遠(yuǎn)距離粉煤灰氣力輸送的應(yīng)用

 　　以綠色環(huán)保介質(zhì)－空氣為動(dòng)力源的粉粒狀物料氣力輸送系統(tǒng)工程，由于它工藝布置靈活、倉式泵結(jié)構(gòu)簡單、幾乎無運(yùn)動(dòng)件、磨損小、維修工作量小、費(fèi)用低，通過管道密閉輸送物料不受氣候影響、不揚(yáng)塵、利于環(huán)境保護(hù)。壓送式具有可一點(diǎn)向多點(diǎn)卸料、倉式輸送可兼單泵及累積稱重、全自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)等優(yōu)點(diǎn)。與機(jī)械輸送相比基建一次性投資小，綜合效益好，尤其在遠(yuǎn)距離輸送中優(yōu)勢(shì)比較明顯。在建材、化工、鋼鐵、有色、電力、交通、糧食等行業(yè)受到廣泛重視與應(yīng)用。

　　2005年4月，合肥水泥研究設(shè)計(jì)院為天瑞集團(tuán)周口水泥有限公司設(shè)計(jì)并供貨了一條遠(yuǎn)距離大輸送量粉煤灰氣力輸送生產(chǎn)線。由周口隆達(dá)電廠粉煤灰?guī)旖?jīng)大型低耗氣力輸送泵通過1436米（當(dāng)量）輸送管道，輸送至水泥廠內(nèi)儲(chǔ)庫。設(shè)計(jì)要求月輸送量約2萬噸（電廠全部粉煤灰），臺(tái)時(shí)輸送量50t/h以上，電耗指標(biāo)為6kWth/t左右。

    1.工藝布置

　　電廠粉煤灰?guī)旖?jīng)庫底卸料裝置進(jìn)入調(diào)速水平螺旋輸送機(jī)，經(jīng)斗式提升機(jī)80t/h入流態(tài)化式中間倉，下部安裝DB倉式泵（18m3）,輸送方式為連續(xù)進(jìn)料、間斷輸送、自動(dòng)或手動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。出料管道前端裝有防堵兩路閥，通過變徑管道1436米輸送進(jìn)入廠區(qū)粉煤灰?guī)臁］斔凸艿篱g隔80米安裝有助動(dòng)器10支。安裝兩臺(tái)40m³/min、0.7MPa螺桿壓縮機(jī)（其中一臺(tái)備用）及一臺(tái)20m³/min、0.7MPa螺桿壓縮機(jī)。該裝置安裝有稱重系統(tǒng)，數(shù)顯壓力傳感器，電控先導(dǎo)閥組件，氣動(dòng)執(zhí)行閥，及PLC自動(dòng)控制器等。

　　2. 輸送管道布置及走向
　　電廠粉煤灰?guī)斓剿鄰S粉煤灰?guī)鞙y算長度為1156.7m，實(shí)際管路長度為1200m。輸送管道分為3次變徑，有11個(gè)彎頭，1個(gè)兩路閥，10個(gè)助動(dòng)器，儲(chǔ)庫高為25m。氣力輸送輸料管道當(dāng)量長度為: 1200＋3×5＋11×8＋25×1.8＝1348m。

　　經(jīng)過輸送物料物性分析后，對(duì)輸料管道的管徑、變徑點(diǎn)的選擇，進(jìn)行多方案篩選，在滿足輸送量的前提下，保證安全長期運(yùn)轉(zhuǎn)，盡量降低風(fēng)速，減小磨損（降低電耗）。管道的設(shè)計(jì)還應(yīng)考慮對(duì)不同風(fēng)量的適應(yīng)性，滿足不同輸送量的需要。

　　根據(jù)理論計(jì)算及實(shí)踐積累的壓力坡降計(jì)算式選定該工藝線的輸料管道直徑分別為DN219×8；DN245×8；DN273×8；DN299×8。

