大型低耗氣力輸送設備的研究與應用八

1、大型低耗氣力輸送設備的研究與應用八 大型低耗氣力輸送設備的研究與應用| 站 | 最新活動 | 要聞動態(tài) | 資源中心 | 裝備中心 | 技術中心 | 行業(yè)報告 | 期刊在線 | 企業(yè)黃頁 | 咨詢服務 | 建材書店 | 留 言 板 | 關于我們 | 最新公告： 沒有公告2010年5月14日 星期五 您現(xiàn)在的位置： 全國水泥情報信息水泥裝備與技術在線 >> 技術中心 >> 推薦技術 >> 文章正文專題欄目試驗研究收塵與環(huán)保生產設備技術改造分析測試廢物處置與利用電氣控制立窯技術余熱發(fā)電最新推薦利用工業(yè)廢渣生產抗硫酸

2、組圖幾種水泥窯純低溫組圖閃蒸余熱發(fā)電技術開發(fā)干法水泥生產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資料目錄破碎機技術資料目錄球磨機技術資料目錄水泥包裝機技術資料目錄相關文章UIB50.4立磨在5000td熟遙控拆磚機在水泥回轉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DAGONG-TEX覆膜濾料在水當代耐磨防護技術在水泥水泥行業(yè)的電氣節(jié)能技術MS型立式煤磨系統(tǒng)在水泥WC系列石灰石破碎機的應MF生料均化庫的充氣方式組圖大型低耗氣力輸送設備的研究與應用 大型低耗氣力輸送設備的研究與應用作者：唐來永1 文章本站原創(chuàng) 更新時間：2009-11-18 10:21:38 我院承擔了科技部

3、2002專項資金技術開發(fā)研究項目“大型低耗氣力輸送設備研究開發(fā)”其成果項目DB倉式泵。經實際應用表明系統(tǒng)操作簡便節(jié)能降耗顯著。本文分析對比不同類型的氣力輸送設備并重點介紹DB倉式泵的研究與應用。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：負壓抽吸式和壓送式國內外粉粒狀物料的氣力輸送大多采用壓送式其發(fā)送器結構主要分兩大類即螺旋泵和倉式氣力輸送泵。 1.1 螺旋泵80年代引進了M型F-K螺旋泵的設計及制造技術。主要優(yōu)點是：螺旋軸采用雙支撐出料口根據工藝要求可直接出料或左右側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輸

4、送量可達數(shù)百噸在相同輸送量的前提下設備體積最小。因此特別適用于干法水泥生產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速高因此其螺旋葉片及內襯磨損大需經常更換；電耗約高于倉式氣力輸送泵30以上在要求長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構簡單幾乎沒有運動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用由于其輸送風速高(末速2530ms)因此管道磨損嚴重混合比低氣耗大電耗高。70年代后國內外科技工作者轉向低速、高濃度的氣力輸送技術研究最大限度地降低管道磨損、提高混合比、降低氣

5、耗提高技術經濟指標。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在壓縮空氣的作用下物料經泵體排料口進入輸送管道形成連續(xù)的較為密實的料柱。氣刀在脈沖裝置的控制下間歇動作將料柱切割成料栓在管道中形成間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這種過程循環(huán)進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壓進行攜帶輸送而栓流輸送利用的是氣栓的靜壓差進行推移輸送并且物料的流動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)及設備簡單。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。但是脈沖栓流的輸送機理決定

6、了對物料有嚴格要求輸送距離受限(300m)輸送量小(30th顯然不能滿足當前市場急需的長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為德國M&am;Ouml;LLER公司專利我國在電粉煤灰的長距離大輸送量氣力輸送系統(tǒng)中引進多臺(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是該系統(tǒng)采用特殊結構的輸送管道即在輸料管內增設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大管走料小管主要走氣。壓縮空氣通過小管缺口流出產生紊流效應不斷擾動物料進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)工作原理當輸料管道內出

