寬流量雙管稀相氣力輸送系統(tǒng)在打葉復(fù)烤企業(yè)中的應(yīng)用

劉紹強(qiáng)

摘 要：通過(guò)采用寬流量雙管稀相氣力輸送系統(tǒng)能夠滿足煙草企業(yè)對(duì)大流量、寬調(diào)節(jié)范圍的煙草物料進(jìn)行氣力輸送的工藝要求，并且相對(duì)傳統(tǒng)的氣力輸送系統(tǒng)，造價(jià)低，占地面積小，能耗低，經(jīng)濟(jì)性好。

關(guān)鍵詞：寬流量雙管稀相；氣力輸送；大流量；寬調(diào)節(jié)范圍；經(jīng)濟(jì)性好

中圖分類(lèi)號(hào) TH48 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2016）08-128-03

1 氣力輸送系統(tǒng)及寬流量雙管稀相氣力輸送系統(tǒng)產(chǎn)生的背景

氣力輸送系統(tǒng)是煙草行業(yè)常見(jiàn)的物料輸送系統(tǒng)，其作用是采用氣力輸送方式對(duì)各種煙草物料進(jìn)行輸送，同時(shí)除去物料中夾帶的粉塵碎末。隨著煙草行業(yè)特色工藝的研究及發(fā)展，煙草企業(yè)經(jīng)常需要對(duì)不同的煙草物料進(jìn)行大流量的、且根據(jù)工藝需要能夠適應(yīng)不同流量輸送要求的氣力輸送系統(tǒng)。傳統(tǒng)的氣力輸送系統(tǒng)主要由吸料口、物料管路、落料器、除塵系統(tǒng)組成，一般針對(duì)單一流量的物料進(jìn)行輸送，通過(guò)合適的物料空氣比確定系統(tǒng)所需風(fēng)量，在滿足工藝流量的條件下，具有較好的系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性。而如果要滿足對(duì)大流量、寬調(diào)節(jié)范圍的煙草物料進(jìn)行氣力輸送，或者采用2套或多套獨(dú)立的氣力輸送系統(tǒng)予以實(shí)現(xiàn)，造價(jià)高、占地面積大，而且能耗也高；或者采用一套能夠滿足最大流量的氣力輸送系統(tǒng)進(jìn)行大系統(tǒng)變流量輸送予以實(shí)現(xiàn)，不僅整個(gè)系統(tǒng)的幾何尺寸較大，而且在輸送小流量時(shí)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性差，能耗高。因此，傳統(tǒng)的氣力輸送系統(tǒng)不利于煙草企業(yè)降本增效、節(jié)能減排的發(fā)展要求。

2 氣力輸送的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)及氣力輸送狀態(tài)的分類(lèi)

氣力輸送和其它設(shè)備相比具有一系列的優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)率高、設(shè)備的構(gòu)造簡(jiǎn)單、管理方便、自動(dòng)化程度高、節(jié)省勞動(dòng)力、易裝載、防潮、防污染。管道氣力輸送技術(shù)屬于氣固兩相流，已有100a以上的歷史。隨著我國(guó)煙草行業(yè)的發(fā)展，在卷煙生產(chǎn)過(guò)程中煙葉、煙梗、碎葉、煙絲、灰土等，越來(lái)越廣泛地采用了氣力輸送的方式。由于吸送式比壓送式氣力輸送裝置有在負(fù)壓環(huán)境下使用，利于保證環(huán)境衛(wèi)生，避免在正壓條件下灰塵外溢，所以煙草行業(yè)內(nèi)的物料風(fēng)送普遍采用吸送式氣力輸送系統(tǒng)。

氣力輸送是指利用氣體為載體，利用氣體前后壓差產(chǎn)生的壓降提供能量來(lái)連續(xù)地輸送管道中的物料的一種工藝。概括起來(lái)，氣力輸送有如下的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)：

2.1 輸送管道能靈活地布置，從而使工廠設(shè)備工藝配置合理 然而，與其他輸送形式相比，其缺點(diǎn)是動(dòng)力消耗稍大，由于輸送風(fēng)速較高，易產(chǎn)生管道磨損和被輸送物料的破碎。

