由于干法回转窑生产设备工艺先进、产量大、质量好、能耗低的缘故,而被现代大中型水泥生产企业采用。要煅烧到高质量的水泥,没有准确的、稳定的煅烧温度是不行的。用电子计算机控制的煤粉喂料计量系统受到了广泛的推广使用。煤粉喂料计量系统能够连续地、精确地把一定数量的煤粉送到燃烧窑炉,以保证稳定的、准确的炉温。目前国内企业最普遍使用的当属环状天平计量系统,即MJX系列粉体喂料计量系统。系统分为四大部分:喂料机、环状天平秤、锁风装置、喷射装置。

煤粉从料仓进入喂料机,煤粉经喂料机的充分搅拌和松化以后进入环状天平秤进行称量。它应用天平原理,用微机测出进入秤内的煤粉重量以后,进入旋转的锁风装置,然后由于自重下落至喷射装置,被气管内的压力气体吹送进近、远程的回转窑内燃烧,缎烧生料。锁风阀的作用是把由于喷射装置喷出的压力气体与环形天平秤阻隔开来,以免压力气体上窜到天平秤而影响到天平秤的计量精度。

计量喂料系统设计主要达到三个要求:计量准,计量稳,送料顺。

计量系统的计量精度主要是由于环状天平秤秤体本身的的平衡和微机系统的精确标定来保证的。要做到秤体平衡,在制作中要注意各部件要尽量采用加工工艺,加工后再用夹具精确拼装,拼装焊接以后要进行严格的静平衡和动平衡。环状天平秤的计量精度在0.5%一1%,要达到这个精度,严格的静平衡和动平衡是关键。

环状天秤计量精度除了决定于其本身的特性以外还会受到外来干扰,而影响精度,其中最主要的影响是来自输送管道的压力气体的倒窜。倒窜的气流阻碍计量秤转子的叶片转动,阻碍已经计量的煤粉的卸出,计量数据波动。

为保证计量准、计量稳,MJX计量系统配置有锁风装置。锁风装置是用来阻隔从压力气体输送管道的压力气体进入环状天平秤内的,同时把由天平秤计量过的煤粉送到压力气体输送管道。

一般采用的锁风装置为转子叶轮式，转子叶轮式的锁风装置又称锁风阀，它是由电动机带动转子叶轮旋转,转子上有分格安装的叶片,物料在分格内被旋转的转子由进料口带到出料口,出料口有压力气体把它送到近、远处的窑炉里燃烧，它的密封性能要特别的好,锁风能力实际上就是阻止气体泄漏的能力,它是由单位时间内的气体泄漏来表述的。气体的泄漏量决定于风压的高低、风量的大小、转子的大小和间隙的多少等等因素。在其他条件相当的情况下间隙的大小对漏风量的影响是最明显的。

某企业对同一台锁风阀在58.8冲”的风压下进行测定,在间隙为0.25~时,每分钟漏风量为2.16m”,而间隙在0.10~时,其漏风量每分钟为0.73m3,所以,要减少漏风量,如何使密封更密实,间隙更小是设计中主要注意的问题,要长期保持锁风的效果,密封材料的经久耐磨是一大难题。从实践来看,使用刚性叶轮锁风,完全不能达到预期效果。

近年来,国内外都采用柔性密封材料进行柔性密封或非刚性密封。柔性密封、气密性好、噪音小、耐磨性能相对比较好。对于柔性密封材料,国内产品大都仍不理想,某公司委托某科研机构研制出的材料,密封性和耐磨性都有很大的提高,经使用效果极为理想。为了减少对密封材料的过分依赖,增强锁风能力,还可对锁风阀的结构进行改进。

例如,把一级锁风阀变为二级锁风阀,就是一个很成功的改进。所谓二级锁风阀,就是具有二个转子叶轮,串联使用的锁风阀。从第一级漏出的压力气体再经过第二级的阻隔,漏风量即微乎其微。经测定,对同一规格锁风阀在相同的58.skPa的气压条件下,一级锁风阀的漏风量为每分钟0 .73m“,而同一规格的二级锁风阀在同气压下漏风量仅为每分钟0.11m3。

物料经过锁风装置而到达喷射装置,喷射装置由喷射管和喷嘴组成。喷嘴是能量转换器,在这里压力气体的压力降低了,而气体的速度加快了。

从喷嘴喷出来的气体,其体积迅速膨胀,而气压明显地降了下来,喷嘴口的压力下降换来了高速气流,夹带煤粉从输送管道运行,随着一路行进,其气体的压力会逐渐降低,而其体积逐步膨胀、扩大,气体流速在管道里也逐渐增大,不断膨胀的气体推动前面的粉煤气向前行进,到达窑炉进料口,其速度达到最大值,而其气压降到最小值,等于或略大于气压(或窑内压)。

压力空气的能量消耗,主要是为了克服喷嘴管道的阻力和粉尘之间的摩擦力,其数学模型更多地体现了气体动力学的特征。喷嘴的设计要考虑到喷嘴口的压力不能降得太多。即气流速度不能太大,气体扩张的速度不能太决,速度越快,能量损失也越大,如太快,到了输送管道末端时就无力推动煤粉进窑炉,反而因窑内的气流压力的压迫而反窜,反窜的气体经过锁风阀面直接干扰计量秤,引起计量不准和计量波动,下料滞塞。

传统理论认为,喷嘴喷出的高速气流会在喷嘴口附近形成一负压区而吸出从锁风阀卸下的煤粉,与压力气体一道进入输送管道,因此,喷嘴必须缩小再缩小,其喷出速度应为100一150耐s。但是,测试证明,锁风阀的喷嘴口附近从来不曾出现过负压区,都是正压;而喷出速度一旦快了,料反而送不出去,造成管道堵塞或者气流反窜。

实际使用的喷嘴,当管道末速为30耐s,其喷嘴口的速度仅为20In/s左右。这一事实使不少相信传统理论的专家跌下眼镜,大惑不解。

传统理论计算比较适合在压力高时的气流计算,而稀相低压气体管道输送粉体还没有成熟的数学模型,即还没有准确的计算方法。

喷嘴的大小,安装位置的确定更多地依据经验、实地试验而不是根据公式计算。粉体喂料计量系统就考虑了这一现状,把喷射装置设计成轴向、径向均可调节的结构,调整灵活方便,容易找到最佳喷射点和喷射口径,输送煤粉相当顺畅、效果相当稳定。