气力输送泵的充分流态化的生产能力
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发表时间：2016-02-24
仓式气力输送泵的内部结构设计对泵的输送性能影响很大。经多年探索及应用实践，对高存气性和低透气性粉料（如水泥、生料、粉煤灰等）充分流态化的必要条件进行了总结。
根据物料性质、泵容量大小、输送距离，制定内部配管的直径及流态化充气管的面积。流态化管外部的透气材料为低阻、憎水性强、高强度、质密的合成纤维材料，为保持良好的工作状态，需要定期检查及更换。对高存气性物料只需少量气体即可取得良好效果，流态化后的物料其摩擦角一般小于与管壁的摩擦角。经多台泵运行实践的观察及计算，管道平均气流速度可降至10m/s左右，与常规悬浮式气力输送相比，由于输送气流速度的降低（V↓），而混合比提升（µ↑），总风量下降（Q↓），输送中摩擦阻力（P↓）下降。
N∝K·Q·P ……
式中：N－空压机功率 Q－风量P－阻力
据公式可知，由于风量及阻力的降低，空压机功率消耗下降。
Δ∝V3-4 ……
式中：Δ－管道的磨损量V－气流速度 据公式可知，由于气流速度的降低，管道磨损可大幅度减小。
变径输料管道的设计及应用 在中长距离气力输送时，随着输送距离的延长，管道内气体膨胀。根据流体质量守恒原理： 式中看出若输料管道初端、尾端管径相同时(D1=D2)，管道初端压力高，气体密度大，输送到尾端压力降低，气体密度减小，管道的输送风速则越来越大。 由于管道磨损量与风速的3-4次方成正比，因此风速的增加势必带来管道磨损量的急剧增加。 稳定输送段压力损失为最小时的气流速度的确定是管径选择的基础数据，横坐标为气流速度，纵坐标为压力损失。普遍规律为在稳定输送段有压力损失为最小的气流速度Vmin，当选择的气流速度大于Vmin时，压力损失随之增高，管道磨损加重，且电耗增加；反之，若低于Vmin时，则压力急剧增高。物料沉积直至堵管。
经多年实践的总结，对高存气性和低透气性的粉粒物料（水泥、生料、粉煤灰等）在流态化浓相输送中，为减少管道磨损，采用分段变径输送管，变径后的风速降低幅度与管径几何比的平方成正比，因此扩大管径是一种行之有效的管道降速方法。 对不同粉粒物料和不同的输送距离，管道如何变径以及变径点的选择是两个关键问题。它涉及到最低输送风速的选择，对不同的输送方式，最低风速又有不同要求。多年来，中外科技工作者试图通过数学表达式进行计算，由于气固两相流在管道内流动状态相当复杂，至今没有一套完整的计算式供设计直接使用。一般采用理论与运行实践相结合的方法来进行计算。计算始终在修正→实践→修正中不断进步。
仓式气力输送泵根据输送距离的不同、物料性质的变化及输送量的不同，所采用的Vmin较常规方式大约可降低（30－40）％。Vmin值乘以适当的修正系数，即为实际选择最佳气流速度的基准，可作为变径管道末速选择的依据。 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。我们的经验是比较准确地确定每段管道的压力坡降值（即每100m的压力降ΔP）。 经验计算公式:
式中：i=K×μx×uy×10-3i－压力坡降K－管径系数v－管道内气流平均速度m/sx－速度系数 μ－重量混合比 y－混合比
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。
泵体进料机构设计具有安全联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，安全联锁保证安全。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（24小时工作）。
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。
压力检测及称重系统的应用
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。
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，使泵在最大程度的节能、降耗工况状态下工作。
④对单泵及累积输送量可数字显示或进行打印记录。
多功能型与助动器的应用 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，增加助动器。在保证管道气流最低速度输送时，一旦堵管，通过助动器增加空气量，使物料在管道中平稳输送。
根据物料性质、泵容量大小、输送距离，制定内部配管的直径及流态化充气管的面积。流态化管外部的透气材料为低阻、憎水性强、高强度、质密的合成纤维材料，为保持良好的工作状态，需要定期检查及更换。对高存气性物料只需少量气体即可取得良好效果，流态化后的物料其摩擦角一般小于与管壁的摩擦角。经多台泵运行实践的观察及计算，管道平均气流速度可降至10m/s左右，与常规悬浮式气力输送相比，由于输送气流速度的降低（V↓），而混合比提升（µ↑），总风量下降（Q↓），输送中摩擦阻力（P↓）下降。
N∝K·Q·P ……
式中：N－空压机功率 Q－风量P－阻力
据公式可知，由于风量及阻力的降低，空压机功率消耗下降。
Δ∝V3-4 ……
式中：Δ－管道的磨损量V－气流速度 据公式可知，由于气流速度的降低，管道磨损可大幅度减小。
变径输料管道的设计及应用 在中长距离气力输送时，随着输送距离的延长，管道内气体膨胀。根据流体质量守恒原理： 式中看出若输料管道初端、尾端管径相同时(D1=D2)，管道初端压力高，气体密度大，输送到尾端压力降低，气体密度减小，管道的输送风速则越来越大。 由于管道磨损量与风速的3-4次方成正比，因此风速的增加势必带来管道磨损量的急剧增加。 稳定输送段压力损失为最小时的气流速度的确定是管径选择的基础数据，横坐标为气流速度，纵坐标为压力损失。普遍规律为在稳定输送段有压力损失为最小的气流速度Vmin，当选择的气流速度大于Vmin时，压力损失随之增高，管道磨损加重，且电耗增加；反之，若低于Vmin时，则压力急剧增高。物料沉积直至堵管。
经多年实践的总结，对高存气性和低透气性的粉粒物料（水泥、生料、粉煤灰等）在流态化浓相输送中，为减少管道磨损，采用分段变径输送管，变径后的风速降低幅度与管径几何比的平方成正比，因此扩大管径是一种行之有效的管道降速方法。 对不同粉粒物料和不同的输送距离，管道如何变径以及变径点的选择是两个关键问题。它涉及到最低输送风速的选择，对不同的输送方式，最低风速又有不同要求。多年来，中外科技工作者试图通过数学表达式进行计算，由于气固两相流在管道内流动状态相当复杂，至今没有一套完整的计算式供设计直接使用。一般采用理论与运行实践相结合的方法来进行计算。计算始终在修正→实践→修正中不断进步。
仓式气力输送泵根据输送距离的不同、物料性质的变化及输送量的不同，所采用的Vmin较常规方式大约可降低（30－40）％。Vmin值乘以适当的修正系数，即为实际选择最佳气流速度的基准，可作为变径管道末速选择的依据。 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。我们的经验是比较准确地确定每段管道的压力坡降值（即每100m的压力降ΔP）。 经验计算公式:
式中：i=K×μx×uy×10-3i－压力坡降K－管径系数v－管道内气流平均速度m/sx－速度系数 μ－重量混合比 y－混合比
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。
泵体进料机构设计具有安全联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，安全联锁保证安全。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（24小时工作）。
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。
压力检测及称重系统的应用
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。
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，使泵在最大程度的节能、降耗工况状态下工作。
④对单泵及累积输送量可数字显示或进行打印记录。
多功能型与助动器的应用 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，增加助动器。在保证管道气流最低速度输送时，一旦堵管，通过助动器增加空气量，使物料在管道中平稳输送。