2.2 氣力輸送狀態(tài)的分類(lèi) 根據(jù)氣力輸送狀態(tài)而言，在氣固兩相流動(dòng)時(shí)，物料的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)會(huì)隨著輸送風(fēng)速風(fēng)量的變化而變化的。當(dāng)物料風(fēng)速高時(shí)，物料處于懸浮狀態(tài)，呈均勻分布狀被氣流輸送；可以認(rèn)為在垂直管中物料呈均勻分布界限和水平管中物料飛翔輸送的界限，便是稀相和密相的界限。故經(jīng)濟(jì)速度線可視為稀相和密相的分界線。因此，概括起來(lái)，煙草行業(yè)內(nèi)的整個(gè)氣力輸送系統(tǒng)主要采用了稀相氣力輸送。稀相氣力輸送特點(diǎn)：氣流速度較高。氣力輸送是煙草行業(yè)內(nèi)的主要是生產(chǎn)原料（包括煙葉、煙梗、碎葉、煙絲、灰土等）輸送的一種重要方式。氣力輸送又稱(chēng)氣流輸送，利用氣流的能量，在密閉管道內(nèi)沿氣流方向輸送顆粒狀物料，是流態(tài)化技術(shù)的一種具體應(yīng)用。

3 寬流量雙管稀相氣力輸送系統(tǒng)

寬流量雙管稀相氣力輸送系統(tǒng)：涉及煙草加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及對(duì)大流量、寬調(diào)節(jié)范圍的煙草物料如葉片、煙梗、煙絲等的氣力輸送系統(tǒng)。本系統(tǒng)正是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足而提供一種新的寬流量雙管稀相氣力輸送系統(tǒng)，旨在采用一套系統(tǒng)就能夠滿足煙草企業(yè)對(duì)大流量、寬調(diào)節(jié)范圍的煙草物料進(jìn)行氣力輸送的工藝要求，并且相對(duì)傳統(tǒng)的氣力輸送系統(tǒng)，造價(jià)低、占地面積小、能耗低、經(jīng)濟(jì)性好。

本系統(tǒng)是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。寬流量雙管稀相氣力輸送系統(tǒng)，包括有吸料口、與吸料口連接的物料輸送管路、連接于物料輸送管路另一端的落料器、與落料器連通的帶除塵器的除塵系統(tǒng)，所述物料輸送管路是由2根并行連接于吸料口的物料管組成的雙物料管路，所述落料器是帶有2個(gè)進(jìn)料口的雙料口落料器，2根物料管分別連接落料器的2個(gè)進(jìn)料口，在2根物料管上分別設(shè)置有閘閥，落料器底部帶有落料口。落料器是內(nèi)部設(shè)置有2個(gè)料倉(cāng)的雙倉(cāng)落料器，一個(gè)料倉(cāng)對(duì)應(yīng)一個(gè)進(jìn)料口。落料器的2個(gè)料倉(cāng)分別通過(guò)管路連接有各自的風(fēng)機(jī)，2臺(tái)風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口均通過(guò)排塵管路與除塵系統(tǒng)的除塵器連接，在連接料倉(cāng)與風(fēng)機(jī)的管路上設(shè)置有出風(fēng)口蝶閥。除塵風(fēng)機(jī)的風(fēng)量為兩臺(tái)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量之和。所述雙倉(cāng)落料器的落料口為同時(shí)連通2個(gè)料倉(cāng)的一個(gè)共用的落料口或者各自分別連通一個(gè)料倉(cāng)的雙落料口。在除塵器上通過(guò)管路連接有除塵風(fēng)機(jī)，在連接除塵器和除塵風(fēng)機(jī)的管路上設(shè)置有除塵蝶閥。

