氣力輸送系統(tǒng)應(yīng)用的研究

張紅軍

摘 要：氣力輸送是一項綜合技術(shù)，涉及流體動力學(xué)、材料科學(xué)、自動化控制、生產(chǎn)制造技術(shù)等領(lǐng)域。氣力輸送是一種完全封閉的管道系統(tǒng)，用于在火力發(fā)電、化學(xué)、水泥、制藥和食品加工等領(lǐng)域輸送原料和粉塵。

關(guān)鍵詞：氣力輸送系統(tǒng);應(yīng)用;分類;特點

在可持續(xù)和快速經(jīng)濟(jì)發(fā)展的背景下，行業(yè)的生產(chǎn)都有所增加，其中一些行業(yè)越來越注重生產(chǎn)和運(yùn)輸過程中的污染，如水泥、制藥、食品工廠和其他運(yùn)輸顆粒和粉末的工廠。氣力運(yùn)輸取代了傳統(tǒng)的機(jī)械輸送方式，在這種方式下，材料是通過密封管道輸送的。氣力運(yùn)輸也是清潔過程的重要組成部分，是運(yùn)輸某些材料的現(xiàn)代物流。隨著制造技術(shù)的發(fā)展，氣力運(yùn)輸也發(fā)生了很大變化，系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)也有所改善。

1.氣力輸送系統(tǒng)的特點

氣力輸送系統(tǒng)的特點是具有明顯的可識別特性，屬于沒有回程的管道。管道輸送是一種完整的管道，沒有機(jī)械輸送，運(yùn)輸過程中不占地面，沒有外部影響，也沒有造成污染影響。這個裝置很簡單。而氣動運(yùn)輸則無需返回加料，從而減少了額外的能源消耗并節(jié)省了大量空間。氣力輸送的介質(zhì)是空氣。在大多數(shù)情況下，當(dāng)它到達(dá)終點而不返回到原始終點時，它將被放置在大氣中。因此，氣力輸送具有以下優(yōu)點：

1.占地管道具有最小面積;

2.靈活的管路和對設(shè)備的低投資。根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r選擇最佳選項;

3.清潔和低污染。密封系統(tǒng)可以防止運(yùn)輸對環(huán)境的污染;通過有針對性的設(shè)計，特別是在負(fù)壓運(yùn)輸?shù)那闆r下，使空氣管理系統(tǒng)實際上無灰塵;

4.運(yùn)輸效率將運(yùn)輸過程與技術(shù)過程結(jié)合起來，從而簡化了技術(shù)設(shè)備和過程的管理;

5.輸送量無關(guān)作業(yè)人員，盡量減少人員配備，簡化管理;

6.輸送可長距離;

7.輸送惰性氣體。但是，與其他運(yùn)輸工具相比，氣力輸送的缺點是它消耗了大量能源，而稀稀相氣力輸送消耗的能源是斗式提升機(jī)的2至4倍，運(yùn)輸?shù)哪茉词菐捷斔蜋C(jī)的15至40倍。越近距離輸送，現(xiàn)象就越明顯。氣力輸送還包括設(shè)備使用和損壞的物體，如果它們運(yùn)行速度快且能效高。

2.存在問題

對國內(nèi)外氣力輸送系統(tǒng)現(xiàn)狀的分析突出表明，進(jìn)一步發(fā)展?jié)庀嗨鬟\(yùn)輸是今后發(fā)展的方向。國際上目前公認(rèn)，濃相栓流結(jié)構(gòu)是最先進(jìn)的氣力輸送結(jié)構(gòu)，解決了磨損、堵塞、高效發(fā)展的問題，具有重要的學(xué)術(shù)意義和社會效益。濃相栓流氣力輸送還需解決以下問題

