漏風是水泥廠粉磨系統(tǒng)普遍存在的問題。系統(tǒng)漏風不僅造成輔機設(shè)備的規(guī)格增大，增加投資及營運費用，且會影響系統(tǒng)運行工況，系統(tǒng)產(chǎn)量降低能耗增加。引起漏風的原因除系統(tǒng)工藝需要(如風量調(diào)節(jié)裝置等)不可避免外，主要是由于設(shè)備密(鎖)封裝置性能及安裝使用不當?shù)纫稹?br />
在磨機參與的粉磨系統(tǒng)中，磨尾鎖風良好與否，直接影響磨內(nèi)通風和粉磨性能。因此，選擇良好的鎖風裝置是解決漏風問題的關(guān)鍵。南京水泥工業(yè)設(shè)計研究院開發(fā)設(shè)計的磨機卸料溢流鎖風閥，具有原理先進，結(jié)構(gòu)簡單等特點，是較為理想的鎖風裝置之一，已在多家水泥廠使用，總的來說效果良好，但也有一些廠家達不到預(yù)想的效果。對此，我們經(jīng)過調(diào)查和分析后認為，主要是用戶對該裝置原理、結(jié)構(gòu)缺乏了解，加上安裝、使用不當所致。下面就該裝置的結(jié)構(gòu)、原理、主要參數(shù)的確定及應(yīng)用中應(yīng)注意的事項等作一介紹，供讀者參考。
１ 主要結(jié)構(gòu)及其作用
鎖風閥主要由閥體、檢修門、調(diào)整板和充氣箱組成。閥體由中間一固定隔板將其分成Ⅰ、Ⅱ室，使流化床形成Ｕ型結(jié)構(gòu)，達到鎖風的目的。檢修門主要用于對調(diào)整板進行調(diào)整和鎖風效果的檢測。調(diào)整板主要用于對料流速度的控制和鐵渣的清理。充氣箱由透氣層、多孔板等組成，將來自羅茨風機的氣體均勻分配對流化床底部充氣，并使其上部的物料形成流化床狀態(tài)。為了使料渣、鐵渣等粗顆粒及時地排出，充氣箱應(yīng)與水平成不小于３０°角布置。
２ 工作原理
溢流鎖風閥是采用流態(tài)化技術(shù)設(shè)計的。按固定流態(tài)化形成的過程，一般將其分為固定床、流態(tài)化床和連續(xù)流態(tài)化床三種狀態(tài)。圖２表示在三種狀態(tài)下，顆粒層的空隙率ε，流體通過顆粒層時的流速ｕ′ｆ和流體的阻力損失△Ｐ的變化情況。在流化床狀態(tài)下，流態(tài)化床的床層高度隨空隙率ε的升高而增大，但流體穿過床層的實際流速ｕ′ｆ和流態(tài)化床的流體阻力(忽略器壁效應(yīng)的影響)卻維持不變。
由流態(tài)化床的特性可知，料流穩(wěn)定流動的條件應(yīng)滿足下式：
Ｆ＋(Ｌ１－Ｌ２)·ρ·ｇ＋(Ｐ１－Ｐ２)－Ｖ２·ξ·ρ／２＝０?(１)
式中：Ｆ--單位面積上物料的沖力，Ｎ／ｍ２；
Ｌ１、Ｌ２--Ⅰ、Ⅱ室有效料高，ｍ；
ρ--氣化后物料容重，ｋｇ／ｍ３；
Ｐ１、Ｐ２--Ⅰ、Ⅱ室料面上部靜壓力，Ｎ／ｍ２；
Ｖ--料流流動速度，ｍ／ｓ；
ξ--流動阻力系數(shù)，取決于Ⅰ、Ⅱ室之間的通道截面積、充氣情況等因素；
ｇ--重力加速度，ｇ＝９．８ｍ／ｓ２
同樣，在平衡時，流體通過流態(tài)化床的壓力降△Ｐ，可根據(jù)床層受力分析得出：