本系統(tǒng)采用創(chuàng)新形式的雙物料管路以及對(duì)應(yīng)的雙料口落料器結(jié)構(gòu)，通過(guò)雙管同時(shí)啟動(dòng)或單管單獨(dú)啟動(dòng)對(duì)物料進(jìn)行選擇性輸送，能夠滿足最大工藝流量的氣力輸送，同時(shí)也能夠滿足較小流量的氣力輸送。落料器可以采用雙倉(cāng)、雙進(jìn)料口的結(jié)構(gòu)形式并且各自連接獨(dú)立的風(fēng)機(jī)，能夠滿足雙物料管路分別單獨(dú)供料以及雙物料管路同時(shí)供料時(shí)的氣料分離及排塵要求。采用雙物料管配置雙料口落料器，除塵管路仍可采用單除塵管、單除塵器及除塵器后單除塵風(fēng)機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，采用一套氣力輸送系統(tǒng)就可以滿足煙草企業(yè)對(duì)大流量、寬調(diào)節(jié)范圍的煙草物料氣力輸送的工藝要求，相對(duì)傳統(tǒng)的氣力輸送系統(tǒng)較好的適應(yīng)了煙草企業(yè)降本增效、節(jié)能減排的發(fā)展要求。

4 具體實(shí)施方式

如圖1、圖2所示，本系統(tǒng)包括有吸料口1、與吸料口連接的物料輸送管路、連接于物料輸送管路另一端的落料器3、與落料器連通的帶除塵器7的除塵系統(tǒng)。在除塵器7上通過(guò)管路連接有除塵風(fēng)機(jī)6，在連接除塵器7和除塵風(fēng)機(jī)6的管路上設(shè)置有除塵蝶閥10。所述物料輸送管路是由2根并行連接于吸料口的物料管2、2組成的雙物料管路，所述落料器是帶有2個(gè)進(jìn)料口3a、3b的雙料口落料器，2根物料管2、2分別連接落料器的2個(gè)進(jìn)料口3a、3b，在2根物料管2、2上分別設(shè)置有閘閥8、8，落料器底部帶有落料口3f。

由于除塵系統(tǒng)在輸送較大流量物料和較小流量物料時(shí)，其系統(tǒng)的風(fēng)量不同（輸送較大流量物料時(shí)系統(tǒng)風(fēng)量是輸送較小流量物料時(shí)的2倍），因此在2種工作狀態(tài)下，除塵系統(tǒng)的管道風(fēng)速不一樣。例如，如果除塵管管徑按照啟動(dòng)單物料管時(shí)除塵風(fēng)速約12m/s左右設(shè)計(jì)，保證除塵管道內(nèi)不積灰，那么雙物料管均啟動(dòng)時(shí)，由于系統(tǒng)風(fēng)量增加1倍，除塵風(fēng)速約為24m/s左右。

5 紅塔集團(tuán)玉溪復(fù)烤車(chē)間打后煙梗風(fēng)送技改實(shí)施案例

5.1 雙管落料器選型 落料器在打葉復(fù)烤企業(yè)及卷煙企業(yè)應(yīng)用較多，主要作為物料輸送環(huán)節(jié)的料氣分離設(shè)備，但是雙管落料器則在行業(yè)是首創(chuàng)，由于紅塔集團(tuán)玉溪復(fù)烤車(chē)間采用的是葉基和葉身分部位加工工藝，且采用的是一條打葉復(fù)烤設(shè)備分時(shí)處理葉基和葉身2種物料，葉基加工時(shí)投料量為12 000kg/h，葉基的含梗率為60%左右，此時(shí)產(chǎn)生的煙梗流量為7 000kg/h左右；而葉身加工時(shí)投料量為12 000kg/h，葉身的含梗率為28%左右，此時(shí)產(chǎn)生的煙梗流量為3 500kg/h左右；而全打加工時(shí)投料量為12 000kg/h，含梗率為30%左右，此時(shí)產(chǎn)生的煙梗流量為3 600kg/h左右；基于煙梗工藝流量在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)在：3 500～7 000kg/h之間變化，最大差異在一倍左右，因而采用2根物料管輸送，每根物料管的輸送能力為3 500kg/h左右，葉身加工時(shí)只采用1根管道輸送煙梗，而葉基加工及全打加工時(shí)采用2根管道輸送煙梗，即可滿足物料性狀不同，解決產(chǎn)生的生產(chǎn)工藝流量跳變問(wèn)題。玉溪復(fù)烤車(chē)間采用雙管落料器型號(hào)LYJ1803，寬度1 830mm；工藝流量：3 500～7 000kg/h。