7、現(xiàn)被輸送物料局部聚積時流通截面減少此時輸料管道內壓力高于輸氣管內壓力存在一個壓力差因此需對輸氣管內加壓。當輸氣管內壓力高于開口處的輸料管道內壓力時則輸氣管內壓縮空氣輸入輸料管道內對聚積物料進行分割吹散后輸送。當輸料管道內壓力與輸氣管內壓力平衡時兩者之間氣流不交流故輸料管道能保持平穩(wěn)輸送。據資料介紹其優(yōu)點為： 系統(tǒng)適應性強可靠性高。 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：達1000m以上。1.2.4 助推式高濃度氣力輸送美國空氣動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流或栓流運動速度低、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)化氣力輸送設備其特點：（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)管道的變徑設計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)當輸送距離1000m 時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倉式泵的主要研究內容2.1 內配管及流態(tài)化裝置的設計 DB倉式泵的內部結構設計是否合理對泵的輸送性能影響很大。經多年探索及應用實踐對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)化的必要條件進行了總結。根據物料性質、泵容量大小和輸送距離制定內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、高強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。經多臺泵運行實踐的觀察及計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（）提升總風量(Q)下降輸送中摩擦阻力(F)下降則空壓機功率（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 變徑輸料管道的設計及應用在中長距離氣力輸送時隨著輸送距離的延長管道內氣體膨脹。當輸料管道初端、尾端管徑相同時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速則越來越大。管道內壓力與速度的變化見圖2。圖2 管道內壓力與速度的關系圖3 氣流速度與壓力損失的關系由于

11、管道磨損量與風速的34次方成正比因此風速的增加勢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氣流速度的確定是管徑選擇的基礎數(shù)據圖3表示氣流速度與壓力損失的關系。普遍規(guī)律為在穩(wěn)定輸送段有壓力損失為最小時的氣流速度Vmin 當選擇的氣流速度大于Vmin時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時則壓力急劇增高物料沉積直至堵管。經多年實踐的總結對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速降低幅度與管徑幾何比的平方成正比因此擴大管徑是一種行之有效的管道降速方法。對不同粉料和不同的輸送距離管道如何變徑以及變徑點的選擇是關鍵問題。它涉

12、及到最低輸送風速的選擇對不同的輸送方式最低風速又有不同要求。由 于氣固兩相流在管道內流動狀態(tài)相當復雜至今沒有一套完整的計算式設計直接使用。DB倉式泵根據輸送距離的不同、物料性質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?shù)男拚禂?shù)即為實際選擇最佳氣流速度的基準可作為變徑管道末速選擇的依據。對長距離氣力輸送的輸料管道一般可選擇34次變徑管徑自進料端至出料端逐漸增大。變徑點的選擇(即變徑的管道每段長度)是按經驗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)；管道內氣流平均速度ms；速度系數(shù)；質量混合比；混合比系數(shù)。當輸送管道末速確定后該段管道的初速根據輸送物料性質的不同可設定最低允許的初速。當輸送管道末速確定后根據壓縮機風量即可確定管道的直徑D。輸料管道的變徑及分段的計算國內外各大公司方法不盡相同變徑及分段是否恰當直接影響系統(tǒng)工作的安全性及經濟性。保證管道輸送的最佳風速、運行阻力小、不堵管、混合比高、管道磨損小、電耗低是最終考核指標。2.3 泵體進料機構設計具有安全連鎖功能進料機構工作可靠性直接影響泵的運轉率根據物料性質及工作溫度(210)首選軟密封結構。進料閥閥體與氟基橡膠構成密封它工作可靠密封性好安全、壽命長。閥體通過長、短搖臂及

