从投资成本和运作能效分析选择哪种气力输送形式适合自己

　　对于输送物料来说，气力输送形式有多种选择，工程上常见的气力输送形式为稀相输送和密相输送，熟知稀相和密相输送的适用场合和能耗大小是合理选择输送形式、降低输送成本的前提。而对于现存的工厂来说，物料的输送距离和输送能力一般都是一定的，因此，需要选择合适的管道直径和气源机械(供气压力和气量)来满足要求。为了能够确定管道直径和气源机械，就必须先知道物料的输送性能，然后根据物料的输送性能按比例换算成各种规格的管道直径。至于选择哪种规格最经济需要综合考虑。

　　以水泥为例，对物料在不同输送形式下进行分析。假设要求水泥输送能力为40t/h，输送距离为95m，分别计算出φ81mm、φ100mm、φ125mm、φ200mm管径的输送参数。以φ81mm为例，可知压力降为0.3MPa，空气质量流量为0.102kg/s，计算得出料气比为109;输料管起始速度为4.2m/s;输料管末端速度为16.8m/s;能量消耗为23.2kW。其他管径的参数也可根据计算得出，其中不考虑泄漏造成的能量损失。另外在实际生产中，压力降大于0.1MPa一般选择压缩机供气，压力降小于0.1MPa一般选择罗茨风机供气，而两种机械能耗计算是不一样的。

　　考虑到在实际生产中，压缩空气的泄漏不可避免，通过大量测试对压缩空气耗气量所占比例的统计分析结果表明：泄漏量经常占到系统产气量的20%～30%;同时，压缩机输出的压缩气体必须要进行干燥处理，这部分一般消耗总气量的10%。而低压输送时，供料器一般采用旋转阀进行供料，旋转阀供料时有空气泄漏，泄漏量将达到总气量的15%～20%，阀门规格越大，泄漏量越大，造成了能量损失。因此，考虑泄漏量因素，综合各种实际情况，以φ

　　81mm管径为例，假设泄漏量为20%，再加上干燥消耗10%，总消耗气量为30%，因此，压缩机实际输出气量为0.146kg/s，能量消耗33.2kW，其他管径参数也可计算得到。

　　压力降大于0.1MPa的输送采用高压压缩机设定的输出压力值(一般在0.2～0.4MPa)来进行供压。然而考虑到气控阀门仪表等用气压力高，需要单独配置压缩机，这样势必造成成本的增加，所以目前国内很少有厂家运用。由于中压压缩机价格也比较昂贵，目前国内还没有使用中压压缩机供压，大部分用户都选择供气压力为0.7MPa(表压)的高压压缩机，然后通过减压阀减到各点所需压力(一般在0.2～0.4MPa)进行输送，这样势必造成不必要的能量消耗。对于给定的物料输送能力和输送距离，空气供应压力和管道直径有多种选择。管径为φ81mm和φ100mm的料气比比较大，属于密相输送，而随着管径的增加，料气比逐渐下降，管径为φ200mm的料气比降为14，输送形式也由密相输送逐渐变成了稀相输送。至于选择哪种输送形式和哪种规格管径最经济，需要考虑很多因素。因为管径规格和压力降不同，气源机械的选择也不同，同时供料器的选择和除尘设备规格也不同。

　　管径为φ81mm和φ100mm(密相静压输送)比管径为φ200mm(稀相输送)能耗低很多，比较节能经济(管径为φ125mm能耗大的原因是由于空压机供气压力过大，通过减压阀降压造成很大的能量浪费)，而气源机械能耗在整个气力输送系统能耗中占很大的比例，因此，密相静压输送系统操作费用比较低。另外，密相静压输送的管径仅为稀相气力输送的1/2～1/3，因此，管道设备费用也比较低。同时密相输送速度比较低，管道出口速度较低，所选的除尘过滤设备也较小，有利于降低工程投资。但密相输送所选的供料器如发送罐相对于稀相输送所用的旋转阀等较昂贵，而若采用往复式压缩机供压时需要额外配备储气罐，也增加了设备投资。因此，工厂建设费用需要综合考虑。

　　由此可见，选择哪种输送形式比较经济需要同时考虑工厂建设费用和操作费用。也可以发现，由于空气泄漏和降压造成的能量损失占总能耗的比例很大。选择合适的气源机械和气动元件，提高管道的安装质量和加强设备管理，减少管道泄漏，对于降低运行成本也非常重要，否则采用密相输送来降低能耗将失去意义。如果采用管径分别为φ81mm和φ125mm的输送管道进行水泥输送，输送能力为40t/h，均采用0.7MPa空压机进行供气，后者比前者多耗能51.2kW，按每年300d、每天工作20h、电费0.7元/(kW·h)计算，运行费用后者比前者高51.2×20×300×0.7=21.5万元/a。

　　如果采用管径分别为φ125mm和φ200mm的输送管道进行水泥输送，输送能力为40t/h，前者采用0.7MPa空压机进行供气，后者采用罗茨风机稀相输送，前者比后者多耗能11.3kW，按每年300d、每天工作20h、电费0.7元/(kW·h)计算，运行费用前者比后者高11.3x20×300×0.7=4.75万元/a。

　　在输送量相同而输送距离不同的情况下，采用密相和稀相气力输送形式输送某种物料的性能数据统计计算。从数据可得，在输送距离小于50m时，以采用低压压送的稀相气力输送形式为宜，而若采用密相输送，其动力消耗比为146，能耗比较大;在长距离输送时，低压压送式装置的动力消耗比是高压压送式装置的27%。因此，长距离输送时，应该采用高压压送式气力输送比较经济。

　　综上所述，稀相和密相输送有各自的优缺点。稀相输送的料气比较小，气体压力较低，输送速度较大，输送管径较大，适用于小容量、短距离的输送;密相输送时，输送速度低，管道磨蚀和物料破碎不严重;此外，耗气量少的特点对于输送那些防爆、防燃和保留香味而必须采用昂贵的惰性气体作输送介质时的情况具有优势;耗气量少还可以使输送终端的料、气分离比较容易，空气过滤设备也就小得多，降低了成本。因此，在长距离大容量的场合下密相低速气力输送比稀相输送更经济，也是今后气力输送发展的趋势。对于低输送阻力的系统，如0.1～0.2MPa，选择气源机械如中低压空气压缩机可以明显降低运行费用，虽然成本较高，但从长期使用角度来看还是比较经济的。