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气力输送系统的稀相输送成本费用分析

文章出处:admin 人气: 发表时间:2016-05-10
       气力输送系统的稀相输送:    

       稀相输送通常采用较高的气流速度和较低的固气比,输送距离可达数百米。输送气体常采用空气或氮气,动力一般由罗茨风机提供,物料在管道中呈悬浮状态。输送方式分为压送(正压)式和吸送(负压)式,压送式输送主要特点为输送量大,输送距离长,操作稳定。吸送式输送主要特点为可从低处(或散装处)、多点向高处、一点输送。压送和吸送可进行组合以满足特殊输送要求。适用于多点供料单点出料的输送方式。物料输送速度高于悬浮速度。适合输送粉末物料。一般采用负压输送方式。

       空压机(风机)排气压力等于输送线路的压降加上供料器、收尘器、阀等压降之和,再乘以一个安全系数(约为1.1);如果空压机(风机)和供料器之间管道较长(如超过50m),还需加上传递压损;在供气线路中调节空气量装置如节流喷嘴等的压损也必须考虑进去。 如果空气的质量流量 ma(kg/s)已确定,可用近似方法求得标准状态下的体积流量Vo(m³/s)

       Vo=0.816ma       

       (1) 体积流量也可通过输送空气初始速度来表达。首先依据输送参数(由理想气体定律产生)可计算输送空气初始速度;然后根据公司可求得V0值

       V=4PoVoT/πd2pTo    式中:V--输送空气初始速度m/s;Po--标准大气压,101.3kPa(绝对);T--输送空气温度,K;d--管道内径,m;p--管道起始端空气压力,kPa;To--标准空气温度,288k。

       Vo=πd2pTov/4PoT    将Po和To值代入得:Vo=2.23d2pv/T      

       需要说明的是Vo值是在管道内输送物料所需空气的体积流量,而所选空压机风机排气量必须考虑供料器和管道阀门等的泄漏量。对正压系统来说,旋转叶片供料器的空气泄漏量约为鼓风机排气量的15%-20%,而双翻板阀供料器的空气泄漏量约为鼓风机排气量的10%。    

       正压系统中各类空压机(风机)的压力适用范围:对低压系统( 约 10kPa),轴流式或离心式风机都是适宜的,具体选择取决于系统负荷和需要的操作压力特性。这类风机常用于稀相输送,作为文丘里式和旋转叶片供料器的供气源,系统中使用薄壁管道。当排气压力小于100kPa时,广泛使用罗茨鼓风机。该类型具有宽广的体积流量范围并能提供无油空气。此外,它有恒定的速度曲线,当传递压力增加时,体积流量仅轻微减少,从而保证了物料在一定压力下的悬浮流动状态。当排气压力大于100kPa时,往复式和螺杆式空压机都能满足气力输送系统中所需最高压力。单级回转滑片式空压机的工作压力可达到400kPa(表压)。真空泵这类设备选用比较少,对负压系统,如真空不是太大,常使用离心式通风机和罗茨鼓风机;对于较高真空,则采用水环或液环式真空泵。

       当几种气力输送系统都适用于某一具体应用时,应选择最经济的。这里主要以仓式泵的实测数据为例,证实通过选择最佳罐尺寸和最佳操作压力可大大降低能耗和操作费用。总的来说,高压密相输送中空压机和供料器的价格比较昂贵;低压稀相输送系统中管道和收尘器的费用较贵。当输送距离小于50m,使用稀相系统的投资费用低;超过50m,密相系统的投资费用较低。对磨琢性物料的输送,用能周期性更换的零件如耐磨弯头等代替昂贵的耐磨合金零件可降低投资费用。主要动力费用来自空压机,其次是旋转叶片供料器和螺旋泵及袋除尘器,其它设备的动力消耗相对空压机来说是很小的。使用集中气源可减少系统投资费用,但其操作费用比单独供气要高得多。如工厂集中气源压力为(600-700)kPa,而气力输送系统所需压力仅为100kPa,则使用集中供气费用要比单独供气高出一倍左右。如果必须使用集中供气,那末高压空气将主要用于仓式泵和分级管道。密相系统的操作费用总是较低的。当输送距离为50m时,稀相输送操作费用是密相输送的5倍以上(依据仓式泵使用情况);随输送距离增大,这个差异将减少。操作费用主要来自电机的功率消耗,可用公式式进行粗略估算。    

       P=165ma1n(p1/p2)         P=202Vo1n(p1/p2)
 式中:P--电机消耗功率,KW;p1--空气进气压力,kPa(绝对);p2--空气排气压力,kPa(绝对);电机消耗功率乘以单位电价即为每小时操作费用。