2.1.該設(shè)計以經(jīng)驗公式為基礎(chǔ)，沒有理論依據(jù)介紹單相二次氣流對輸送管氣固兩相電流的影響。

2.2.采用單相氣流入的問題。單相氣流沿整個管道引入人口，導(dǎo)致管道的后端傳輸速度重疊和提高，后端傳輸速度提高，連續(xù)性方式失平;系統(tǒng)后部和出口的氣體分離裝置利用率高，噪音大;高能耗。

2.3.缺乏二次次氣流引入機(jī)制的研究，即主管內(nèi)部氣體穩(wěn)定相流的變化、二次氣流引入方式以及不同裝置結(jié)構(gòu)對傳輸機(jī)制的影響。

3.氣力輸送系統(tǒng)分類

3.1.根據(jù)運(yùn)輸性質(zhì)，由于運(yùn)輸物料種類不同，對應(yīng)的氣力輸送種類繁多，但一般來說，可分為四種類型：筒式、稀相、濃相動壓、濃相靜壓氣力輸送。（1）筒式氣力輸送。根據(jù)裝料筒的類型，氣力輸送可分為輪式和非輪式輸送。在運(yùn)輸過程中，首先將材料裝入管道，然后在管道內(nèi)靜壓下高速滑動。筒式氣力輸送適用于輸送一些不易懸浮、自身成栓無法的物體，其應(yīng)用范圍小。（2）稀相氣力輸送。作為最傳統(tǒng)的輸送方式，該輸送技術(shù)十分成熟，又稱動稀相動壓輸送。物料的輸送依賴于高速空氣產(chǎn)生的動能。風(fēng)氣流量一般為12-40m/s，進(jìn)料比1-5，最大15，輸送距離短，通常用于短距離運(yùn)輸。輸送物料干燥方便，顆粒質(zhì)量和粒徑小。（3）濃相動壓。在濃相動壓氣力輸送系統(tǒng)中，管道內(nèi)物料在氣動能量密集的條件下輸送，由于物料密度不堵塞管道。在這種流動狀態(tài)下，氣流為8-15m/s。主氣動輸送機(jī)為高壓壓送式、高真空吸送式和流態(tài)化氣力輸送，15-20前兩者的料氣比，第三種類型用于輸送粉末材料。致密相靜壓輸送料氣比大于200。（4）濃相靜壓。濃相靜壓輸送是在濃相動壓氣力輸送系統(tǒng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型的壓氣力輸送技術(shù)。通過靜壓輸送物料，可分為栓流和柱流。氣栓流氣力輸送是目前中型遠(yuǎn)程輸送方式中最好的輸送技術(shù)。在輸送過程中，可以提前將料柱切割，縮短柱長。輸送物料時，將氣栓和料栓分離，加快料栓的輸送速度，降低輸送壓力，增加輸送距離。在柱流氣力輸送裝置中，物料連續(xù)以密態(tài)填充到管道中。物料移動速度僅為0.2～2Mb/s，僅適用于30m以下的短途輸送。

