《气力输送给料机的选择和运转》由会员分享，可在线阅读，更多相关《气力输送给料机的选择和运转（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、63 气力输送给料机的选择和运转 PWWypych 摘要 两种最常见的气力输送给料机是充气罐和旋转阀尽管它们得到广泛使用并具有普遍 性这类给料机能产生相对独特的问题 本文深入到充气罐和旋转阀一些重要特性还就可靠性给/排料量和耗气等提出能 够或应该如何做以扩大它们的性能重点放在设计特点运转方法如充气/加压排气 等和三种输送形式流态化密相低速栓流单栓密相输送上1 1充气罐 装入充气罐的物料经常并不流畅排出或甚至根本排不出这就导致出现许多问题如 输送能力下降或不稳定物料不能完全排空粉料交叉污染产品破损和卫生差根本问 题是由于充气罐的“静止”本性和没有运动机件它本质上是个简单器具许多设计和操作 人员常
2、常并不懂得能影响充气罐性能也就是给料和运转效率的一些因素 11充气罐设计 充气罐也称为压力容器或充气锅由于它的“静止”本性本质上是简单的给料器具 主要按其受高压能力来选择如高达 4000kpa但一般600kpa有时也因它在高温及/ 或磨削性应用中没有运动机件操作压力可以100kpa甚至50kpa 多年来由于各种原因已开发了许多不同型式的充气罐工业中较常见的设计以及它 们的主要特性和功能描述汇总如下 ? 底排料物料由罐底排出单一或批量充气罐给料机不必定需要排料阀见图 1 所示这种给料机能处理各种各样细的粘的和粗的物料还应济意到许多气力 式铁路或道路槽车事实上是多出口底排料充气罐见图 2 ? 顶排
3、料物料由罐顶排出见图 3为保证全部排空物料这种充气罐一般限用 于细的且流动性好的粉料始聚合物粉煤粉飞灰和矾土等 ? 侧排料物料由罐侧面排出这种充气罐给料机能在移动式卸船机和有些气力式 道路槽车上看到一般也限用于细的和流动性好的粉料 Peter Wypych教授澳大利 Wollongong 大学工程学院教授博士 生导师澳大利亚工程师协会高级会员1981 年起从事气力输送及粉 尘控制技术的研究及应用到目前为止在该领域已发表了 230 多篇文 章编写了 280 多篇工业项目咨询报告为 400 多项工程项目提供了 设计咨询研究审计问题解决等服务 64 ? 单栓底排料每一循坏以 10 到 15m 长度的
4、移动料栓形式输送限定的一批物料 这种型式装置可用于运送粗的/磨削性的物料如碾碎的煤砂谷物金刚石 矿料石油焦食品和骨炭等通过相对短的距离一般达 100m这种给料机 正常以分批形式操作并无需排料阀见图 4 ? 水平充气罐应用于净空低的场所内装多孔板促使物料流向出口这种装置一 般限用于细的和流动性好的粉料见图 5 ? 螺旋给料充气罐见图 6集中充气罐和螺旋给料机的优点用于要求精确控制 料流的特殊需要如喷粉技术 ? 微形罐见图 7是小型和低成本装置如由管段和现有法兰构成供并非很 重要和低磨损的应用一般无需排料阀但当同一管道上连接几个微形罐时则需 要这种型式给料机可以有底部顶部和侧面出料布置 图 1 底
5、排料充气罐无排料阀 图 2 气力式道路槽车 图 3 顶排料充气罐带排料阀 图 4 单栓底排料充罐无排料阀 图 5 水平充气罐 图 6 螺旋给料充气罐 65 12充气罐布置 充气罐可以有多种不同形式布置这取决于物料和应用的需要例如 ? 单充气罐批量运转形式由于每次循环中有额外操作如充气罐装料初始加压 循环终了的清扫/排气和阀门驱动等平均充气罐排料量可能需要比要求的每批 总输送量大 50%至 100% ? 并联平行充气罐2对管道几乎连续给料这种给料装置可以是底部或顶部 排料图 8几乎广泛用于长距离及/或大容量输送运转时必须保持管道“充满” 物料 ? 串联背包充气罐2对管道真正连续给料顶罐闭锁料斗让
6、物料在重力 下和压力平衡落入主罐内当用于净空不够高场合时闭锁料斗也可安放在 主罐旁边见图 9 13充气罐的优缺点 由于充气罐无运动机件和多用性故能以多种不同流动模式1如稀相悬浮流 流态化密相细粉低速栓流颗粒料低速栓流粘性粉料单栓输送粗的/磨削 性物料旁通输送快速去气粉料和挤压流动湿的/粘的物料等供给各种类型物料 其他典型优点汇总如下 ? 给/排料时无漏气旋转阀给料机会产生 ? 运转费用很低将物料喂入管道内 与螺旋泵和旋转阀给料机相比 ? 适合高温高达 900?高压高达 5000kpa及/或磨蚀性应用 由于无运动 机件 ? 相对低的维护要求 ? 对某些物料和应用无需排料阀 ? 能应付宽范围的过程