△Ｐ＝Ｌ·(１－ε)·ρＰ·ｇ＝Ｌ·ρ·ｇ (２)
式中：△Ｐ--流態(tài)化床的壓力降，Ｐａ；
Ｌ--流態(tài)化床的高度，ｍ；
ε--流態(tài)化床的空隙率。
由(２)式可知，在壓力降近似等于單位面積床層的重量，也即是床層的靜壓力降與其氣流速度無關(guān)。溢流鎖風閥就是利用這一流態(tài)化床的料柱阻力來達到鎖風的目的。因此，鎖風的條件為：
(Ｌ１－Ｌ２)·ρ·ｇ≥Ｐ２－Ｐ１
３ 主要工作參數(shù)的確定
溢流鎖風閥的主要工作參數(shù)包括風壓、風量和排料能力，現(xiàn)分述如下。
(１)風壓。來自羅茨風機并鼓入溢流鎖風閥的風要克服三種阻力，一是有效流態(tài)化床的料層阻力，其值相當于單位面積上料粉的重量；二是Ⅰ、Ⅱ室隔板以下的料層阻力(包括鐵渣等的影響)?；三是透氣層及進氣管的阻力。實踐證明，實際有效鎖風用的料層阻力占整個供風壓的比例很小，因此，不論要求鎖風壓力是否有變動，對風機選用的供風壓力影響很小。從丹麥ＦＬＳ公司提供的有關(guān)資料可知，要求入充氣箱入口的壓力為２０ｋＰａ，而我國有關(guān)院所的實驗數(shù)據(jù)為?(１０～２５)ｋＰａ。因此，建議實際選用風機時，要求的供風壓力為(２０～３０)ｋＰａ即可。
(２)風量。從流態(tài)化床的形成條件可知，合適的截面上升風速是必需的。在一定的風速范圍內(nèi)，風速的大小又和排料能力有關(guān)。因此，風量與單位透氣面積的大小有關(guān)。表１為部分單位的設(shè)計參數(shù)。結(jié)合實際使用情況，筆者認為溢流鎖風閥的風量選用以每噸料粉(０．３５～０．４０)ｍ３范圍較為合適。
(３)排料能力。排料能力取決于料流速度和料流通過的截面面積等。料流通過的截面面積是容易確定的，從式(１)可知，料流速度與流動阻力系數(shù)ξ有關(guān)，而ξ又與鎖風閥的幾何尺寸、物料性質(zhì)、充氣情況等因素有關(guān)，因此，按此計算較為復(fù)雜。根據(jù)有關(guān)院所的試驗研究認為，排料能力可以按單位充氣面積內(nèi)通過的物料量來估算，即排料能力可按(４００～８００)ｔ·ｈ-1·ｍ2選取。
４ 使用中應(yīng)注意的幾個問題
使用時除應(yīng)了解溢流鎖風閥的結(jié)構(gòu)和原理外，還應(yīng)注意下列幾個問題：
(１)安裝前應(yīng)檢查透氣層是否有損壞，或受雨水浸泡等現(xiàn)象。若存在，則應(yīng)消除，以免造成串風或堵塞。羅茨風機離溢流鎖風閥較遠時，連接管道一定要加支撐，以防產(chǎn)生振動。
(２)開始使用時，注意觀察料流的情況，通過調(diào)整板調(diào)整料流通過的截面大小，實現(xiàn)對料流速度的控制。
(３)當Ｌ１和Ｌ２值太小時，料床可能被氣流穿透或吹跑，達不到鎖風目的。因此，在磨機運轉(zhuǎn)之初或系統(tǒng)不正常時，有可能發(fā)生此現(xiàn)象，加以注意。
(４)通過溢流鎖風閥頂部的檢修門來檢測鎖風效果，若此處處于微負壓狀態(tài)，則表明鎖風良好；反之，則需調(diào)整。