3.2.按照輸送裝置分類。根據(jù)氣力輸送系統(tǒng)的輸送裝置類型（管路空氣壓力狀態(tài)），氣力輸送系統(tǒng)可分為正壓輸送系統(tǒng)、負(fù)壓吸入系統(tǒng)和混合輸送系統(tǒng)。（1）正壓壓送式系統(tǒng)通過風(fēng)機(jī)裝置將壓力傳遞給進(jìn)料端的材料，并將材料從一個位置傳遞到另一個位置或多個位置。由于風(fēng)機(jī)安裝在整個氣動輸送系統(tǒng)的前面，材料不能自由進(jìn)入管道，管道內(nèi)的壓力大于運(yùn)行過程中的外部空氣壓力。為防止泄漏，系統(tǒng)必須配備封閉電源裝置。風(fēng)機(jī)啟動時，管道的內(nèi)部壓力大于外部壓力。此時，材料通過管道輸送到壓縮空氣分離器。材料與分離器內(nèi)的空氣分離，然后由排出裝置排出，凈化除塵裝置后將空氣釋放到大氣中。材料運(yùn)輸過程已經(jīng)完成。在正壓送風(fēng)系統(tǒng)中，材料不直接穿過風(fēng)機(jī)，傳輸材料不會導(dǎo)致風(fēng)機(jī)磨損，風(fēng)機(jī)葉片也不會導(dǎo)致材料損壞。壓力輸送系統(tǒng)是面粉廠產(chǎn)品負(fù)壓輸送系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)輸送系統(tǒng)。（2）負(fù)壓吸送式氣力輸送系統(tǒng)中，當(dāng)裝置末端安裝的風(fēng)機(jī)開始工作時，該系統(tǒng)將處于負(fù)壓狀態(tài)。此時管道內(nèi)外有壓力差空氣被風(fēng)機(jī)從進(jìn)氣口吸入。材料與空氣一起進(jìn)入管線，并通過管線進(jìn)入分離器。材料和空氣在分離器中分離。分離后，材料從排出裝置中排出，空氣排出大氣，或在除塵裝置凈化后循環(huán)利用。材料運(yùn)輸過程已經(jīng)完成。系統(tǒng)首先通過分離器，風(fēng)機(jī)磨損可以降低到最低級別，也就是說風(fēng)機(jī)磨損是有限的。缺點是，當(dāng)管道內(nèi)部密度較高且距離較長時，系統(tǒng)必須設(shè)置為真空成本在上升。因此，我們要考慮運(yùn)送方式負(fù)壓吸力傳輸系統(tǒng)適用于在一個地點集中運(yùn)輸多種材料。這種經(jīng)常被用來運(yùn)輸糖、豆類、大米等，由于氣流壓力低于大氣壓力，水容易蒸發(fā)該系統(tǒng)比壓力運(yùn)輸方式更容易運(yùn)輸含水材料。它還適用于船舶和火車的卸載。由此可見，負(fù)壓運(yùn)輸系統(tǒng)的范圍非常廣泛。（3）混合運(yùn)輸系統(tǒng)由兩部分組成：吸氣和壓送。它受益于兩種不同的運(yùn)輸系統(tǒng)，即混合運(yùn)輸系統(tǒng)。混合空運(yùn)系統(tǒng)通常用于更復(fù)雜的運(yùn)輸。

氣力輸送越來越多地用于工業(yè)生產(chǎn)。作為各種散裝材料的運(yùn)輸手段，它在整個材料運(yùn)輸過程中發(fā)揮著重要作用。目前研究的主要方向是尋求一個科學(xué)上合理的設(shè)計基礎(chǔ)和方法，以便利用更嚴(yán)格和更準(zhǔn)確的科學(xué)數(shù)據(jù)指導(dǎo)生產(chǎn)過程，從而使氣力輸送系統(tǒng)能夠滿足生產(chǎn)需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]李濤.氣力輸送的技術(shù)進(jìn)展和方式比較【J】.塑料加工應(yīng)用，2019，24（3）：20—28

[2]張瑞.熱電廠干灰氣力輸送系統(tǒng)改造【J】.高橋石化.2019，17（6）：46-48

[3]李莉.氣力輸送中供料方式的比較分析【J】.工程塑料應(yīng)用，2019，31（12）：

[4]李蘇.氣力輸送技術(shù)淺談【J】.水利電力機(jī)械，2019，23（3）：38—39

[5]朱志查.氣力輸送技術(shù)在熱電廠的應(yīng)用【J】.煤礦機(jī)械，2019（9）：39—4l

[6]劉云軍.計測量氣一固兩相流流量的實驗和數(shù)值計算【J】.濟(jì)南大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2019，15（4）：296—298

[7]潘杰敏.用速度一差壓法對粉體管道煤粉濃度測量模型的研究【J】.儀器儀表學(xué)報，2019，20（5）：461—463，496