大型低耗氣力輸送設(shè)備的研究與應(yīng)用八

1、大型低耗氣力輸送設(shè)備的研究與應(yīng)用八 大型低耗氣力輸送設(shè)備的研究與應(yīng)用| 站 | 最新活動(dòng) | 要聞動(dòng)態(tài) | 資源中心 | 裝備中心 | 技術(shù)中心 | 行業(yè)報(bào)告 | 期刊在線 | 企業(yè)黃頁 | 咨詢服務(wù) | 建材書店 | 留 言 板 | 關(guān)于我們 | 最新公告： 沒有公告2010年5月14日 星期五 您現(xiàn)在的位置： 全國(guó)水泥情報(bào)信息水泥裝備與技術(shù)在線 >> 技術(shù)中心 >> 推薦技術(shù) >> 文章正文專題欄目試驗(yàn)研究收塵與環(huán)保生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)改造分析測(cè)試廢物處置與利用電氣控制立窯技術(shù)余熱發(fā)電最新推薦利用工業(yè)廢渣生產(chǎn)抗硫酸

2、組圖幾種水泥窯純低溫組圖閃蒸余熱發(fā)電技術(shù)開發(fā)干法水泥生產(chǎn)線純低組圖水泥窯純低溫余熱水泥窯純低溫余熱電站不煤磨技術(shù)資料目錄破碎機(jī)技術(shù)資料目錄球磨機(jī)技術(shù)資料目錄水泥包裝機(jī)技術(shù)資料目錄相關(guān)文章UIB50.4立磨在5000td熟遙控拆磚機(jī)在水泥回轉(zhuǎn)窯水泥窯和焚燒爐聯(lián)合處理雙壓純低溫余熱發(fā)電技術(shù)DAGONG-TEX覆膜濾料在水當(dāng)代耐磨防護(hù)技術(shù)在水泥水泥行業(yè)的電氣節(jié)能技術(shù)MS型立式煤磨系統(tǒng)在水泥WC系列石灰石破碎機(jī)的應(yīng)MF生料均化庫的充氣方式組圖大型低耗氣力輸送設(shè)備的研究與應(yīng)用 大型低耗氣力輸送設(shè)備的研究與應(yīng)用作者：唐來永1 文章本站原創(chuàng) 更新時(shí)間：2009-11-18 10:21:38 我院承擔(dān)了科技部

3、2002專項(xiàng)資金技術(shù)開發(fā)研究項(xiàng)目“大型低耗氣力輸送設(shè)備研究開發(fā)”其成果項(xiàng)目DB倉式泵。經(jīng)實(shí)際應(yīng)用表明系統(tǒng)操作簡(jiǎn)便節(jié)能降耗顯著。本文分析對(duì)比不同類型的氣力輸送設(shè)備并重點(diǎn)介紹DB倉式泵的研究與應(yīng)用。1 不同類型氣力輸送裝置的分析比較氣力輸送裝置主要有兩種類型：負(fù)壓抽吸式和壓送式國(guó)內(nèi)外粉粒狀物料的氣力輸送大多采用壓送式其發(fā)送器結(jié)構(gòu)主要分兩大類即螺旋泵和倉式氣力輸送泵。 1.1 螺旋泵80年代引進(jìn)了M型F-K螺旋泵的設(shè)計(jì)及制造技術(shù)。主要優(yōu)點(diǎn)是：螺旋軸采用雙支撐出料口根據(jù)工藝要求可直接出料或左右側(cè)出料密封采用油封及氣封工作更為可靠。該泵用于連續(xù)輸送物料并可在0-100額定輸送量下變量輸送輸送過程無脈動(dòng)輸

4、送量可達(dá)數(shù)百噸在相同輸送量的前提下設(shè)備體積最小。因此特別適用于干法水泥生產(chǎn)線的煤粉輸送也適用于大型散裝水泥船用的水泥輸送。螺旋泵屬懸浮式稀相輸送輸送風(fēng)速高因此其螺旋葉片及內(nèi)襯磨損大需經(jīng)常更換；電耗約高于倉式氣力輸送泵30以上在要求長(zhǎng)距離大輸送量的工藝系統(tǒng)中不宜采用。1.2 倉式氣力輸送泵1.2.1 高壓懸浮式倉式氣力輸送泵它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單幾乎沒有運(yùn)動(dòng)件所以故障少幾乎無噪音。以倉式泵為發(fā)送器的高壓懸浮式氣力輸送裝置曾得到廣泛應(yīng)用由于其輸送風(fēng)速高(末速2530ms)因此管道磨損嚴(yán)重混合比低氣耗大電耗高。70年代后國(guó)內(nèi)外科技工作者轉(zhuǎn)向低速、高濃度的氣力輸送技術(shù)研究最大限度地降低管道磨損、提高混合比、降低氣

