大型低耗气力输送设备的研究与应用八

1、大型低耗气力输送设备的研究与应用八 大型低耗气力输送设备的研究与应用| 站 | 最新活动 | 要闻动态 | 资源中心 | 装备中心 | 技术中心 | 行业报告 | 期刊在线 | 企业黄页 | 咨询服务 | 建材书店 | 留 言 板 | 关于我们 | 最新公告： 没有公告2010年5月14日 星期五 您现在的位置： 全国水泥情报信息水泥装备与技术在线 >> 技术中心 >> 推荐技术 >> 文章正文专题栏目试验研究收尘与环保生产设备技术改造分析测试废物处置与利用电气控制立窑技术余热发电最新推荐利用工业废渣生产抗硫酸

2、组图几种水泥窑纯低温组图闪蒸余热发电技术开发干法水泥生产线纯低组图水泥窑纯低温余热水泥窑纯低温余热电站不煤磨技术资料目录破碎机技术资料目录球磨机技术资料目录水泥包装机技术资料目录相关文章UIB50.4立磨在5000td熟遥控拆砖机在水泥回转窑水泥窑和焚烧炉联合处理双压纯低温余热发电技术DAGONG-TEX覆膜滤料在水当代耐磨防护技术在水泥水泥行业的电气节能技术MS型立式煤磨系统在水泥WC系列石灰石破碎机的应MF生料均化库的充气方式组图大型低耗气力输送设备的研究与应用 大型低耗气力输送设备的研究与应用作者：唐来永1 文章本站原创 更新时间：2009-11-18 10:21:38 我院承担了科技部

3、2002专项资金技术开发研究项目“大型低耗气力输送设备研究开发”其成果项目DB仓式泵。经实际应用表明系统操作简便节能降耗显著。本文分析对比不同类型的气力输送设备并重点介绍DB仓式泵的研究与应用。1 不同类型气力输送装置的分析比较气力输送装置主要有两种类型：负压抽吸式和压送式国内外粉粒状物料的气力输送大多采用压送式其发送器结构主要分两大类即螺旋泵和仓式气力输送泵。 1.1 螺旋泵80年代引进了M型F-K螺旋泵的设计及制造技术。主要优点是：螺旋轴采用双支撑出料口根据工艺要求可直接出料或左右侧出料密封采用油封及气封工作更为可靠。该泵用于连续输送物料并可在0-100额定输送量下变量输送输送过程无脉动输

4、送量可达数百吨在相同输送量的前提下设备体积最小。因此特别适用于干法水泥生产线的煤粉输送也适用于大型散装水泥船用的水泥输送。螺旋泵属悬浮式稀相输送输送风速高因此其螺旋叶片及内衬磨损大需经常更换；电耗约高于仓式气力输送泵30以上在要求长距离大输送量的工艺系统中不宜采用。1.2 仓式气力输送泵1.2.1 高压悬浮式仓式气力输送泵它结构简单几乎没有运动件所以故障少几乎无噪音。以仓式泵为发送器的高压悬浮式气力输送装置曾得到广泛应用由于其输送风速高(末速2530ms)因此管道磨损严重混合比低气耗大电耗高。70年代后国内外科技工作者转向低速、高浓度的气力输送技术研究最大限度地降低管道磨损、提高混合比、降低气

5、耗提高技术经济指标。1.2.2 脉冲栓流气力输送泵工作原理是：将物料装入栓流泵内在压缩空气的作用下物料经泵体排料口进入输送管道形成连续的较为密实的料柱。气刀在脉冲装置的控制下间歇动作将料柱切割成料栓在管道中形成间隔排列的料栓和气栓料栓在其前后气栓的静压差作用下移动这种过程循环进行形成栓流气力输送。常见的气力输送是凭借输送气体的动压进行携带输送而栓流输送利用的是气栓的静压差进行推移输送并且物料的流动是栓状流因此栓流的输送速度可大大降低耗气量也随之降低许多系统及设备简单。由于速度低故所引起的摩擦和冲刷磨损大大降低。栓流泵系统具有低能耗、低磨损、高灰气比和高输送效率的特点。但是脉冲栓流的输送机理决定

6、了对物料有严格要求输送距离受限(300m)输送量小(30th显然不能满足当前市场急需的长距离大输送量的气力输送需求。1.2.3 双套管紊流浓相气力输送此技术为德国M&am;Ouml;LLER公司专利我国在电粉煤灰的长距离大输送量气力输送系统中引进多台(套)。 输送原理：以仓式泵为发送器与常规仓式气力输送主要不同点是该系统采用特殊结构的输送管道即在输料管内增设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离开有扇形缺口正常输送时大管走料小管主要走气。压缩空气通过小管缺口流出产生紊流效应不断扰动物料进行低速输送工作原理示意见图1。图1 双套管紊流浓相气力输送系统工作原理当输料管道内出