5.2 玉溪復(fù)烤打后煙梗風(fēng)送除塵計(jì)算 打后煙梗風(fēng)送除塵設(shè)計(jì)采用的寬流量雙管稀相氣力輸送系統(tǒng)設(shè)置如下：（1）物料段采用雙物料管+雙物料進(jìn)口雙除塵出口的落料器；（2）落料器兩邊除塵出口后不設(shè)本地風(fēng)機(jī)，只在除塵器后設(shè)除塵風(fēng)機(jī)；（3）落料器出口后雙路除塵管不合并，采用雙除塵管+雙除塵器+雙除塵風(fēng)機(jī)+雙凈氣管形式。

經(jīng)計(jì)算，系統(tǒng)設(shè)計(jì)相關(guān)參數(shù)如下：雙物料管D=420mm，管內(nèi)風(fēng)速v=21.7m/s；塵氣段雙除塵管D=530mm，管內(nèi)風(fēng)速v=13.6m/s；凈氣段雙凈氣管D=560mm，管內(nèi)風(fēng)速v=12.2m/s；系統(tǒng)風(fēng)量風(fēng)壓要求為：Q系=12 422m3/h，風(fēng)壓P系=8 576Pa；采用寬流量雙管稀相氣力輸送系統(tǒng)需配除塵風(fēng)機(jī)型號(hào)如下：需2臺(tái)型號(hào)為9-19N012.5D；風(fēng)量12 577m3/h，全壓9 229Pa，轉(zhuǎn)速1 450r/min，電機(jī)：Y250M-4，功率：55kW。

若采用傳統(tǒng)氣力輸送系統(tǒng)設(shè)置如下：（1）落料器出口配本地風(fēng)機(jī)需提供吸口至本地風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓；（2）除塵器后風(fēng)機(jī)需提供合并除塵段風(fēng)壓，風(fēng)機(jī)需變頻調(diào)速設(shè)置；經(jīng)計(jì)算，系統(tǒng)設(shè)計(jì)相關(guān)參數(shù)如下：雙物料管D=420mm，管內(nèi)風(fēng)速v=21.7m/s；塵氣段雙除塵管D=530mm，管內(nèi)風(fēng)速v=13.6m/s；

凈氣段雙凈氣管D=560mm，管內(nèi)風(fēng)速v=12.2m/s；傳統(tǒng)落料器出口本地風(fēng)機(jī)需滿足風(fēng)量Q=12 422m3/h，風(fēng)壓P=5 697Pa；落料器出口本地風(fēng)機(jī)配雙除塵風(fēng)機(jī)型號(hào)如下：需2臺(tái)型號(hào)為9-19N011.2D，風(fēng)量13 269m3/h，全壓

7 428Pa，轉(zhuǎn)速1 450r/min，電機(jī)：Y255M-4，功率：45kW。除塵器后風(fēng)機(jī)需滿足風(fēng)量Q=24 844m3/h，風(fēng)壓P=6 918Pa；除塵器后配除塵風(fēng)機(jī)型號(hào)如下：需1臺(tái)型號(hào)為9-26N011.2D，風(fēng)量27 142m3/h，全壓7 637Pa，轉(zhuǎn)速1 450r/min，電機(jī)：Y280M-4，功率90kW。

通過(guò)上述比較可以看出采用寬流量雙管稀相氣力輸送系統(tǒng)要比傳統(tǒng)氣力輸送系統(tǒng)少配置一臺(tái)風(fēng)機(jī)，節(jié)約裝機(jī)功率90kW。

目前該系統(tǒng)已投入使用，經(jīng)過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐驗(yàn)證，該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、狀態(tài)良好；采用寬流量雙管稀相氣力輸送系統(tǒng)能夠滿足煙草企業(yè)對(duì)大流量、寬調(diào)節(jié)范圍的煙草物料進(jìn)行氣力輸送的工藝要求，并且相對(duì)傳統(tǒng)的氣力輸送系統(tǒng)，造價(jià)低，占地面積小，能耗低，經(jīng)濟(jì)性好。

（責(zé)編：張長(zhǎng)青）