5、耗提高技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。1.2.2 脈沖栓流氣力輸送泵工作原理是：將物料裝入栓流泵內(nèi)在壓縮空氣的作用下物料經(jīng)泵體排料口進(jìn)入輸送管道形成連續(xù)的較為密實(shí)的料柱。氣刀在脈沖裝置的控制下間歇?jiǎng)幼鲗⒘现懈畛闪纤ㄔ诠艿乐行纬砷g隔排列的料栓和氣栓料栓在其前后氣栓的靜壓差作用下移動(dòng)這種過程循環(huán)進(jìn)行形成栓流氣力輸送。常見的氣力輸送是憑借輸送氣體的動(dòng)壓進(jìn)行攜帶輸送而栓流輸送利用的是氣栓的靜壓差進(jìn)行推移輸送并且物料的流動(dòng)是栓狀流因此栓流的輸送速度可大大降低耗氣量也隨之降低許多系統(tǒng)及設(shè)備簡(jiǎn)單。由于速度低故所引起的摩擦和沖刷磨損大大降低。栓流泵系統(tǒng)具有低能耗、低磨損、高灰氣比和高輸送效率的特點(diǎn)。但是脈沖栓流的輸送機(jī)理決定

6、了對(duì)物料有嚴(yán)格要求輸送距離受限(300m)輸送量小(30th顯然不能滿足當(dāng)前市場(chǎng)急需的長(zhǎng)距離大輸送量的氣力輸送需求。1.2.3 雙套管紊流濃相氣力輸送此技術(shù)為德國(guó)M&am;Ouml;LLER公司專利我國(guó)在電粉煤灰的長(zhǎng)距離大輸送量氣力輸送系統(tǒng)中引進(jìn)多臺(tái)(套)。 輸送原理：以倉式泵為發(fā)送器與常規(guī)倉式氣力輸送主要不同點(diǎn)是該系統(tǒng)采用特殊結(jié)構(gòu)的輸送管道即在輸料管內(nèi)增設(shè)另一小管道小管道布置在大管道上部小管道下部每隔一定距離開有扇形缺口正常輸送時(shí)大管走料小管主要走氣。壓縮空氣通過小管缺口流出產(chǎn)生紊流效應(yīng)不斷擾動(dòng)物料進(jìn)行低速輸送工作原理示意見圖1。圖1 雙套管紊流濃相氣力輸送系統(tǒng)工作原理當(dāng)輸料管道內(nèi)出

7、現(xiàn)被輸送物料局部聚積時(shí)流通截面減少此時(shí)輸料管道內(nèi)壓力高于輸氣管內(nèi)壓力存在一個(gè)壓力差因此需對(duì)輸氣管內(nèi)加壓。當(dāng)輸氣管內(nèi)壓力高于開口處的輸料管道內(nèi)壓力時(shí)則輸氣管內(nèi)壓縮空氣輸入輸料管道內(nèi)對(duì)聚積物料進(jìn)行分割吹散后輸送。當(dāng)輸料管道內(nèi)壓力與輸氣管內(nèi)壓力平衡時(shí)兩者之間氣流不交流故輸料管道能保持平穩(wěn)輸送。據(jù)資料介紹其優(yōu)點(diǎn)為： 系統(tǒng)適應(yīng)性強(qiáng)可靠性高。 低流速、低磨損初速為26ms末速約15ms平均流速10ms左右。 電耗低：常規(guī)輸送電耗710kWh(t· km)而該系統(tǒng)為46kWh(t·km)。 輸送距離遠(yuǎn)：達(dá)1000m以上。1.2.4 助推式高濃度氣力輸送美國(guó)空氣動(dòng)力公司研制的助推式高濃度氣

8、力輸送系統(tǒng)以倉式泵為發(fā)送器在輸料管道上按一定間隔距離安裝若干只助推器輸送用氣并不全部加入倉泵加入倉泵的空氣只是起到將物料推進(jìn)料管的作用另外的空氣通過助推器直接加入管道被輸送的物料在管道中呈集團(tuán)流或栓流運(yùn)動(dòng)速度低、混合比高、耗氣量小。1.2.5 DB倉式氣力輸送泵它是我院研發(fā)的多功能型濃相流態(tài)化氣力輸送設(shè)備其特點(diǎn)：（1）倉泵容積大(18m3)輸送量大(單泵輸送水泥120th)工作次數(shù)少因而故障率更低。(2) 管式低阻型內(nèi)部流態(tài)化裝置使流態(tài)化區(qū)域大且穩(wěn)定輸送混合比高。(3)管道的變徑設(shè)計(jì)保證了輸送氣流速度低(初速5ms左右末速為1016ms)磨損小電耗低(輸送距離1500m 條件下3.6kWh(t