7、波动如能力压力也就是工厂可能的将来增产 ? 对磨蚀性极强的物料如金钢石矿料可以安装能调换的耐磨内衬 图 7 微形罐带排料阀 图 8 并联顶排料充气罐 66 图 9 特殊连续充气罐给料装置 当然也必须注意到一些重要的缺点 ? 投资成本一般相对要高 ? 需要更多的净空 比方说与旋转阀给料机相比 ? 充气罐的排气通常导致空气或气体流失入大气中 许多在充气罐装置上碰到问题的人员可能很快提出其他缺点但是这类问题通常是 由于设计不正确及/或操作程序造成以下综述对充气罐给料装置造成的许多常见错误 14问题与解决方法 141部件的选择 操作人员共有的抱怨同某一阀门或密封件频繁或过早失效有关遗憾的是由于这类问
8、题往往使整个充气罐及/或输送系统受到全面非难问题的根本原因经常是个别部件的选 择安装或操作不对部件的性能或技术规格要与物料特性和应用要求匹配是最为重要 现今已有许多不同型式的阀门和部件可资利用而且经常能做到匹配良好使运转可靠举 例来说快动作全通径阀门如金属对金属旋转双盘阀图 10可供磨蚀性及/或高压力/ 温度的应用这类阀门不采用橡胶密封件O 形圈或阀座因而无需附加冷却保护 图 10 高温金属对金属旋转双盘阀450 142充气罐型式和布置 如前所述充气罐的型式和布置必须同给定的物料和应用相匹配举例来讲在顶排 料充气罐中粘性粉料或粗粒料能导致罐内部形成“死角区”因而不能完全排空余料 67 143进
9、气方式 已对四种常见的流动模式稀相流态化密相单栓输送和低速栓流等研究过不同 进气方式的影响发现在每种情况下进气方式对装置可靠和高效运转是极其紧要的例 如对各种粉料如细的和粗的飞灰煤粉水泥进行稀相和流态化密相输送将图 11 中充气罐 1BT1所示传统的“单点”充气方式直接同充气罐 2BT2所示最新的流 态化排料锥体FDC作比较由这项研究得到的关键结果汇总如下 a) 较细的较粘的粉料如中位粒径 d5015m用 BT1 出现各种问题如鼠洞 未完全排空排料量降低 b) 较粗的粉料如15md5040m成功地从 BT1 排出然而当留在充气罐 内部物料量达到最初量的约 40%时罐内排料量开始由其稳定状态下的
10、值一直减 少需要相当长的增加时间来排出最后约 20%的料这就指明是受到了罐内漏斗 流的影响 c) 所有粉料都能匀称而始终稳定的从 BT2 中排出 整个循环中稳定状态排料量不变 d) 在最初加压循环时发觉不论项部进气多少均能压紧充气罐的粉料这势必会加 重上述的鼠洞和流动问题 表 1 给出以上b和c的示例表中 s m 稳定状态输送量 f m 输送空气 质量流量*m 料气负荷比= 1 sf m m t P 稳定状态下总的管道压降 s m 平 均充气罐排料量=排料质量除以排料时间结果显示即使两种充气罐有相同的 6.7th- 1初始 稳定状态输送量BT2 的每批排料量也即输送效率提高 20%而且 BT2
11、 将同样的料量送 到目的地要少耗气 20%这种相差对长时间连续运转的工厂就特别重要因为一年下来的 节省很可观 表 1 飞灰输送参数一览D=69mm 和 L=300m 充气罐 1 () s m th 1 () f mkgs *( )m() t P kpa 排料时间S 1 () s m th BT16.70.257.42423605.3 BT26.70.257.42402886.4 进气方式对图 12 所示单栓输送的重要性示例可参见表 2表中 bt M 装入充气罐内 的物料质量T 顶部进气R 环形进气S 补充进气 f M 总用气质量 s M 输送物料质量 bt P 充气罐压力 c t 输送时间以及
12、图 13 和 14 68 图 11 不同进气式充气罐比较 图 12 单栓充气罐 表 2 碾碎的巴斯石单栓输送参数一览0.113 3 m 充气罐D=105mm 和 L=161m 试验 编号 bt M ()kg 进气方式 (/)T R S f M最大 (/ )kg s f M ()kg s M ()kg bt P最大 ()kpag c t ( ) s s m 1 ()th 10100T0.308.6955103111.2 11100T0.318.11045502913.0 12100T0.318.6994803011.9 13100T0.318.71046003211.9 14100T+R+S0.
