文档介绍：气力输送概论
气力输送概论
Peter Wypych
散料的气力输送可以被定义为粉料(如:水泥,飞灰)、粒料(如:碎煤、谷粒)或散装商品(如:罐头,活鸡,纸筒)通过一条密闭的流动通道(如:管道,多孔板),使用负压或正压空气作为输送介质的一种输送方式。其他气体,如氮气或氢气,也可以作为承载流体来满足特殊工艺的要求。
本文的主要目的是作一气力输送的总述。包括:优点与缺点;典型零部件和布置;气力输送的不同模式;气力输送特性概念;一些特殊输送方式的简短介绍。注:本概论是根据笔者自身经验和试验结果,由Marcus等人[2]整理而成。
1、为什么使用气力输送技术?
使用管道输送物料的概念并不新颖。古罗马人运用铅管进行水的供应和污水处理,中国人使用竹子来输送天然气。最早的气力输送系统之一始建于19世纪末的英国,其利用真空原理在铁路隧道内移动装密封膜的车厢。此后紧接着的是一套气力卸料系统,包括4台100t·h-1的真空输送泵,设计并建造用以将谷物从船上卸下。这引起了空气和物料分离的问题,从而导致旋风分离器和除尘器的发展。随着鼓风机、罗茨风机和旋转给料器的发展,气力输送在19世纪20年代的早期开始有良好的进展。
在20世纪的后半段气力输送技术得到了巨大的发展。英国流体力学研究协会[1]开展的一项调查表明,在1971年和1977年间英国的气力输送成长为庞大的市场。仅1978年这一年气力输送系统设备的销售就增加了50%。这种情况表明为了改善健康和安全的规程,人们宁愿选择气力输送,而非机械或者水力运输,尽管这种处理方式以往被认为是不太经济的。比如爆炸性的、有毒的和其它危险物料的输送。改进的气力输送系统设计理念和新技术的发展扩大了运用气力输送技术输送物料的范围。
气力输送具有以下优点[2]:
(a) 大部分物料的输送环境都较清洁。
(b) 系统简单,仅需要压缩空气源,喂料装置,输送管道和使输送气体和物料分离的
受料器。
(c) 通过增加弯头能够灵活的改变流动方向。
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(d) 在工厂内能将物料分散输送至许多不同的区域,也可以从几个不同的地方集中到
一起。
(e) 较低的维护和人工费用。
(f) 多种使用——单一管道可用作不同的物料输送。
(g) 很好的安全性,密闭的流动通道(如:管道)用来输送贵重的物料(如:钻石矿
石,货币)。
(h) 容易实现气力输送系统的自动控制,能够连续监测物料输送量来检查工厂的输入
量和输出量。
气力输送同样也存在一些缺点,列于下面[2]:
(a) 相对较高的动力消耗,设备的磨损,尽管一些新技术(如:低速输送,扩径管道)
正变得越来越有竞争力和吸引力。
(b) 有限的输送距离,细粉的气力输送借助于扩管设计能够达到5000米的输送上限,
如煤粉,飞灰和水泥。尽管如此,大多数系统所需输送距离仅为几米到500米。图1所示的是气力输送和机械输送之间的比较。大多数现有系统的输送量是以物料的粒径实际上限80mm在1到1000t/h的范围内获得。当设计物料输送系统时,应该考虑气力输送技术,和相对于其他输送系统做出评价。
2、能够输送什么?
大多数粉粒料能采用气力输送。表1是已经被成功气力输送的物料的名单。最大70mm的石头,活鸡和加工制成的零部件也能采用气力输送技术。通常,所输送物料拥有更大的尺寸和更高的密度,就需要采用更高的气体速度和更多的动力要求。一般建议
[2]输送管道的内径至少3倍于(最好10倍)最大的粒子尺寸以避免管道拥堵。
自由流动、无磨损和无纤维物料是气力输送理想的选择对象。低速气力输送技术的发展已经容许有粘性的、磨损性的和易碎的物料进行输送(也就是无破碎)。
3、气力输送系统
一套气力输送系统由四个明显的区域组成(见图2),每个部分均需仔细匹配的特殊设备用以获得成功的输送系统。这些区域包括:
(a) 供应输送气体的原动力机械;
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(b) 将物料喂入管道并与输送气体混和的装置; (c) 输送区域; (d) 气固分离区域;
表一:典型气力输送物料列表
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种类广泛的压缩机、通风机和鼓风机可用于输送用气体的供应。原动力机械通常是气力输送系统的投资和运行费用中最昂贵的单件设备。有关气力输送系统的设计需要确认所需气体流量和压力,是正压还是负压,保证输送的可靠和有效。为了确保有效的设计,有必要了解管道内流动的压缩空气基本原理,连同一些特殊设备要求,比如气体干燥机,冷却机,滤油器等等。
气力输送时物料和输送气体的状态较为关键。输送系统问题的产生主要是由于喂料装置特性和原动力机械与(或)管道输送特性之间的不匹配引起的,这将在后面的章节提到。将物料喂入管道的主要问题在于喂料装置通常