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影响密相气力输送系统出现故障的原因是什么?


来源:中国粉体网   茜茜

[导读]  气力输送作为散装物料已经有100多年的历史,与常规机械输运和车辆输运相比,具有独特的优点:全封闭的管道输送方式,无二次污染;输送路线布置形式可根据现场灵活变动;以空气为介质,无需其他介质;可通过计算机辅助技术对整个输送过程的各项参数进行监控。被广泛应用于电力、建材、煤炭、化工和粮食等行业。

中国粉体网讯  气力输送作为散装物料已经有100多年的历史,与常规机械输运和车辆输运相比,具有独特的优点:全封闭的管道输送方式,无二次污染;输送路线布置形式可根据现场灵活变动;以空气为介质,无需其他介质;可通过计算机辅助技术对整个输送过程的各项参数进行监控。被广泛应用于电力、建材、煤炭、化工和粮食等行业。




气力输送系统分为压送式、吸送式以及混合式。不管哪种方式的气力输送系统都是由鼓风机、供料装置、输送管道、分离器、除尘器等几个基本结构组成。其原理是物料经供料斗进入仓内,一定高度时,关闭进料阀,此时压缩空气由进气阀进入仓泵,使料和气混合形成料和气流,再打开出料阀,料和气流就可以经输送管道送到储料库。


 

气力输送设备


气力输送从出现到广泛应用,经历了从稀相到密相的研究转变,促进了气力输送的不断发展。


当气流中颗粒体积比(料/气)不超过0.05,固气混合系统的空隙率ε>0.95时,称为疏相输送;当气流中颗粒体积比(料/气)超过0.2,固气混合系统的空隙率ε<0.8时,称为密相输送。密相输送通常以仓泵为发送罐,输送压力100~600kPa,气速2~8m/s,固气比大于15,气速低,磨损小,输送效率高。密相输送属间歇输送,输送稳定且输送距离远,输送管管径小,安装方便。密相输送系统在化工、食品、制药、建材、采矿、冶金及电力等行业的塑料颗粒、奶粉、药剂、水泥、型砂、煤灰等散装物料的装卸输送中应用广泛。文中针对密相气力输送系统中常见的问题,分析其产生原因及影响因素。


密相气力输送系统常见问题


(1)堵塞 管道堵塞是密相气力输送系统最常见和最不易处理的故障之一,约占气力输送系统故障率的40%以上。尤其在输送管道水平段与垂直段连接处,堵塞更为严重。由于输送管线较长且架空,因此检修难度很大。


(2)部件磨损 常见的部件磨损,如仓泵出口管障率的40%以上。尤其在输送管道道阀门磨损破坏严重,维护工作量大。缓冲仓下旋转给料阀磨损破坏较快、漏粉严重。


(3)下料不畅 密相气力输送系统出料时间长,粉体贮仓运行中出现堵粉现象,造成下料困难。


(4)出力不足 密相气力输送系统出力偏小或不足,难以适应大型装置,如火力发电厂等装置的气力除灰要求。


密相气力输送系统常见问题产生原因及影响因素


1.系统设计及选型


密相气力输送是气固两相流的复杂运动过程。目前密相仓泵气力输送系统参数的确定仍基于悬浮型稀相正压气力输送计算方法,重要参数仍依赖经验选取,计算结果误差较大,使工程设计和运行管理具有不确定性。影响密相气力输送的关键因素是能耗和稳定性,在参数设计、设备选型期间就需考虑。


1.1 系统压力损失


系统压力损失包括供料装置压力损失、物料加速和提升压力损失、管路沿程压力损失(水平直管、垂直直管、弯管、斜管、管件、阀件等)及分离器压力损失等。通常采用经验公式,以输送气体的压力损失为基础,用压损因子来考虑输送物料的压力损失。设计计算时应对易引起压力下降或流阻较大的地方多加考虑,选择合理的材料和设计方案。