7、现被输送物料局部聚积时流通截面减少此时输料管道内压力高于输气管内压力存在一个压力差因此需对输气管内加压。当输气管内压力高于开口处的输料管道内压力时则输气管内压缩空气输入输料管道内对聚积物料进行分割吹散后输送。当输料管道内压力与输气管内压力平衡时两者之间气流不交流故输料管道能保持平稳输送。据资料介绍其优点为： 系统适应性强可靠性高。 低流速、低磨损初速为26ms末速约15ms平均流速10ms左右。 电耗低：常规输送电耗710kWh(t· km)而该系统为46kWh(t·km)。 输送距离远：达1000m以上。1.2.4 助推式高浓度气力输送美国空气动力公司研制的助推式高浓度气

8、力输送系统以仓式泵为发送器在输料管道上按一定间隔距离安装若干只助推器输送用气并不全部加入仓泵加入仓泵的空气只是起到将物料推进料管的作用另外的空气通过助推器直接加入管道被输送的物料在管道中呈集团流或栓流运动速度低、混合比高、耗气量小。1.2.5 DB仓式气力输送泵它是我院研发的多功能型浓相流态化气力输送设备其特点：（1）仓泵容积大(18m3)输送量大(单泵输送水泥120th)工作次数少因而故障率更低。(2) 管式低阻型内部流态化装置使流态化区域大且稳定输送混合比高。(3)管道的变径设计保证了输送气流速度低(初速5ms左右末速为1016ms)磨损小电耗低(输送距离1500m 条件下3.6kWh(t

9、·km)。(4)当输送距离1000m 时在输料管道上按一定间隔距离安装若干只助推器可减少泵体的充气量并避免管道发生堵塞。2 DB仓式泵的主要研究内容2.1 内配管及流态化装置的设计 DB仓式泵的内部结构设计是否合理对泵的输送性能影响很大。经多年探索及应用实践对高存气性和低透气性粉料(如水泥、生料和粉煤灰等)充分流态化的必要条件进行了总结。根据物料性质、泵容量大小和输送距离制定内部配管的直径及流态化充气管的面积。流态化管外部的透气材料为低阻、憎水性强、高强度和致密的合成纤维材料为保持良好的工作状态需要定期检查及更换。对高存气性物料只需少量气体即可取得良好效果流态化后的物料其摩擦角一般小

10、于与管壁的摩擦角。经多台泵运行实践的观察及计算管道平均气流速度可降至10ms左右与常规悬浮式气力输送相比由于输送气流速度(V)的降低而混合比（）提升总风量(Q)下降输送中摩擦阻力(F)下降则空压机功率（N）消耗下降。N K·Q·F (1)由于气流速度降低管道磨损()大幅度减小。V34 (2)2.2 变径输料管道的设计及应用在中长距离气力输送时随着输送距离的延长管道内气体膨胀。当输料管道初端、尾端管径相同时管道初端压力高气体密度大输送到尾端压力降低气体密度减小管道的输送风速则越来越大。管道内压力与速度的变化见图2。图2 管道内压力与速度的关系图3 气流速度与压力损失的关系由于

11、管道磨损量与风速的34次方成正比因此风速的增加势必带来管道磨损量的急剧增加。稳定输送段压力损失为最小时气流速度的确定是管径选择的基础数据图3表示气流速度与压力损失的关系。普遍规律为在稳定输送段有压力损失为最小时的气流速度Vmin 当选择的气流速度大于Vmin时压力损失随之增高管道磨损加重且电耗增加；反之若低于Vmin时则压力急剧增高物料沉积直至堵管。经多年实践的总结对高存气性和低透气性的粉料在流态化浓相输送中为减少管道磨损采用分段变径输送管变径后的风速降低幅度与管径几何比的平方成正比因此扩大管径是一种行之有效的管道降速方法。对不同粉料和不同的输送距离管道如何变径以及变径点的选择是关键问题。它涉

12、及到最低输送风速的选择对不同的输送方式最低风速又有不同要求。由 于气固两相流在管道内流动状态相当复杂至今没有一套完整的计算式设计直接使用。DB仓式泵根据输送距离的不同、物料性质的变化及输送量的不同所采用的Vmin较常规方式大约可降低3040。Vmin值乘以适当的修正系数即为实际选择最佳气流速度的基准可作为变径管道末速选择的依据。对长距离气力输送的输料管道一般可选择34次变径管径自进料端至出料端逐渐增大。变径点的选择(即变径的管道每段长度)是按经验公式得出的即按公式(3)确定每段管道的压力坡降值(即每100m的压力降)。iK··×10-3 (3) 式中：i压力坡降；

13、K管径系数；管道内气流平均速度ms；速度系数；质量混合比；混合比系数。当输送管道末速确定后该段管道的初速根据输送物料性质的不同可设定最低允许的初速。当输送管道末速确定后根据压缩机风量即可确定管道的直径D。输料管道的变径及分段的计算国内外各大公司方法不尽相同变径及分段是否恰当直接影响系统工作的安全性及经济性。保证管道输送的最佳风速、运行阻力小、不堵管、混合比高、管道磨损小、电耗低是最终考核指标。2.3 泵体进料机构设计具有安全连锁功能进料机构工作可靠性直接影响泵的运转率根据物料性质及工作温度(210)首选软密封结构。进料阀阀体与氟基橡胶构成密封它工作可靠密封性好安全、寿命长。阀体通过长、短摇臂及

