对长距离气力输送的输料管道,一般可选择3~4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ΔP)。
i=K·υχ·μу×10-3 (3)
式中:
i——压力坡降;
K——管径系数;
υ——管道内气流平均速度,m/s;
χ——速度系数;
μ——质量混合比;
у——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,根据压缩机供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性化操作提供了可靠的执行保障。
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:
① 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。②
输送过程中,通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。③
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。④
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用
(1)
溧阳水泥厂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50t/h,实际输送电耗为1kWh/t。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1/3。
(2) DB仓式泵用于海拔1450m 的蒙西高新材料公司、海拔2450m
的青海水泥厂及海拉尔蒙西水泥公司输送水泥,输送量均在100t/h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300~360t/h。
(4) 2005年
在天瑞集团周口水泥有限公司成功实现输送电厂粉煤灰至水泥厂,输送距离1
268m(当量长度1504m),输送量56.8t/h,电耗4.3kWh/t(3.6kWh/(t·km)),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日用日本产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MÖLLER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MÖLLER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MÖLLER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MÖLLER气力输送的性能对比
设备MÖLLER浓相双套管紊流DB仓式泵浓相流态化
应用厂家国内某电厂周口水泥有限公司
输送距离/m9341504(当量),1268(实际)
输送量/(t/h)6556.8
风量/(m3/min)8540
功率/kW500250
管径/mmDN200/DN250/DN350DN219/DN245/DN273/N299
工作压力/MPa0.3250.28~0.3
末速/(m/s)14.710.6
初速/(m/s)136.8
平均风速/(m/s)13.88.7
混合比10.6~12.719.7~23.6
电耗/(kWh/t)7.694.3
电耗/[ kWh/(t·km)]8.23.6
4.1.3 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1/3圆满完成整个工程建设。
与散装车运输方案相比,每吨节省运输费约10元,每年输送20万t,可节约200万元。
4.2 溧阳水泥厂
全厂水泥采用DB仓式泵气力输送,输送离200m左右,年输送30万t水泥,平均电耗1kW左右,经统计,每年维修费只有几千元。
5 结束语
(1)DB仓式泵的技术性能先
进,可以替代进口设备,扭转长距离大输送量气力输送设备依靠进口的局面,可应用于建材、电力、化工、钢铁、交通等行业的距离、大输送量的粉粒状物料气力输送。
(2)采用DB仓式泵输送粉煤灰、干排电石渣粉;矿渣粉等,对节能减排、综合利用再生资源、发展循环经济、节约土地、环境保护均可发挥重要作用。
(3)无粉尘,无噪声,人性化操作,改善工作环境提高劳动生产率。
(4) DB仓式泵与常规悬浮式气力输送设备相比风速低,磨损小,电耗低,设备运行可靠,维修量少,经济效益明显。