9、·km)。(4)當(dāng)輸送距離1000m 時(shí)在輸料管道上按一定間隔距離安裝若干只助推器可減少泵體的充氣量并避免管道發(fā)生堵塞。2 DB倉式泵的主要研究?jī)?nèi)容2.1 內(nèi)配管及流態(tài)化裝置的設(shè)計(jì) DB倉式泵的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理對(duì)泵的輸送性能影響很大。經(jīng)多年探索及應(yīng)用實(shí)踐對(duì)高存氣性和低透氣性粉料(如水泥、生料和粉煤灰等)充分流態(tài)化的必要條件進(jìn)行了總結(jié)。根據(jù)物料性質(zhì)、泵容量大小和輸送距離制定內(nèi)部配管的直徑及流態(tài)化充氣管的面積。流態(tài)化管外部的透氣材料為低阻、憎水性強(qiáng)、高強(qiáng)度和致密的合成纖維材料為保持良好的工作狀態(tài)需要定期檢查及更換。對(duì)高存氣性物料只需少量氣體即可取得良好效果流態(tài)化后的物料其摩擦角一般小

10、于與管壁的摩擦角。經(jīng)多臺(tái)泵運(yùn)行實(shí)踐的觀察及計(jì)算管道平均氣流速度可降至10ms左右與常規(guī)懸浮式氣力輸送相比由于輸送氣流速度(V)的降低而混合比（）提升總風(fēng)量(Q)下降輸送中摩擦阻力(F)下降則空壓機(jī)功率（N）消耗下降。N K·Q·F (1)由于氣流速度降低管道磨損()大幅度減小。V34 (2)2.2 變徑輸料管道的設(shè)計(jì)及應(yīng)用在中長(zhǎng)距離氣力輸送時(shí)隨著輸送距離的延長(zhǎng)管道內(nèi)氣體膨脹。當(dāng)輸料管道初端、尾端管徑相同時(shí)管道初端壓力高氣體密度大輸送到尾端壓力降低氣體密度減小管道的輸送風(fēng)速則越來越大。管道內(nèi)壓力與速度的變化見圖2。圖2 管道內(nèi)壓力與速度的關(guān)系圖3 氣流速度與壓力損失的關(guān)系由于

11、管道磨損量與風(fēng)速的34次方成正比因此風(fēng)速的增加勢(shì)必帶來管道磨損量的急劇增加。穩(wěn)定輸送段壓力損失為最小時(shí)氣流速度的確定是管徑選擇的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)圖3表示氣流速度與壓力損失的關(guān)系。普遍規(guī)律為在穩(wěn)定輸送段有壓力損失為最小時(shí)的氣流速度Vmin 當(dāng)選擇的氣流速度大于Vmin時(shí)壓力損失隨之增高管道磨損加重且電耗增加；反之若低于Vmin時(shí)則壓力急劇增高物料沉積直至堵管。經(jīng)多年實(shí)踐的總結(jié)對(duì)高存氣性和低透氣性的粉料在流態(tài)化濃相輸送中為減少管道磨損采用分段變徑輸送管變徑后的風(fēng)速降低幅度與管徑幾何比的平方成正比因此擴(kuò)大管徑是一種行之有效的管道降速方法。對(duì)不同粉料和不同的輸送距離管道如何變徑以及變徑點(diǎn)的選擇是關(guān)鍵問題。它涉

12、及到最低輸送風(fēng)速的選擇對(duì)不同的輸送方式最低風(fēng)速又有不同要求。由 于氣固兩相流在管道內(nèi)流動(dòng)狀態(tài)相當(dāng)復(fù)雜至今沒有一套完整的計(jì)算式設(shè)計(jì)直接使用。DB倉式泵根據(jù)輸送距離的不同、物料性質(zhì)的變化及輸送量的不同所采用的Vmin較常規(guī)方式大約可降低3040。Vmin值乘以適當(dāng)?shù)男拚禂?shù)即為實(shí)際選擇最佳氣流速度的基準(zhǔn)可作為變徑管道末速選擇的依據(jù)。對(duì)長(zhǎng)距離氣力輸送的輸料管道一般可選擇34次變徑管徑自進(jìn)料端至出料端逐漸增大。變徑點(diǎn)的選擇(即變徑的管道每段長(zhǎng)度)是按經(jīng)驗(yàn)公式得出的即按公式(3)確定每段管道的壓力坡降值(即每100m的壓力降)。iK··×10-3 (3) 式中：i壓力坡降；

