粉體機械輸送設備與氣力輸送設備應用比較

杜文青

（青海銅業(yè)有限責任公司，青海 西寧 811600）

隨著社會的發(fā)展，在計算機技術的支持下，粉體輸送技術以極快的速度發(fā)展著，現(xiàn)在該技術體系已PLC技術、網(wǎng)絡通信技術及測量儀表為核心，具備自動化、集成化控制的功能，應用前景廣闊。粉體（包括銅冶煉白煙塵、鋅冶煉焙砂、鐵礦粉、鈦白粉、散裝水泥等）輸送作為一項內(nèi)容繁雜的工作，包含了粉料輸送、無塵卸載、儲存、運用、計量等多道工序，涉及到運輸工程、計算機技術、工程通用技術、流體力學等多個學科內(nèi)容，有著多元化的發(fā)展方向[1]。目前，國內(nèi)外粉體輸送設備主要分為機械輸送設備和氣力輸送設備兩大類，分別代表著兩種不同的粉體輸送技術，各有優(yōu)缺點，不過在現(xiàn)代化科學技術支持下，氣力輸送由于有著較優(yōu)的綜合經(jīng)濟效益，在粉體輸送中的應用比例不斷增長。

1 粉體機械輸送設備與氣力輸送設備比較

為了能夠滿足冶煉工業(yè)、化工領域的發(fā)展需求，人們一直在進行著粉體輸送技術的研發(fā)工作，以研制出性能更為優(yōu)秀且平穩(wěn)運行的輸送設備[2]。從粉體輸送要求來說，相關設備最好能夠具備以下優(yōu)點：①設備規(guī)格完整齊全，且各類產(chǎn)品均能標準化、集成化生產(chǎn)，而且適用性廣；②設備運轉(zhuǎn)率高，且運行平穩(wěn)，維修周期穩(wěn)定，這樣有利于實現(xiàn)粉體運輸系統(tǒng)的自動化運轉(zhuǎn)，降低人工費用；③能夠?qū)崿F(xiàn)粉料裝、卸、運、貯、用等工序的一體化進行，減少中轉(zhuǎn)周期，提升運輸效率；④具備較高的綜合經(jīng)濟效益，即綜合輸送設備的一次性購置費用、維護管理費用、土建費用、自動化管理費用、工藝先進性與環(huán)保性等指標，計算其經(jīng)濟效益，選擇最優(yōu)方案。

現(xiàn)階段，粉體輸送技術體系中主要應用機械輸送和氣力輸送兩種工藝方法。機械輸送系統(tǒng)是一套由驅(qū)動裝置、張緊裝置、牽引裝置、機體、料斗等構件組成的設施，常見的有皮帶輸送機、螺旋輸送機、刮板輸送機等，適用于短距離輸送大量粉料，但是由于設備運行是會對局部構建產(chǎn)生嚴重磨損，因此運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性不足，維修費用高，一般應用于煤礦、冶煉廠、燃煤電廠等場所；氣力氣力輸送系統(tǒng)是一套由發(fā)送器、進料閥、輸送管道、排氣閥、自動控制系統(tǒng)等組成的設施，整體結(jié)構較為簡單，且可根據(jù)粉體輸送需求靈活布置，自動化程度高，初次投資費用低，適合長距離運輸，而且由于密封性優(yōu)良，廣泛應用在冶金、化工、醫(yī)藥、建材等工業(yè)領域。

雖然說，在短距離運輸大量粉料時，機械輸送耗電低于氣力輸送，但是整體而言，氣力輸送設備的綜合經(jīng)濟效益優(yōu)于機械輸送設備。以鋅冶煉焙砂粉料的運輸為例，應用氣力輸送設備，其輸送速度比較快，而且能夠距離長達1Km以上，密封輸送，不會受到外界環(huán)境的干擾，再加上設施的配套化設計，中轉(zhuǎn)周期比較短，運轉(zhuǎn)效率較高，整套設施結(jié)構簡單緊湊、占地面積小的優(yōu)點，聯(lián)合計算機技術、PLC技術等，即可實現(xiàn)系統(tǒng)的集中化、自動化控制。而且，應用我國自主研發(fā)了DB倉式氣力輸送泵等科技產(chǎn)品，有效降低了這一系統(tǒng)的電耗指標，進一步優(yōu)化了其經(jīng)濟性能。

