4.7. Пылеприготовительное оборудование Шаровая барабанная мельница

Шаровая барабанная мельница (ШБМ) представляет собой цилиндрический барабан диаметром от 1,5 до 4 м и длиной от 2,5 до 12 м (рис. 4.12). Барабан на 1/3 объема заполняется шарами диаметром от 25 до 75 мм. Для защиты от износа барабан изнутри покрывается плитами из марганцовистой стали. Броневые плиты имеют фигурный профиль, чаще всего волнистый. Между барабаном и броневыми плитами для уменьшения шума прокладывают слой асбеста. Снаружи барабан покрывается слоем войлока (тепловая и звуковая изоляция), а поверх войлока  металлическим кожухом.

Рис. 4.12. Шаровая барабанная мельница (общий вид и разрез): 1 – большой патрубок; 2 – опорный подшипник; 3 – барабан мельницы с тепло- и звукоизоляцией; 4 – выходной патрубок; 5 – большая шестерня; 6 – редуктор; 7 – электродвигатель

При вращении барабана за счет центробежных сил шары поднимаются вверх и, достигнув некоторой максимальной высоты, отрываются от стенки и падают на слой угля. Размол происходит главным образом за счет удара падающих металлических шаров и частично за счет истирания от перекатывающихся после падения шаров.

Эффективность процесса измельчения определяется высотой падения шаров в барабане. Высота падения зависит от частоты вращения, степени заполнения барабана шарами, профиля или формы барабана, от диаметра барабана. С повышением частоты вращения степень измельчения сначала возрастает, достигает оптимального значения, а потом начинает падать и при достижении критического значения падает до нуля.

Критическая скорость достигается при условии равенства силы тяжести и центробежной силы:

. (4.38)

Окружная скорость связана с числом оборотов соотношением

. (4.39)

Тогда критическое число оборотов шаровой барабанной мельницы, при котором практически прекращается размол топлива, составит, об/мин,

. (4.40)

Оптимальное число оборотов для ШБМ с волнистой броневой плитой достигается, когда шары падают с высоты ~ 2/3 от диаметра барабана, и составляет, об/мин,

. (4.41)

Сушка топлива происходит в процессе размола за счет тепла сушильного агента – чаще всего горячего воздуха или смеси воздуха с продуктами сгорания. На работу ШБМ существенное влияние оказывает режим вентиляции. При малых скоростях вынос пыли затруднен, при больших скоростях имеет место выноса крупных частиц. ШБМ являются универсальными мельницами, пригодными для размола любых топлив. Однако из-за повышенного расхода электроэнергии на размол и значительной металлоемкости ШБМ применяют для размола твердых топлив, которые в других мельницах не могут размалываться.

Молотковые мельницы

Молотковые мельницы относятся к классу быстроходных (рис. 4.13). Частота вращения ротора находится в пределах от 600 до 1000 об/мин. Молотковая мельница состоит из стального корпуса (10-15 мм), покрытого изнутри гладкими броневыми листами, ротора, представляющего собой вал, на котором установлены диски. К дискам на шарнирах подвешиваются билодержатели, к другим концам на шарнирах крепятся била.

В молотковых мельницах размол пыли осуществляется за счет удара бил о поступающие в мельницу куски угля, а также за счет истирающего действия в зазоре между корпусом и билами. Недостатком является быстрый износ бил, требующий частой их замены. Область применения молотковых мельниц весьма значительна в связи с большей их экономичностью по сравнению с барабанными (удельный расход энергии в 1,5 раза меньше). Применяются для размола большой группы высокореакционных топлив, для которых эффективное воспламенение и выгорание может быть обеспечено при более грубом помоле по сравнению с ШБМ.

Рис. 4.13. Компоновка молотковой мельницы с центробежным сепаратором пыли: 1 – молотковая мельница; 2 – сепаратор пыли; 3 – ввод сырого топлива; 4 – течка возврата грубой пыли; 5 – предохранительный клапан