13、3111.89466408.7 15100T+R+S0.3111.79371408.3 16106T+R+S0.3112.510175428.7 69 图 13 碾碎巴斯石输送参数图 14 碾碎巴斯石输送参数 试验编号 108-12 试验编号 108-16 这些试验及其结果显示 (a) 单纯顶部进气产生强烈料栓很高的背压如kpaPbt600500=且管道严 重振动 (b) 将顶部进气环形进气和补充进气三者组合即使总的 f m相同见图 12能 阻止形成强烈的料栓和导致压力大为降低如100 bt Pkpa促使物料刚过给料点后就过早 沉积 经常采用文丘里夹带器产生稍微的负压使物料从阀内被吸出并吹进输
14、送管内见图 20然而为此采用的文丘里型式在设计/操作上一般效率低并对输送管道压力十分敏 感即文丘里“出口”压力越高可能的吸进量越少而且文丘里渐缩段产生的较高“起 动”速度有可能使轻的/蓬松的物料跨过相对高惰性气流时实际上搭桥见图 20 所示 亦 即物料“坐落”在气流顶部只有少量物料断开落下并被送走导致输送量很低和物料在 阀内堆起成层一种可能的解决办法是装上一根短的旁通管将文丘里夹带器的渐缩段与 直落箱的背部连接起来这就有助于破坏直落箱内的搭桥还减慢文丘里的喉部速度 充填系数 73 图 19 直落旋转阀和直落箱 图 20 直落旋转阀和文丘里夹带器 22漏气 旋转阀给料的正压气力输送系统可以碰到许
15、多问题如给料量能力不足装置漏失空 气不稳定流动状态输送管堵塞和旋转阀内部过度磨损在很多情况下这类问题的根 本原因是通过旋转阀的漏气 旋转阀的漏气量取决于多种因素如系统压力转子间隙处理的物料阀上面的物 料压头以及是否采取了排气不考虑漏气或者在气力输送系统设计阶段估算漏气不精确 能导致错误确定气源机械即风机鼓风机或压缩机的大小尺寸过大的气源机械能 产生较快的输送速度降低物料输送量增大设备磨损及/或磨蚀增多物料破碎及/或不 必要的过多花费尺寸过小的气源机械能使输送速度不够造成操作压力提高流动不稳 定系统停机及/或管道堵塞4 漏气的其他后果有使阀上面的加料槽/料斗受到加压而引起扬尘旋转阀上部的物料 流
16、化因而堆积密度减小阻碍物料向下流入阀内后者造成阀的给料量能力降低对于经 一段时间后因磨损造成内部间隙扩大而漏气的旋转阀这种状况就加重当发觉漏气成问 题时如给料量不足建议采取有效的排气方法如 Wollongong 大学开发的新型离心 式排气斗见图 21 所示 图 21 离心式排气斗布置 进料口封闭供纯空气试验 74 这种型式的排气斗在解决与漏气有关的问题上非常成功即使是很细的粉料 ? 缺 乏 有 效 的 排 气 则 聚 合 物 粉 料 3 1 522 b kgm = 3 1488 s kgm = 50 115dm=所能达到的最大给料量在 5 和 7 1 th之间 操作压力 10 到100kpa 而采用新型离心排气斗最大给料量在 12 和 13 1 th之间 ? 发现排气斗大大提高了珍珠岩 3 1 5560 b kgm =通过旋转阀的质量流