1.2固气比


对于一定粒度的物料,固气比有一个最佳值,此值既能保证物料的输送,又要保证用气量最少。若固气比高于最佳值,物料虽被输送出去,但用气量大,物料在输送管道内的流速高,物料对管道的磨损就变大。


1.3仓泵压力下限/上限值设定


仓泵压力下限值的设定较为重要,若该值设定过大,泵内或管道内的物料未输送完毕,会影响第二次输送。若该值设定过小,泵内或管内的物料早已输送完毕,会造成压缩空气浪费,延长输送时间,降低输送效率。一般将仓泵压力下限值设定为仓泵输送压力加上0.01~0.03MPa。仓泵压力上限值设定为仓泵实际输送过程中的压力加上0.02~0.04MPa。


1.4系统选型与布置


仓泵型式不同,系统出力、输送压力和固气比等参数亦不同,选型不当就会产生出力不足或能耗过大等问题。大部分电厂的气力除灰不畅均表现为输送能力不足,其原因主要是设计选型偏小及煤种变化。密相气力输送系统目前主要有正压单仓泵系统、正压多仓泵系统及低正压系统,其系统参数应用范围见表下表。



密相气力输送系统的参数应用范围


2.输送介质


2.1压缩气源品质


压缩气源的品质是指压缩气源的压力和净化程度。气力输送需要的输送压缩空气最低压力为0.55MPa。仓泵输送物料过程中,若压力低于0.55MPa,则输送管道容易堵塞,仓泵送不出物料,或输送时间变长。压缩气源的净化程度对气力输送影响较大。若压缩气源净化不完全,压缩气源中会含有大量的水和油,油、水与粉体物料接触时,会粘结在仓泵气化盘上,影响仓泵内部的流型和物料流化,降低仓泵输送效率,进而影响系统的顺利输送。


2.2物料品质


(1)物料粒度  物料粒度越小,其流动性越强。


(2)物料含水 有些物料,如粉煤灰表面有很多孔隙和裂缝,孔隙率最大60%~70%。这种结构在干燥状态下的流化性能很强,但对水的吸附作用也很强。若设备密封不良造成内部渗水,灰分遇水就会结块,造成系统堵塞。


(3)物料中杂物多 若输送系统内部没有清理干净,杂物进入料斗,会造成仓泵和输送管路堵塞。


3.间歇操作


仓泵输送物料是间歇操作,在交替输送过程中,会使物料逐渐沉积于输送管道底部或拐弯处造成堵塞。在打开出料阀开始输送的瞬间,对出料阀阀芯的磨损较大,并对管道弯头产生冲击磨损。而在向仓内装料过程中,会使仓底物料较长时间受压而粘合在一起,不易分散、流化,在输送出口处的水平管道部位造成堵塞。


4.元器件故障


4.1气动阀漏气


气力输送系统中使用的进料阀、排气阀、出料阀、输送阀及吹堵阀等均为气动阀,当阀体内橡胶密封圈老化变形、密封不严时,干颗粒气流会先磨穿橡胶密封圈,进而磨损门板及阀体。


4.2料位计故障


气力输送系统中使用的料位计准确性较高,对料位计的调整较为重要。如灵敏度调整得过于灵敏,会造成仓泵进料量过少。如灵敏度调整得不够,则造成仓泵进料过多,使仓泵内流化空间减小,物料浓度较大,容易发生堵管。


4.3压力变送器故障


仓泵泵内压力在整个运行控制过程中起到十分关键的作用,直接影响系统的运行和对故障的判断。压力变送器常见故障:①引压管泄漏,造成流化过程中无法达到设定压力,仓泵因加压超时而退出运行。②未到仓泵压力下限,输送过程结束,造成管道内积灰,影响同一输送管道其它仓泵的输送。③接点电压为24v,接点易受环境影响而产生干扰。④接点起弧碳化,接触不良。⑤引压管堵塞,使得变送器压力数值始终不变或变化很小,造成误堵管。


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参考资料:


杨凯悦等.长距离大运量气力输送系统的可行性研究

杨宝华.密相气力输送系统常见问题及影响因素

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