13、K管徑系數(shù)；管道內(nèi)氣流平均速度ms；速度系數(shù)；質(zhì)量混合比；混合比系數(shù)。當(dāng)輸送管道末速確定后該段管道的初速根據(jù)輸送物料性質(zhì)的不同可設(shè)定最低允許的初速。當(dāng)輸送管道末速確定后根據(jù)壓縮機(jī)風(fēng)量即可確定管道的直徑D。輸料管道的變徑及分段的計(jì)算國(guó)內(nèi)外各大公司方法不盡相同變徑及分段是否恰當(dāng)直接影響系統(tǒng)工作的安全性及經(jīng)濟(jì)性。保證管道輸送的最佳風(fēng)速、運(yùn)行阻力小、不堵管、混合比高、管道磨損小、電耗低是最終考核指標(biāo)。2.3 泵體進(jìn)料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)具有安全連鎖功能進(jìn)料機(jī)構(gòu)工作可靠性直接影響泵的運(yùn)轉(zhuǎn)率根據(jù)物料性質(zhì)及工作溫度(210)首選軟密封結(jié)構(gòu)。進(jìn)料閥閥體與氟基橡膠構(gòu)成密封它工作可靠密封性好安全、壽命長(zhǎng)。閥體通過長(zhǎng)、短搖臂及

14、單向氣缸控制開關(guān)。當(dāng)泵內(nèi)送料結(jié)束且壓力降為0時(shí)進(jìn)料閥才能打開。泵因故障停機(jī)只要泵內(nèi)有壓力進(jìn)料閥就不會(huì)打開安全連鎖保證安全。經(jīng)實(shí)踐考驗(yàn)該結(jié)構(gòu)特別適應(yīng)泵的安全運(yùn)轉(zhuǎn)密封件正常使用壽命在2年以上(24h工作)。2.4 人性化操作設(shè)計(jì)2.4.1 氣電聯(lián)合控制該系統(tǒng)的執(zhí)行閥全部由氣動(dòng)閥完成如進(jìn)料閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)由單向氣動(dòng)閥完成；流態(tài)化及加壓閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)由氣動(dòng)截止閥完成。而執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制由電磁閥完成(大多采用SMC產(chǎn)品)充分利用了電磁閥動(dòng)作靈敏、速度快、壽命長(zhǎng)(可靠工作100萬次以上)的優(yōu)點(diǎn)又發(fā)揮了氣動(dòng)執(zhí)行閥工作可靠、對(duì)粉塵不敏感(相對(duì)電磁閥)的優(yōu) 勢(shì)。這種以電控閥為先導(dǎo)閥以氣動(dòng)閥作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的聯(lián)合控制系統(tǒng)為人

15、性化操作提了可靠的執(zhí)行保障。2.4.2 壓力檢測(cè)及稱重系統(tǒng)的應(yīng)用（1) 該裝置采用Sailsors(美國(guó))壓力變送器檢測(cè)泵內(nèi)壓力精度高可在高粉塵工況條件下正常工作壓力信號(hào)可遠(yuǎn)程傳輸。通過二次儀表可數(shù)字顯示正常輸送壓力值并可設(shè)定低壓倉空信號(hào)輸出控制器開啟壓力信號(hào)及超壓報(bào)警(開啟防堵裝置)延時(shí)后自動(dòng)停機(jī)。（2) 設(shè)置TOLETO(美國(guó))稱重系統(tǒng)。它的壓力稱重傳感器由固定、半浮動(dòng)、浮動(dòng)三組組合模塊構(gòu)成檢測(cè)精度高靜態(tài)精度可達(dá)1通過二次儀表可數(shù)字顯示瞬時(shí)輸送量及累積輸送量并具有打印功能。通過以上配置： 根據(jù)工藝要求通過二次儀表的數(shù)字顯示可直觀顯示出設(shè)定的泵裝料量并可以準(zhǔn)確稱重發(fā)出倉滿信號(hào)。 輸送過程中通