　　3. 運(yùn)行情況
　　經(jīng)過幾個(gè)月的緊張施工及設(shè)備安裝調(diào)試，于2005年11月，正式投產(chǎn)達(dá)標(biāo)，連續(xù)運(yùn)行至今。從2005年11月2007年7月，中間進(jìn)行了兩次技術(shù)指標(biāo)考核。第二次考核數(shù)據(jù)如下：臺(tái)時(shí)輸送量：56.8t/h；設(shè)定裝料量：10t；6t；輸送時(shí)間：6-7min；4min；裝料時(shí)間：3-4min；2min；輸送工作壓力：0.28－0.3MPa；輸送管道末速：10.7m/s；輸送管道初速：6.8m/s；輸送管道平均速度：8.7m/s；參考重量混合比：19.7kg/kg~23.6kg/kg；輸送噸電耗：4.3kWh/t（實(shí)測值）；噸輸送km電耗：3.6kWh/t·km。第一次考核數(shù)據(jù)中，輸送噸公里顯電耗4.3～5 kWh/t·km，略遜于第二次，其余數(shù)據(jù)略。第一次考核時(shí)間為2005年11月至2006年8月，第二次考核時(shí)間為2007年元月至2007年7月。數(shù)據(jù)顯示了隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，該條遠(yuǎn)距離大輸送量粉煤灰氣力輸送生產(chǎn)線，運(yùn)行情況越來越穩(wěn)定，料氣比也隨之增加，噸公里電耗也有下降。

　　4.磨損情況檢測
　　2005年8月26日應(yīng)用日本產(chǎn)AD-353B型超聲測厚儀對(duì)該輸送管道及泵體的磨損量進(jìn)行了檢測，檢測精度為±0.1mm，測量結(jié)果如下：泵體無明顯磨損，下部局部有點(diǎn)蝕（只發(fā)現(xiàn)一處）；水平管道檢測約40個(gè)點(diǎn)，管道理論壁厚為8mm（新輸料管道為無縫鋼管GB8162，全部為負(fù)偏差），大多檢測值為7.2mm；考慮管道負(fù)偏差，磨損量約在0.6mm左右，沿程磨損較為均勻；尾部彎管由于未焊背部加強(qiáng)筋，輸料彎管有磨穿現(xiàn)象，該部位應(yīng)立即考慮補(bǔ)救技術(shù)措施。

　　5.技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析
　　該設(shè)備每年以輸送20萬噸粉煤灰作為復(fù)合水泥混合材，企業(yè)應(yīng)用粉煤灰每噸創(chuàng)造價(jià)值260余元，扣除加工過程中的電費(fèi)、設(shè)備折舊費(fèi)、運(yùn)行費(fèi)等，每噸可收益約200元，每年可收益4000萬元，1～2個(gè)月即可收回設(shè)備投資。若改用散裝車運(yùn)輸，輸送每噸粉煤灰單獨(dú)電費(fèi)差價(jià)每噸達(dá)4元，每年要多支付80萬元。

　　該系統(tǒng)輸送風(fēng)速低于16m/s，與國內(nèi)的推薦值25～30m/s相比，降低30%以上；而重量混合比卻提高近35%以上。輸送阻力與輸送速度成正比，隨著風(fēng)速下降，阻力明顯下降；而磨損量與速度3－4次方成正比，因此磨損量也明顯下降；空壓機(jī)裝機(jī)功率與輸送阻力和風(fēng)量乘積成正比，因此輸送量及輸送距離相同情況下，綜合電耗比常規(guī)方式降低30%以上。

　　6.社會(huì)效益
　　由于粉煤灰經(jīng)氣力輸送管道送至水泥廠，減少了粉塵污染，保護(hù)環(huán)境、重要的是節(jié)省了寶貴的土地資源。粉煤灰二次綜合利用，利于循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

　　7結(jié)束語
　　通過在天瑞周口水泥有限公司的實(shí)際應(yīng)用，DB倉式氣力輸送系統(tǒng)為今后粉煤灰大輸送量、遠(yuǎn)距離運(yùn)輸開辟了一條綠色通道。從理論和實(shí)際應(yīng)用上證明了其完全可以替代進(jìn)口產(chǎn)品，性能指標(biāo)甚至優(yōu)于國外同類技術(shù)。氣力輸送工程節(jié)約了建設(shè)成本，縮短了建設(shè)周期，無粉塵，自動(dòng)化程度高，值得在今后設(shè)計(jì)中大規(guī)模推廣應(yīng)用，尤其在距離遠(yuǎn)，輸送量大的生產(chǎn)線中優(yōu)勢(shì)更為明顯。