2 粉體氣力輸送設備概述

2.1 M型F—K螺旋泵(FULLER)

在上個世紀80年代，F(xiàn)ULLER是國內(nèi)外最為先進的一套粉體氣力運輸設施，采用雙支撐螺旋軸設計，在螺旋軸上等間距安裝表面堆焊鉻化硼硬質(zhì)合金的螺旋葉片，設計合理，可根據(jù)工藝需求合理設置出料口，同時采用了油封及氣封等可靠密封工藝，性能優(yōu)良。該系統(tǒng)可連續(xù)輸送無聊，而且能夠根據(jù)粉料的數(shù)量，在0%至100%的額定輸送量區(qū)間自動變動，且輸送過程較為平穩(wěn)，無脈動。相較于其他輸送量相同的氣力輸送設備，F(xiàn)ULLER體積最小，因此常作為型散裝水泥船的輸送系統(tǒng)。不過，這一設備也具有明顯的缺點，就是電耗高，比倉式氣力輸送泵高出30%，而且螺旋葉片、內(nèi)襯等構件易磨損，維修周期短且耗費大。當時為了滿足粉體輸送的需求，我國引進了這一氣力輸送設備，并實現(xiàn)了批量化生產(chǎn)，而且對其進行了改進，降低了一定的電耗。

2.2 DB倉式氣力輸送泵

在我國發(fā)粉體技術發(fā)展過程中，倉式氣力輸送泵是一次重大的技術變革，造就了UQ氣卸式火車、氣卸式散裝水泥汽車、散裝水泥氣卸船等工藝產(chǎn)品，促使了冶金工業(yè)粉體物料、散裝水泥等向氣力輸送管道化方向的發(fā)展。DB倉式氣力輸送泵具備靜壓輸送、流態(tài)化輸送和懸浮式輸送的功能，而且設計方案多變，可根據(jù)粉料輸送的量及距離靈活地進行結(jié)構設計。該設施的自動化程度較高，在進出料及承重時，系統(tǒng)操作面板可直接顯示數(shù)字，而且整套設施集裝、卸、輸送工藝于一體，可實現(xiàn)集成化自動化控制。

具體來說，DB倉式氣力輸送泵的組成構件如下：①泵體。是一個橢圓封頭、直筒段、錐封頭構成的一體化構件；②進料機構。影響泵運轉(zhuǎn)率的關鍵性構件，主要有軟密封和硬密封兩種，前者密封性好、操作失誤率低，不過性價比較低，后者結(jié)構簡單、使用年限常，且可耐受物料溫度相對較高，一般適用于有特殊工藝要求的系統(tǒng)中；③排氣閥。其功能為物料進入泵體時排出內(nèi)部空氣；④內(nèi)部流化裝置。可讓物料與泵內(nèi)空氣充分融合，降低其輸送阻力；⑤自動控制系統(tǒng)。采用氣電聯(lián)合控制的方式，控制柜通常由常規(guī)或微機控制組成。除此之外，系統(tǒng)還有一些配套設備，比如說SK 粉體兩路換向閥、旋轉(zhuǎn)定量給料機等。

3 結(jié)語

粉體輸送技術的發(fā)展，是基于銅冶煉白煙塵、鋅冶煉焙砂、鐵礦粉、鈦白粉、散裝水泥等相關行業(yè)需求的，而且為了保證技術應用效果，企業(yè)需以相關技術為核心，研發(fā)出性能優(yōu)良、穩(wěn)定、運轉(zhuǎn)效率高的粉體輸送設備。在一開始，粉體輸送以機械設備輸送為主，不過在粉體輸送技術發(fā)展過程中，企業(yè)開始建設粉體運輸管道及相關土建工程，在粉體輸送管線及專用火車、汽車、船等設備上構建了正壓輸送、負壓抽吸等氣力輸送系統(tǒng)，這類系統(tǒng)工藝布置靈活，且轉(zhuǎn)運效率高，建設周期相對較短，具備環(huán)境友好型特征，逐漸推廣到各個粉體輸送領域。在粉體氣力輸送過程中，應該加強對于輸送設備及相關工程的設計與建設管理，優(yōu)化綜合經(jīng)濟效益指標，充分發(fā)揮氣力輸送設備的應用價值，促進粉體輸送行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。