14、單向氣缸控制開關。當泵內送料結束且壓力降為0時進料閥才能打開。泵因故障停機只要泵內有壓力進料閥就不會打開安全連鎖保證安全。經實踐考驗該結構特別適應泵的安全運轉密封件正常使用壽命在2年以上(24h工作)。2.4 人性化操作設計2.4.1 氣電聯(lián)合控制該系統(tǒng)的執(zhí)行閥全部由氣動閥完成如進料閥的執(zhí)行機構由單向氣動閥完成；流態(tài)化及加壓閥的執(zhí)行機構由氣動截止閥完成。而執(zhí)行機構的控制由電磁閥完成(大多采用SMC產品)充分利用了電磁閥動作靈敏、速度快、壽命長(可靠工作100萬次以上)的優(yōu)點又發(fā)揮了氣動執(zhí)行閥工作可靠、對粉塵不敏感(相對電磁閥)的優(yōu) 勢。這種以電控閥為先導閥以氣動閥作為執(zhí)行機構的聯(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 壓力檢測及稱重系統(tǒng)的應用（1) 該裝置采用Sailsors(美國)壓力變送器檢測泵內壓力精度高可在高粉塵工況條件下正常工作壓力信號可遠程傳輸。通過二次儀表可數(shù)字顯示正常輸送壓力值并可設定低壓倉空信號輸出控制器開啟壓力信號及超壓報警(開啟防堵裝置)延時后自動停機。（2) 設置TOLETO(美國)稱重系統(tǒng)。它的壓力稱重傳感器由固定、半浮動、浮動三組組合模塊構成檢測精度高靜態(tài)精度可達1通過二次儀表可數(shù)字顯示瞬時輸送量及累積輸送量并具有打印功能。通過以上配置： 根據工藝要求通過二次儀表的數(shù)字顯示可直觀顯示出設定的泵裝料量并可以準確稱重發(fā)出倉滿信號。 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變化、壓力瞬時變化及輸送時間的變化及時考查出系統(tǒng)的工作特性優(yōu)劣。 根據泵的工作特性曲線可方便及時調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。 對單泵及累積輸送量可數(shù)字顯示或進行打印記錄。2.5 多功能型與助推器的應用根據輸送工藝的不同輸送物料的性質差異如高存氣性、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

17、用（1) 溧陽水泥將原水泥輸送系統(tǒng)的機械輸送全部改為DB倉式泵管道輸送輸送距離200m輸送量50th實際輸送電耗為1kWht。經8年的運行和技術跟蹤運轉率95以上維修費用低不足原機械輸送的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倉式泵應用于溫州鐘山水泥股份公司輸送水泥總輸送量達300360th。（4) 2005年 在天瑞集團周口水泥有限公司成功實現(xiàn)輸送電粉煤灰至水泥輸送距離1 268m(當量長度1504m)輸送量56.8th電耗4.3kWht(3.6kWh(t·km

18、)達到了低速、低磨損、低電耗的目的。4 使用DB倉式泵技術經濟指標分析4.1 天瑞集團周口水泥有限公司4.1.1 管道磨損檢測結果2006年8月26日用產AD-353B型超聲測厚儀對輸送管道(壁厚8mm)的磨損量進行了檢測檢測精度為±0.1mm檢測約40個點平均磨損量約0.6mm沿程磨損較為均勻。用戶原認為粉煤灰的磨損嚴重管道只能用一年。因系統(tǒng)設計合理、管道變徑準確、濃相低速輸送管道磨損大大低于常規(guī)值該管道預計可使用5年以上。4.1.2 DB倉式泵與M&am;Ouml;LLER氣力輸送的對比在長距離粉煤灰氣力輸送工藝線上國內引進了十多條德國M&am;Ouml;LLER

19、公司雙套管紊流濃相氣力輸送設備。在輸送工況相當?shù)臈l件下DB倉式泵系統(tǒng)比M&am;Ouml;LLER系統(tǒng)空壓機裝機功率小輸送風速低混合比高電耗低。性能指標對比數(shù)據見表1。表1 DB倉式泵與M&am;Ouml;LLER氣力輸送的性能對比設備M&am;Ouml;LLER濃相雙套管紊流DB倉式泵濃相流態(tài)化應用國內某電周口水泥有限公司輸送距離m9341504(當量)1268(實際)輸送量(th)6556.8風量(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)投資與經濟效益分析采用DB倉式泵系統(tǒng)總投資不足進口設備13圓滿完成整個工程建設。與散裝車運輸方案相比每噸節(jié)