14、单向气缸控制开关。当泵内送料结束且压力降为0时进料阀才能打开。泵因故障停机只要泵内有压力进料阀就不会打开安全连锁保证安全。经实践考验该结构特别适应泵的安全运转密封件正常使用寿命在2年以上(24h工作)。2.4 人性化操作设计2.4.1 气电联合控制该系统的执行阀全部由气动阀完成如进料阀的执行机构由单向气动阀完成；流态化及加压阀的执行机构由气动截止阀完成。而执行机构的控制由电磁阀完成(大多采用SMC产品)充分利用了电磁阀动作灵敏、速度快、寿命长(可靠工作100万次以上)的优点又发挥了气动执行阀工作可靠、对粉尘不敏感(相对电磁阀)的优 势。这种以电控阀为先导阀以气动阀作为执行机构的联合控制系统为人

15、性化操作提了可靠的执行保障。2.4.2 压力检测及称重系统的应用（1) 该装置采用Sailsors(美国)压力变送器检测泵内压力精度高可在高粉尘工况条件下正常工作压力信号可远程传输。通过二次仪表可数字显示正常输送压力值并可设定低压仓空信号输出控制器开启压力信号及超压报警(开启防堵装置)延时后自动停机。（2) 设置TOLETO(美国)称重系统。它的压力称重传感器由固定、半浮动、浮动三组组合模块构成检测精度高静态精度可达1通过二次仪表可数字显示瞬时输送量及累积输送量并具有打印功能。通过以上配置： 根据工艺要求通过二次仪表的数字显示可直观显示出设定的泵装料量并可以准确称重发出仓满信号。 输送过程中通

16、过二次仪表的数字显示直观观察输送量的瞬时变化、压力瞬时变化及输送时间的变化及时考查出系统的工作特性优劣。 根据泵的工作特性曲线可方便及时调整各自配管的控制阀开度使泵能在最大程度的节能、降耗工况下工作。 对单泵及累积输送量可数字显示或进行打印记录。2.5 多功能型与助推器的应用根据输送工艺的不同输送物料的性质差异如高存气性、低透气性物料或低存气性、高透气性物料的不同该泵可以悬浮式、流态化浓相输送增加节能阀后可以栓状浓相输送。为保证气力输送的可靠性及最大限度节能输送管每隔一定间距增加助推器。在保证管道气流最低速度输送时一旦堵管通过助推器增加空气量使物料在管道中平稳输送。3 DB仓式泵在水泥行业的应

17、用（1) 溧阳水泥将原水泥输送系统的机械输送全部改为DB仓式泵管道输送输送距离200m输送量50th实际输送电耗为1kWht。经8年的运行和技术跟踪运转率95以上维修费用低不足原机械输送的13。（2) DB仓式泵用于海拔1450m 的蒙西高新材料公司、海拔2450m 的青海水泥及海拉尔蒙西水泥公司输送水泥输送量均在100th以上。（3）组合式DB仓式泵应用于温州钟山水泥股份公司输送水泥总输送量达300360th。（4) 2005年 在天瑞集团周口水泥有限公司成功实现输送电粉煤灰至水泥输送距离1 268m(当量长度1504m)输送量56.8th电耗4.3kWht(3.6kWh(t·km

18、)达到了低速、低磨损、低电耗的目的。4 使用DB仓式泵技术经济指标分析4.1 天瑞集团周口水泥有限公司4.1.1 管道磨损检测结果2006年8月26日用产AD-353B型超声测厚仪对输送管道(壁厚8mm)的磨损量进行了检测检测精度为±0.1mm检测约40个点平均磨损量约0.6mm沿程磨损较为均匀。用户原认为粉煤灰的磨损严重管道只能用一年。因系统设计合理、管道变径准确、浓相低速输送管道磨损大大低于常规值该管道预计可使用5年以上。4.1.2 DB仓式泵与M&am;Ouml;LLER气力输送的对比在长距离粉煤灰气力输送工艺线上国内引进了十多条德国M&am;Ouml;LLER

19、公司双套管紊流浓相气力输送设备。在输送工况相当的条件下DB仓式泵系统比M&am;Ouml;LLER系统空压机装机功率小输送风速低混合比高电耗低。性能指标对比数据见表1。表1 DB仓式泵与M&am;Ouml;LLER气力输送的性能对比设备M&am;Ouml;LLER浓相双套管紊流DB仓式泵浓相流态化应用国内某电周口水泥有限公司输送距离m9341504(当量)1268(实际)输送量(th)6556.8风量(m3min)8540功率kW500250管径mmDN200DN250DN350DN219DN245DN273N299工作压力Ma0.3250.280.3末速(ms)14.710.6初速(ms)136.8平均风速(ms)13.88.7混合比10.612.719.723.6电耗(kWht)7.694.3电耗 kWh(t·km)8.23.64.1.3 系统投资与经济效益分析采用DB仓式泵系统总投资不足进口设备13圆满完成整个工程建设。与散装车运输方案相比每吨节