由于干法回轉窯生產設備工藝先進、產量大、質量好、能耗低的緣故,而被現代大中型水泥生產企業采用。要煅燒到高質量的水泥,沒有準確的、穩定的煅燒溫度是不行的。用電子計算機控制的煤粉喂料計量系統受到了廣泛的推廣使用。煤粉喂料計量系統能夠連續地、精確地把一定數量的煤粉送到燃燒窯爐,以保證穩定的、準確的爐溫。目前國內企業最普遍使用的當屬環狀天平計量系統,即MJX系列粉體喂料計量系統。系統分為四大部分:喂料機、環狀天平秤、鎖風裝置、噴射裝置。

煤粉從料倉進入喂料機,煤粉經喂料機的充分攪拌和松化以后進入環狀天平秤進行稱量。它應用天平原理,用微機測出進入秤內的煤粉重量以后,進入旋轉的鎖風裝置,然后由于自重下落至噴射裝置,被氣管內的壓力氣體吹送進近、遠程的回轉窯內燃燒,緞燒生料。鎖風閥的作用是把由于噴射裝置噴出的壓力氣體與環形天平秤阻隔開來,以免壓力氣體上竄到天平秤而影響到天平秤的計量精度。

計量喂料系統設計主要達到三個要求:計量準,計量穩,送料順。

計量準

計量系統的計量精度主要是由于環狀天平秤秤體本身的的平衡和微機系統的精確標定來保證的。要做到秤體平衡,在制作中要注意各部件要盡量采用加工工藝,加工后再用夾具精確拼裝,拼裝焊接以后要進行嚴格的靜平衡和動平衡。環狀天平秤的計量精度在0.5%一1%,要達到這個精度,嚴格的靜平衡和動平衡是關鍵。

計量穩

環狀天秤計量精度除了決定于其本身的特性以外還會受到外來干擾,而影響精度,其中最主要的影響是來自輸送管道的壓力氣體的倒竄。倒竄的氣流阻礙計量秤轉子的葉片轉動,阻礙已經計量的煤粉的卸出,計量數據波動。

為保證計量準、計量穩,MJX計量系統配置有鎖風裝置。鎖風裝置是用來阻隔從壓力氣體輸送管道的壓力氣體進入環狀天平秤內的,同時把由天平秤計量過的煤粉送到壓力氣體輸送管道。

一般采用的鎖風裝置為轉子葉輪式，轉子葉輪式的鎖風裝置又稱鎖風閥，它是由電動機帶動轉子葉輪旋轉,轉子上有分格安裝的葉片,物料在分格內被旋轉的轉子由進料口帶到出料口,出料口有壓力氣體把它送到近、遠處的窯爐里燃燒，它的密封性能要特別的好,鎖風能力實際上就是阻止氣體泄漏的能力,它是由單位時間內的氣體泄漏來表述的。氣體的泄漏量決定于風壓的高低、風量的大小、轉子的大小和間隙的多少等等因素。在其他條件相當的情況下間隙的大小對漏風量的影響是最明顯的。

某企業對同一臺鎖風閥在58.8沖”的風壓下進行測定,在間隙為0.25~時,每分鐘漏風量為2.16m”,而間隙在0.10~時,其漏風量每分鐘為0.73m3,所以,要減少漏風量,如何使密封更密實,間隙更小是設計中主要注意的問題,要長期保持鎖風的效果,密封材料的經久耐磨是一大難題。從實踐來看,使用剛性葉輪鎖風,完全不能達到預期效果。

近年來,國內外都采用柔性密封材料進行柔性密封或非剛性密封。柔性密封、氣密性好、噪音小、耐磨性能相對比較好。對于柔性密封材料,國內產品大都仍不理想,某公司委托某科研機構研制出的材料,密封性和耐磨性都有很大的提高,經使用效果極為理想。為了減少對密封材料的過分依賴,增強鎖風能力,還可對鎖風閥的結構進行改進。

例如,把一級鎖風閥變為二級鎖風閥,就是一個很成功的改進。所謂二級鎖風閥,就是具有二個轉子葉輪,串聯使用的鎖風閥。從第一級漏出的壓力氣體再經過第二級的阻隔,漏風量即微乎其微。經測定,對同一規格鎖風閥在相同的58.skPa的氣壓條件下,一級鎖風閥的漏風量為每分鐘0 .73m“,而同一規格的二級鎖風閥在同氣壓下漏風量僅為每分鐘0.11m3。

送料順

物料經過鎖風裝置而到達噴射裝置,噴射裝置由噴射管和噴嘴組成。噴嘴是能量轉換器,在這里壓力氣體的壓力降低了,而氣體的速度加快了。

從噴嘴噴出來的氣體,其體積迅速膨脹,而氣壓明顯地降了下來,噴嘴口的壓力下降換來了高速氣流,夾帶煤粉從輸送管道運行,隨著一路行進,其氣體的壓力會逐漸降低,而其體積逐步膨脹、擴大,氣體流速在管道里也逐漸增大,不斷膨脹的氣體推動前面的粉煤氣向前行進,到達窯爐進料口,其速度達到最大值,而其氣壓降到最小值,等于或略大于氣壓(或窯內壓)。

壓力空氣的能量消耗,主要是為了克服噴嘴管道的阻力和粉塵之間的摩擦力,其數學模型更多地體現了氣體動力學的特征。噴嘴的設計要考慮到噴嘴口的壓力不能降得太多。即氣流速度不能太大,氣體擴張的速度不能太決,速度越快,能量損失也越大,如太快,到了輸送管道末端時就無力推動煤粉進窯爐,反而因窯內的氣流壓力的壓迫而反竄,反竄的氣體經過鎖風閥面直接干擾計量秤,引起計量不準和計量波動,下料滯塞。

傳統理論認為,噴嘴噴出的高速氣流會在噴嘴口附近形成一負壓區而吸出從鎖風閥卸下的煤粉,與壓力氣體一道進入輸送管道,因此,噴嘴必須縮小再縮小,其噴出速度應為100一150耐s。但是,測試證明,鎖風閥的噴嘴口附近從來不曾出現過負壓區,都是正壓;而噴出速度一旦快了,料反而送不出去,造成管道堵塞或者氣流反竄。

實際使用的噴嘴,當管道末速為30耐s,其噴嘴口的速度僅為20In/s左右。這一事實使不少相信傳統理論的專家跌下眼鏡,大惑不解。

傳統理論計算比較適合在壓力高時的氣流計算,而稀相低壓氣體管道輸送粉體還沒有成熟的數學模型,即還沒有準確的計算方法。

噴嘴的大小,安裝位置的確定更多地依據經驗、實地試驗而不是根據公式計算。粉體喂料計量系統就考慮了這一現狀,把噴射裝置設計成軸向、徑向均可調節的結構,調整靈活方便,容易找到最佳噴射點和噴射口徑,輸送煤粉相當順暢、效果相當穩定。