氣力輸灰系統(tǒng)培訓(xùn)-資料下載頁(yè)

　　

【正文】 三、具有代表性的成功應(yīng)用實(shí)例 　　 長(zhǎng)距離粉煤灰輸送 　　2005年在天瑞集團(tuán)周口水泥有限公司輸送電廠粉煤灰至水泥廠，輸送距離1268m，當(dāng)量長(zhǎng)度1504m。　　 建材行業(yè) 　　① 1995年起，溧陽(yáng)水泥廠將原水泥輸送系統(tǒng)的機(jī)械輸送全部改為DB倉(cāng)式泵管道輸送，輸送距離200m，輸送量50t/h，實(shí)際輸送電耗為1kWh/t。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1/3。 　　② 2000年及2003年DB倉(cāng)式泵用于海拔1450m的蒙西高新材料公司、海拔2450m的青海水泥廠及海拉爾蒙西水泥公司輸送水泥，輸送量均在100t/h以上。 　　③ 2001年組合式DB倉(cāng)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)300360t/h，為國(guó)內(nèi)之最。 　　 化工行業(yè) 　　中國(guó)硅粉工業(yè)園江西星火有機(jī)硅廠2002年經(jīng)多方考察，確定了選用DB倉(cāng)式泵，實(shí)現(xiàn)硅粉的管道化氣力輸送，且實(shí)現(xiàn)氮?dú)庀膰?guó)內(nèi)最低值（常規(guī)為40m3/t，DB倉(cāng)式泵為20m3/t）。近幾年國(guó)內(nèi)新建的硅粉氣力輸送生產(chǎn)線大多采用該裝置，如江蘇宏達(dá)新材料股份有限公司、江蘇兄弟化學(xué)有限公司、浙江合盛化工有限公司、山西三佳新材料化工有限公司等。 　　 電力行業(yè) 　　① 2000年邯鄲熱電廠為解決水處理硝石灰的長(zhǎng)距離管道輸送難題，最終選定DB倉(cāng)式泵，輸送距離400m，輸送量30t/h。7年多連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，計(jì)量及進(jìn)料密封件從未出過(guò)故障。 　　②　2003年海螺集團(tuán)泰州粉磨站采用組合式DB倉(cāng)式泵輸送粉煤灰，輸送距離600m，實(shí)現(xiàn)120t/h的輸送量。 　　 　　1996年國(guó)家重點(diǎn)工程江陰長(zhǎng)江大橋建設(shè)中采用DB倉(cāng)式泵輸送散裝水泥，對(duì)輸送量及運(yùn)轉(zhuǎn)率有嚴(yán)格要求，成功實(shí)現(xiàn)一條管道分別向預(yù)拌混凝土攪拌站的22個(gè)儲(chǔ)庫(kù)輸送水泥的需要，為長(zhǎng)江大橋建設(shè)作出貢獻(xiàn)。壓縮空氣供氣量20 m3/min，輸送量達(dá)80t/h。 　　DB倉(cāng)式氣力輸送泵及系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)于2004年獲部級(jí)優(yōu)秀工程設(shè)計(jì)一等獎(jiǎng)。 四、 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析 　　 天瑞集團(tuán)周口水泥有限公司輸送粉煤灰 　　 管道磨損檢測(cè)結(jié)果 　　2006年8月26日用日本產(chǎn)AD353B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177。，檢測(cè)約40個(gè)點(diǎn)，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。 　　 DB倉(cāng)式泵與Mamp。Ouml。LLER氣力輸送的性能指標(biāo)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)Mamp。Ouml。LLER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(cāng)式泵系統(tǒng)比Mamp。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，噸公里電耗低。對(duì)比數(shù)據(jù)見(jiàn)下表： 　　設(shè)備Mamp。Ouml。