(５)對溢流鎖風閥出口側(cè)的調(diào)整板調(diào)整時，既不能將下部通道全部封死，以免長期運轉(zhuǎn)后，鐵渣等將料流通道堵塞。但也不能太大，以防止料流短路，影響鎖風。
在磨機參與的粉磨系統(tǒng)中，磨尾鎖風良好與否，直接影響磨內(nèi)通風和粉磨性能。因此，選擇良好的鎖風裝置是解決漏風問題的關(guān)鍵。南京水泥工業(yè)設(shè)計研究院開發(fā)設(shè)計的磨機卸料溢流鎖風閥，具有原理先進，結(jié)構(gòu)簡單等特點，是較為理想的鎖風裝置之一，已在多家水泥廠使用，總的來說效果良好，但也有一些廠家達不到預(yù)想的效果。對此，我們經(jīng)過調(diào)查和分析后認為，主要是用戶對該裝置原理、結(jié)構(gòu)缺乏了解，加上安裝、使用不當所致。下面就該裝置的結(jié)構(gòu)、原理、主要參數(shù)的確定及應(yīng)用中應(yīng)注意的事項等作一介紹，供讀者參考。
１ 主要結(jié)構(gòu)及其作用
鎖風閥主要由閥體、檢修門、調(diào)整板和充氣箱組成。閥體由中間一固定隔板將其分成Ⅰ、Ⅱ室，使流化床形成Ｕ型結(jié)構(gòu)，達到鎖風的目的。檢修門主要用于對調(diào)整板進行調(diào)整和鎖風效果的檢測。調(diào)整板主要用于對料流速度的控制和鐵渣的清理。充氣箱由透氣層、多孔板等組成，將來自羅茨風機的氣體均勻分配對流化床底部充氣，并使其上部的物料形成流化床狀態(tài)。為了使料渣、鐵渣等粗顆粒及時地排出，充氣箱應(yīng)與水平成不小于３０°角布置。
２ 工作原理
溢流鎖風閥是采用流態(tài)化技術(shù)設(shè)計的。按固定流態(tài)化形成的過程，一般將其分為固定床、流態(tài)化床和連續(xù)流態(tài)化床三種狀態(tài)。圖２表示在三種狀態(tài)下，顆粒層的空隙率ε，流體通過顆粒層時的流速ｕ′ｆ和流體的阻力損失△Ｐ的變化情況。在流化床狀態(tài)下，流態(tài)化床的床層高度隨空隙率ε的升高而增大，但流體穿過床層的實際流速ｕ′ｆ和流態(tài)化床的流體阻力(忽略器壁效應(yīng)的影響)卻維持不變。
由流態(tài)化床的特性可知，料流穩(wěn)定流動的條件應(yīng)滿足下式：
Ｆ＋(Ｌ１－Ｌ２)·ρ·ｇ＋(Ｐ１－Ｐ２)－Ｖ２·ξ·ρ／２＝０?(１)
式中：Ｆ--單位面積上物料的沖力，Ｎ／ｍ２；
Ｌ１、Ｌ２--Ⅰ、Ⅱ室有效料高，ｍ；
ρ--氣化后物料容重，ｋｇ／ｍ３；
Ｐ１、Ｐ２--Ⅰ、Ⅱ室料面上部靜壓力，Ｎ／ｍ２；
Ｖ--料流流動速度，ｍ／ｓ；
ξ--流動阻力系數(shù)，取決于Ⅰ、Ⅱ室之間的通道截面積、充氣情況等因素；
ｇ--重力加速度，ｇ＝９．８ｍ／ｓ２
同樣，在平衡時，流體通過流態(tài)化床的壓力降△Ｐ，可根據(jù)床層受力分析得出：
△Ｐ＝Ｌ·(１－ε)·ρＰ·ｇ＝Ｌ·ρ·ｇ (２)
式中：△Ｐ--流態(tài)化床的壓力降，Ｐａ；
Ｌ--流態(tài)化床的高度，ｍ；
ε--流態(tài)化床的空隙率。
