушку. Производительность установки составляет 230 т/ч при остатке на сите 90 µm менее % и остаточной влажности менее 1 %, а энергопотребление только 12,9 кВтч/т сырьевой муки.

Рис. 2 – Установка помола сырьевой муки

Циклонный теплообменник в 5-ти ступенчатом одноветьевом теплообменнике HUMBOLDT компании KHD применяются циклоны нового дизайна, обладающими более высокими аэродинамическими характеристиками. Циклоны имеют усовершенствованную входную спираль, точно подобранный размер погружной трубы, благоприятную геометрию входа и крутые конусы. Такая конструкция циклонов обеспечивает высокоэффективную сепарацию материала и низкие потери давления. При этом достигается оптимальный теплообмен между печными газами и сырьевой мукой. Диаметр циклона ступени I составляет / мм, диаметр циклона ступеней II, III, IV, V / мм. Установленная мощность вентилятора теплообменника кВт, расход газа на входе в вентилятор м 3 /мин.

Помол цемента осуществляется в классической установке измельчения компании KHD, состоящей из шаровой мельницы диаметром 5,0 м и длиной 14,5 м, работающей в замкнутом цикле с динамическим сепаратором SEPMASTER SKS-Z Шаровая мельница опирается корпусом на башмаки подшипников скольжения и имеет центральный привод с двигателем мощностью кВт. Высокоэффективный сепаратор SEPMASTER обеспечивает великолепную разделяющую способность и требует мало места по высоте для установки. За счет хорошо зарекомендовавшей себя конструкции шаровой мельницы и сепаратора, почти не требующих обслуживания, обеспечиваются низкие расходы на техническое обслуживание и эксплуатационный персонал. Конструкционными преимуществами сепаратора SKS-Z являются:

- плавный ход корзины ротора без вибрации за счет небольшого расстояния между верхним и нижним подшипником вала ротора;

- расположение подшипников вне зоны сепарации и, следовательно, вне пылевой зоны, что обеспечивает их хорошее охлаждение и защиту от износа;

- нижнее расположение привода, что обеспечивает хорошее охлаждение и свободный доступ для обслуживания и ремонта;

- легкая и быстрая замена всех подверженных износу частей.

Производительность установки помола цемента в зависимости от сорта производимого цемента составляет от 130 до 184 т/ч.

Литература:

1. Н. Я. Хархута и др. Дорожные машины. Теория, конструкция и расчёт. Учебник для вузов. Изд 2-е, доп. и переработ. Л., «Машиностроение» (Ленингр. Отд-ние), 1976.

2. Васильев A.A. Дорожные машины: Учебник для автомобильно- дорожных техникумов. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1987. -416 е., ил.

3. Агарков А.М., Шарапов Р.Р., Прокопенко В.С. Анализ гидравлического сопротивления концентратора // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2016. № 3. С. 87-90.

4. Мелихов С.В., Прокопенко В.С. Анализ методики определения эффективности разделения //В сборнике: Инновационные материалы, технологии и оборудование для строительства современных транспортных сооружений Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова. 2013. С. 143-147.

5. Sharapov R.R., Prokopenko V.S. MODELING OF THE SEPARATION PROCESS IN DYNAMIC SEPARATORS // World Applied Sciences Journal. 2013. Т. 25. № 3. С. 536-542.

6. Агарков А.М., Шарапов Р.Р., Прокопенко В.С. Анализ гидравлического сопротивления концентратора // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2016. № 3. С. 87-90.