LLER濃相雙套管紊流DB倉(cāng)式泵濃相流態(tài)化 應(yīng)用廠家國(guó)內(nèi)某電廠周口水泥有限公司 輸送距離934m1504m(當(dāng)量)，1268m(實(shí)際) 輸送量65t/ 風(fēng)量85m3/min40m3/min 功率500kW250kW 管徑DN200/DN250/DN350DN219/DN245/DN273 /DN299 初速13m/ t kWh 　　 系統(tǒng)投資與經(jīng)濟(jì)效益分析 　　國(guó)外某公司駐滬辦事處承接該系統(tǒng)的最終報(bào)價(jià)1200萬(wàn)元人民幣，而采用DB倉(cāng)式泵系統(tǒng)總投資不足進(jìn)口設(shè)備的1/3，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)省運(yùn)輸費(fèi)用約10元，每年輸送20萬(wàn)噸，每年可節(jié)約200萬(wàn)元。 　　 溧陽(yáng)水泥廠全廠水泥采用DB倉(cāng)式泵氣力輸送，輸送距離200m左右，年輸送30萬(wàn)噸水泥，平均電耗1kWh/t左右，經(jīng)8年運(yùn)轉(zhuǎn)統(tǒng)計(jì)，每年維修費(fèi)只有幾千元。 　　 邯鄲熱電廠采用DB倉(cāng)式泵長(zhǎng)距離輸送硝石灰，經(jīng)7年運(yùn)轉(zhuǎn)統(tǒng)計(jì)，每年維修費(fèi)只有2000余元，進(jìn)料錐閥及密封件至今未維修。 　　 江西有機(jī)硅廠采用DB倉(cāng)式泵氣力輸送硅粉，原氮?dú)庀牧?0m3/t，現(xiàn)氮?dú)庀牧拷禐?0m3/t，每年可節(jié)約制氮費(fèi)用上百萬(wàn)元。 五、 結(jié)束語(yǔ)　　 DB倉(cāng)式泵的技術(shù)性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，完全可以替代昂貴的進(jìn)口設(shè)備，扭轉(zhuǎn)長(zhǎng)距離大輸送量氣力輸送設(shè)備依靠進(jìn)口的局面，可應(yīng)用于建材、電力、化工、鋼鐵、交通等行業(yè)的長(zhǎng)距離、大輸送量的粉粒狀物料氣力輸送。 　　 采用DB倉(cāng)式泵輸送粉煤灰、干排電石渣粉、礦渣粉等，對(duì)節(jié)能減排、綜合利用再生資源、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、節(jié)約土地、環(huán)境保護(hù)均可發(fā)揮重要作用。 　　 無(wú)粉塵，無(wú)噪聲，人性化操作，改善工作環(huán)境，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。 　　 具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的多功能型DB倉(cāng)式泵與常規(guī)懸浮式氣力輸送設(shè)備相比，風(fēng)速低，磨損小，電耗低，設(shè)備運(yùn)行可靠，維修量少，經(jīng)濟(jì)效益明顯本文闡述了以下幾種因素對(duì)氣力輸送系統(tǒng)能耗的影響。這些因素是：現(xiàn)場(chǎng)的輸送條件，被輸送物料的性能，輸送設(shè)備的設(shè)計(jì)，尤其是固體物料的卸料器。氣力輸送機(jī)對(duì)這些因素的敏感遠(yuǎn)比機(jī)械輸送機(jī)高。這正是我們將要闡述的，為什么可以通過(guò)系統(tǒng)的優(yōu)化來(lái)實(shí)現(xiàn)氣力輸送系統(tǒng)節(jié)能目的的原因。總的來(lái)說(shuō)，氣力輸送系統(tǒng)的能耗比相應(yīng)的機(jī)械系統(tǒng)大在水平輸送，比垂直輸送的差別大。但只有在條件相同的情況下這種比較才有意義。對(duì)此做了舉例說(shuō)明，只有對(duì)具體場(chǎng)合中的各種條件和因素做全成本分析后，才能決定哪些場(chǎng)合最適用的輸送系統(tǒng)。　言 松散物料可以有兩種輸送方法，機(jī)械輸送和流體機(jī)械輸送。下面討論的工廠中的流體輸送通常采用氣力輸送系統(tǒng)。對(duì)于輸送距離相對(duì)短（→至1,000m），如果生產(chǎn)過(guò)程條件本來(lái)就允許固體物料通過(guò)懸浮相，才能考慮采用液體輸送系統(tǒng)。與管道郵件類似，把散狀物料包在容器中用氣流推動(dòng)的方法被認(rèn)為是流體輸送，但在實(shí)際應(yīng)用中還沒(méi)被采用，至少在輸送大量固體物料時(shí)是這樣。