由(２)式可知，在壓力降近似等于單位面積床層的重量，也即是床層的靜壓力降與其氣流速度無關(guān)。溢流鎖風閥就是利用這一流態(tài)化床的料柱阻力來達到鎖風的目的。因此，鎖風的條件為：
(Ｌ１－Ｌ２)·ρ·ｇ≥Ｐ２－Ｐ１
３ 主要工作參數(shù)的確定
溢流鎖風閥的主要工作參數(shù)包括風壓、風量和排料能力，現(xiàn)分述如下。
(１)風壓。來自羅茨風機并鼓入溢流鎖風閥的風要克服三種阻力，一是有效流態(tài)化床的料層阻力，其值相當于單位面積上料粉的重量；二是Ⅰ、Ⅱ室隔板以下的料層阻力(包括鐵渣等的影響)?；三是透氣層及進氣管的阻力。實踐證明，實際有效鎖風用的料層阻力占整個供風壓的比例很小，因此，不論要求鎖風壓力是否有變動，對風機選用的供風壓力影響很小。從丹麥ＦＬＳ公司提供的有關(guān)資料可知，要求入充氣箱入口的壓力為２０ｋＰａ，而我國有關(guān)院所的實驗數(shù)據(jù)為?(１０～２５)ｋＰａ。因此，建議實際選用風機時，要求的供風壓力為(２０～３０)ｋＰａ即可。
(２)風量。從流態(tài)化床的形成條件可知，合適的截面上升風速是必需的。在一定的風速范圍內(nèi)，風速的大小又和排料能力有關(guān)。因此，風量與單位透氣面積的大小有關(guān)。表１為部分單位的設(shè)計參數(shù)。結(jié)合實際使用情況，筆者認為溢流鎖風閥的風量選用以每噸料粉(０．３５～０．４０)ｍ３范圍較為合適。
(３)排料能力。排料能力取決于料流速度和料流通過的截面面積等。料流通過的截面面積是容易確定的，從式(１)可知，料流速度與流動阻力系數(shù)ξ有關(guān)，而ξ又與鎖風閥的幾何尺寸、物料性質(zhì)、充氣情況等因素有關(guān)，因此，按此計算較為復(fù)雜。根據(jù)有關(guān)院所的試驗研究認為，排料能力可以按單位充氣面積內(nèi)通過的物料量來估算，即排料能力可按(４００～８００)ｔ·ｈ-1·ｍ2選取。
４ 使用中應(yīng)注意的幾個問題
使用時除應(yīng)了解溢流鎖風閥的結(jié)構(gòu)和原理外，還應(yīng)注意下列幾個問題：
(１)安裝前應(yīng)檢查透氣層是否有損壞，或受雨水浸泡等現(xiàn)象。若存在，則應(yīng)消除，以免造成串風或堵塞。羅茨風機離溢流鎖風閥較遠時，連接管道一定要加支撐，以防產(chǎn)生振動。
(２)開始使用時，注意觀察料流的情況，通過調(diào)整板調(diào)整料流通過的截面大小，實現(xiàn)對料流速度的控制。
(３)當Ｌ１和Ｌ２值太小時，料床可能被氣流穿透或吹跑，達不到鎖風目的。因此，在磨機運轉(zhuǎn)之初或系統(tǒng)不正常時，有可能發(fā)生此現(xiàn)象，加以注意。
(４)通過溢流鎖風閥頂部的檢修門來檢測鎖風效果，若此處處于微負壓狀態(tài)，則表明鎖風良好；反之，則需調(diào)整。
(５)對溢流鎖風閥出口側(cè)的調(diào)整板調(diào)整時，既不能將下部通道全部封死，以免長期運轉(zhuǎn)后，鐵渣等將料流通道堵塞。但也不能太大，以防止料流短路，影響鎖風。