16、過二次儀表的數(shù)字顯示直觀觀察輸送量的瞬時(shí)變化、壓力瞬時(shí)變化及輸送時(shí)間的變化及時(shí)考查出系統(tǒng)的工作特性優(yōu)劣。 根據(jù)泵的工作特性曲線可方便及時(shí)調(diào)整各自配管的控制閥開度使泵能在最大程度的節(jié)能、降耗工況下工作。 對(duì)單泵及累積輸送量可數(shù)字顯示或進(jìn)行打印記錄。2.5 多功能型與助推器的應(yīng)用根據(jù)輸送工藝的不同輸送物料的性質(zhì)差異如高存氣性、低透氣性物料或低存氣性、高透氣性物料的不同該泵可以懸浮式、流態(tài)化濃相輸送增加節(jié)能閥后可以栓狀濃相輸送。為保證氣力輸送的可靠性及最大限度節(jié)能輸送管每隔一定間距增加助推器。在保證管道氣流最低速度輸送時(shí)一旦堵管通過助推器增加空氣量使物料在管道中平穩(wěn)輸送。3 DB倉式泵在水泥行業(yè)的應(yīng)

17、用（1) 溧陽水泥將原水泥輸送系統(tǒng)的機(jī)械輸送全部改為DB倉式泵管道輸送輸送距離200m輸送量50th實(shí)際輸送電耗為1kWht。經(jīng)8年的運(yùn)行和技術(shù)跟蹤運(yùn)轉(zhuǎn)率95以上維修費(fèi)用低不足原機(jī)械輸送的13。（2) DB倉式泵用于海拔1450m 的蒙西高新材料公司、海拔2450m 的青海水泥及海拉爾蒙西水泥公司輸送水泥輸送量均在100th以上。（3）組合式DB倉式泵應(yīng)用于溫州鐘山水泥股份公司輸送水泥總輸送量達(dá)300360th。（4) 2005年 在天瑞集團(tuán)周口水泥有限公司成功實(shí)現(xiàn)輸送電粉煤灰至水泥輸送距離1 268m(當(dāng)量長(zhǎng)度1504m)輸送量56.8th電耗4.3kWht(3.6kWh(t·km

18、)達(dá)到了低速、低磨損、低電耗的目的。4 使用DB倉式泵技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析4.1 天瑞集團(tuán)周口水泥有限公司4.1.1 管道磨損檢測(cè)結(jié)果2006年8月26日用產(chǎn)AD-353B型超聲測(cè)厚儀對(duì)輸送管道(壁厚8mm)的磨損量進(jìn)行了檢測(cè)檢測(cè)精度為±0.1mm檢測(cè)約40個(gè)點(diǎn)平均磨損量約0.6mm沿程磨損較為均勻。用戶原認(rèn)為粉煤灰的磨損嚴(yán)重管道只能用一年。因系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理、管道變徑準(zhǔn)確、濃相低速輸送管道磨損大大低于常規(guī)值該管道預(yù)計(jì)可使用5年以上。4.1.2 DB倉式泵與M&am;Ouml;LLER氣力輸送的對(duì)比在長(zhǎng)距離粉煤灰氣力輸送工藝線上國(guó)內(nèi)引進(jìn)了十多條德國(guó)M&am;Ouml;LLER

19、公司雙套管紊流濃相氣力輸送設(shè)備。在輸送工況相當(dāng)?shù)臈l件下DB倉式泵系統(tǒng)比M&am;Ouml;LLER系統(tǒng)空壓機(jī)裝機(jī)功率小輸送風(fēng)速低混合比高電耗低。性能指標(biāo)對(duì)比數(shù)據(jù)見表1。表1 DB倉式泵與M&am;Ouml;LLER氣力輸送的性能對(duì)比設(shè)備M&am;Ouml;LLER濃相雙套管紊流DB倉式泵濃相流態(tài)化應(yīng)用國(guó)內(nèi)某電周口水泥有限公司輸送距離m9341504(當(dāng)量)1268(實(shí)際)輸送量(th)6556.8風(fēng)量(m3min)8540功率kW500250管徑mmDN200DN250DN350DN219DN245DN273N299工作壓力Ma0.3250.280.3末速(ms)14.710.6初速(ms)136.8平均風(fēng)速(ms)13.88.7混合比10.612.719.723.6電耗(kWht)7.694.3電耗 kWh(t·km)8.23.64.1.3 系統(tǒng)投資與經(jīng)濟(jì)效益分析采用DB倉式泵系統(tǒng)總投資不足進(jìn)口設(shè)備13圓滿完成整個(gè)工程建設(shè)。與散裝車運(yùn)輸方案相比每噸節(jié)