下文中只討論氣力輸送和機(jī)械輸送。 要為某特定的場(chǎng)合選擇一個(gè)不但適用，而且成本適宜的輸送系統(tǒng)，必須考慮到所有的因素，即物料的性能、輸送距離、路徑，建筑條件，有關(guān)的安全性和環(huán)保要求，以及諸如要用惰性氣體輸送等特殊條件。替代的解決方案是在全面的成本分析基礎(chǔ)上進(jìn)行評(píng)估和選擇，一方面要考慮工廠在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中長(zhǎng)期的能源成本，另一方面也要考慮一次性的投資成本，這些都是重要的影響因素。總體來(lái)看，如果在機(jī)械輸送系統(tǒng)和氣力輸送系統(tǒng)都能用的同一場(chǎng)合，則前者的投資成本較高，而能耗較低。比較氣力輸送和機(jī)械輸送，前者的能耗受現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行條件和所送物料的性能的影響比后者嚴(yán)重的多。因此本文首先討論影響氣力輸送能耗的因素，然后對(duì)選定的氣力和機(jī)械系統(tǒng)能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。 圖1是一個(gè)正壓輸送系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)的能耗P由壓縮機(jī)功率PV，物料卸料器功率PSch和除塵系統(tǒng)功率PE組成的： P＝PV＋PSch＋PE （1） 與PV相比，PE通常比較小，而PSch則不同。有些類型的卸料器，如高速旋轉(zhuǎn)的螺旋卸料器的PSch值較大，而象壓力倉(cāng)這樣的卸料器其值幾乎為零。真正的輸送能量，是加在系統(tǒng)上的功率PV值，它已損失了相當(dāng)于壓縮機(jī)效率這一部分。可用下面的關(guān)系式表示： PV＝PV（△pv，V）∝SgLRβR （2） 總阻力系數(shù)βR涵蓋了輸送過(guò)程的全部物理意義，功率系數(shù)是由總傳動(dòng)功率P除以真正的輸送功率即有用功率（S*gLR）得到的： Ψ＝P/SgLRβR∝BR （3） 但在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，通常采用基準(zhǔn)長(zhǎng)度（LR＝100m）的功率消耗。以下我們就采用這種表示方法： Pspcz＝P/SLR[kWh/t100m] （4）圖1　正壓輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì)示意圖Sch252。ttgut 松散物料Famp。ouml。rderstrecke 輸送路徑Schleuse 喂料機(jī)Druckerzeuger 壓力發(fā)生器Abscheider 選粉機(jī)Famp。ouml。rdergas 輸送氣體 圖2所示的輸送狀態(tài)示意圖用來(lái)表示物料輸送過(guò)程的各種關(guān)系。這種圖只適用于所研究的特定松散物料及輸送路徑。在該系統(tǒng)中它表示了輸送管道的壓力降△PR、傳輸氣體的流速vF和固體物料流量S之間的相互關(guān)系。圖上每個(gè)運(yùn)行狀態(tài)點(diǎn)對(duì)應(yīng)于一個(gè)輸送系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)（S，△PR，vF）。沿固體物料流量S為常數(shù)的曲線，在不同的輸送氣體流速vF下有不同的流體流動(dòng)狀態(tài)與輸送狀態(tài)，可由此得出不同的相關(guān)壓力降△PR，和不同要求功P或PV，也就是說(shuō)根據(jù)所選定運(yùn)行條件的不同在給定的輸送距離上可以用完全不同的能耗輸送同等數(shù)量的固體物料。圖2　輸送狀態(tài)示意圖pressuredrop 壓力降 pipe filled 充滿物料管道Solid，conveying 固體，輸送管 Lean phase 斜相pipe empty 空管道 Strand conveyance 多股輸送Conglobations 球狀 plugs 塞狀dunes 堆狀superficial gas velocity 表面氣體流速圖3　石灰石粉料輸送系統(tǒng)的曲線Gasanfangsgeschwindigkeit 氣體初始速度Feststoff－Durchsatz 固體流量Kalksteinmehl／Luft 石灰石粉料／空氣 Druckgefamp。