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各种气力输送方式的差异和局限性以及设备选型

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气力输送广泛应用于石化、电力、化工、医药、冶金、建材等行业的粉状和粒状物料的输送。由于输送系统布局灵活,占地面积小,可避开既有设备和建筑物,特别适合厂区改扩建工程。目前,气力输送系统主要应用于石化、化工等行业。通过分析常用气力输送系统的性能特点和选型要求,要了解各种气力输送方式的差异和局限性,了解系统选型、供料机选型和输送机选型对系统性能的影响,空气压缩机风机选型及经济性分析、系统选型及设计要点。

 

一、气力输送正、负压系统

1)正压气力输送系统是工业上最常用的系统。它适用于大多数供料机,如仓泵、旋转供料机、文丘里管和螺杆泵。通过在气力输送系统管道中安装双向阀,可实现多点卸料和进料。但是,过多的多点输送将导致大量空气泄漏。特别是旋转叶片供料机的泄漏量可达到总供气量的20%负压气力输送系统适用于将物料从多个进料点输送到一个出料点。其优点是通过料机的漏风量和压降都很小,因此旋转叶片供料机可以获得满意的使用效果

 

2)正负压混合气力输送系统

混合气力输送系统结合了正负压系统的优点。在该系统中,负压部分从多个进料筒仓吸入物料,正压部分将物料输送到多个卸料筒仓。空气源由通风机或鼓风机提供。

 

两级混合气力输送系统比普通混合系统更能输送物料。虽然普通混合系统是许多车间短距离物料输送的理想选择,但由于系统压力低,物料输送能力和输送距离受到限制。两级混合系统采用中间仓将负压和正压系统分开,并将负压和正压系统所需的气源分为两个独立的供气装置,分别选择最佳的真空泵和空压机。由于有两个独立的系统,整个系统需要两个原料气分离器

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二、供料器的选择


1)供料器选择是气力输送系统设计中最重要的因素。各种馈线具有最适合系统压力的应用范围。其中,仓泵一般用于高压间歇运行;旋转叶片供料机和双翻板阀供料机可用于正压和负压输送,但通常限于中低压差范围;螺杆泵可以在高压下正常工作,但在实际应用中仍局限于中低压;负压吸嘴仅用于负压系统和混合系统。简而言之,应根据其额定乘客压力值、空气泄漏、压降和流量控制以及特定材料的适用性来选择供料机。由于各种管道压降和管道内径适用于特定装置,因此应考虑选择额定压力较高的供料机,以供应直径较小的管道。对于给定的管道内径,具有最大额定压力的供料机将产生最大输送能力

2)压降,通过供料机的压降应尽可能小,以降低系统能耗。普通螺杆泵、M型富勒螺杆泵和筒仓泵的压降分别约为50kPa21kpa20KPa;文丘里供料机的压降约等于输送管道的压降;旋转叶片供料机和双翻板阀供料机的压降可以忽略不计。

3)流量控制。当进料量必须保持恒定时,应首选能够定量进料并满足气锁要求的螺杆泵、气锁旋转叶片进料机和双瓣阀进料机。文丘里管喂料器不能提供气锁,需要一个计量装置来保持稳定的喂料速率。卸料时,筒仓泵需要调整原料气混合物的流化速率,以实现流量控制。

 

2)供料器的选择

供料器有多种类型,如旋片式供料器、螺杆泵、筒仓泵等,性能各异。根据不同的输送物料选择合适的供料机。使用时,应考虑供料机的工作压力范围以及输送能力和距离的限制


三、空压机(风机)的选择

空压机(风机)的选择主要取决于已知的空气需求量和系统管道的工作压力,加上空气损失和任何要求的附加裕度和安全系数。可以从几种类型的空气压缩机(风扇)中进行最佳选择,以满足需要。大多数气力输送系统使用容积式空气压缩机(风扇),因为当压力变化时,该设备的体积流量几乎恒定。通过性能分析和仿真,系统地提出了气力输送优化设计的几个关键点,为石化行业客户制定方案,各种常用气力输送系统的特点和适用范围。

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1)供气压力

空压机(风机)排气压力等于输送管线压降和供料器压降、除尘器和阀门的总和,然后乘以安全系数(约1.1)。如空压机(风机)与供料机之间的管道较长(如大于50m),需要增加输送压力损失;

2)在送风管道中,必须考虑节流喷嘴等空调装置的压力损失。

3)压力应用范围

正压系统中各种空气压缩机(风机)的压力应用范围适用于低压系统 ( 约10KPA)、轴流风机或离心风机。具体选择取决于系统负载和所需的工作压力特性。风机通常用于稀相输送。作为文丘里管和旋转叶片供料机的气源,系统中可以使用薄壁管。当输送压力升高时,体积流量仅略有减小,以保证物料在一定压力下的悬浮流动状态。

 

当排气压力大于100KPA时,往复式和螺杆式空气压缩机均能满足气力输送系统所需的最大压力。选择工作压力高达400kPa (表压)的单级旋转滑片空气压缩机真空泵设备。对于负压系统,如果真空度不太大。推荐使用离心风机和罗茨风机;对于较高的真空度,可使用水环或液环真空泵。

 

四、经济分析

 

当几种气力输送模式适合一种情况时,我们建议选择最经济的一种。以仓式泵的实测数据为例,确定了通过选择最佳罐径和最佳工作压力。总体上可以大大降低能耗和运行成本,高压密相输送空压机、供料机价格相对昂贵;低压稀相输送系统中管道和除尘器的成本较高。当输送距离小于50m时,采用稀相系统投资成本低;50米以上,浓相系统投资成本低。对于磨料的运输,可以通过更换昂贵的耐磨合金零件来降低投资成本如可以定期更换的弯头。

 

以上是我公司根据客户实际应用现场所做的分析和总结。仅供参考。在实际应用中,还需要综合考虑我们自己的材料、厂房结构、实际预算等因素。


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