auml。amp。szlig。 壓力倉(cāng) 這種可優(yōu)化的潛力被如圖3所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果所證實(shí)。該圖是石灰石粉料，dS，R＝50％≌23μm，輸送路徑為dRLR＝472m時(shí)的測(cè)定結(jié)果。這種類型與圖2的類型多少有點(diǎn)不同，但卻包涵了相同的信息。另外又多給出一條恒定的理論功耗Pth，spez曲線，它可用設(shè)定空壓機(jī)的效率ηV＝1，多變指數(shù)n＝，并由下式算出： Pth，spez＝PV/（SLR）＝1pGn[（PR/PG)（n－1/n）－ / μ ρF，GLR（ n－1） （5） 該曲線表明，在固體物料流量□mS相同的條件下，根據(jù)選定輸送氣體流速vF，A的不同，則需要輸入的能量的因子數(shù)有時(shí)可超過(guò)2以上。 由5式可知，沿壓力降△PR不變的曲線，當(dāng)載荷μ＝S／F達(dá)到最大值時(shí)，單位功耗最小。圖3表明，載荷的最大值發(fā)生在從坐標(biāo)原點(diǎn)到⑽pR＝常數(shù)的特征曲線的切線交點(diǎn)處。所以，在輸送管道壓差△PR不同的條件下，最小功耗是在沿最大載荷的連線上。向氣體流速過(guò)高或過(guò)低方向，功耗都會(huì)增加，即當(dāng)測(cè)量范圍足夠大時(shí)，曲線Pth，spez＝常數(shù)，形成一個(gè)閉合（效率）曲線。單位功耗也沿著最大載荷的連線變化，所以整個(gè)狀態(tài)圖中就存在一個(gè)絕對(duì)最小能耗操作點(diǎn)。圖3中，該操作點(diǎn)對(duì)應(yīng)于高輸送壓力值（→△PR＞）。在所討論的條件下：給定：（LR，dR，松散物料）Pspez＝最小尋找：（△PR，S）最優(yōu) （6） 然而，在新建輸送系統(tǒng)條件下，會(huì)出現(xiàn)這種情形： 給定：（LR，S，松散物料）P＝最小尋找：（△PR，dR）最優(yōu) （7） 圖4　粉煤灰系統(tǒng)輸送曲線Flugasche／Luft　　　　　　　粉煤灰／空氣 在此要找出與輸送系統(tǒng)管道壓力差△PR和管道直徑dR相匹配能耗最小。總體最優(yōu)化設(shè)計(jì)確實(shí)存在而且能夠?qū)崿F(xiàn)。如果輸送的物料相同，而產(chǎn)品的特征值（SLR）乘積不同，也會(huì)導(dǎo)致優(yōu)化方案（△PR*，dR*）的不同。也就是說(shuō)，對(duì)一種松散物料不能有固定的優(yōu)化輸送壓力△PR*。輸送壓力的優(yōu)化值隨著產(chǎn)品（SLR）乘積的增加而變大。 通過(guò)圖3和圖4的比較，可以看出傳送物料對(duì)單位能耗水平的影響。圖4是輸送DS，R＝50％≌20μm的粉煤灰的結(jié)果，其輸送條件與圖3中輸送石灰石粉料相同。盡管兩者顆粒尺寸差不多，但輸送粉煤灰所需要的能量比石灰石粉低得多。圖4中的最低能耗點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的輸送壓力也較低（→△PR＜）。總體來(lái)說(shuō)，隨著松散物料密度和／或粒度的增加，能耗可能急劇增加。 下面以水泥、粉煤灰和碎石灰石等松散物料為例，對(duì)輸送機(jī)進(jìn)行計(jì)算。表1中列出了一些特征值。表1 在研究中使用的松散物料松散物料 顆粒尺寸(μm) 散料密度 顆粒密度 水泥 12 1,100 3,200 粉煤灰 15 825 2,200 碎石灰石 450 1,320 2,750 本文全部采用BMH Claudius Peters公司的設(shè)計(jì)程序進(jìn)行計(jì)算。但試驗(yàn)不包括旁路系統(tǒng)。 試驗(yàn)中用干式，單、雙級(jí)螺旋式氣體壓縮機(jī)和旋轉(zhuǎn)活塞式鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)生壓力。過(guò)高的輸送氣體最終流速可通過(guò)輸送管道的階梯式結(jié)構(gòu)而減小。總功耗P用（1）式計(jì)算，其它邊界條件是：ts＝tU＝20℃，pG＝pU＝1bar（abs.），管道直徑見(jiàn)DIN 2448。圖5　雙壓倉(cāng)喂料器設(shè)計(jì)示意圖Sch252。ttgut 松散物料　 Entstaubung 除塵器Famp。ouml。rdergas 輸送氣體 Famp。ouml。rderstrecke 輸送路徑圖6　水泥最優(yōu)化