倉(cāng)式泵氣力輸送系統(tǒng)新型防堵工藝研究

朱佑錚

【摘 要】生物質(zhì)發(fā)電過程中的灰料輸送采用倉(cāng)式泵氣力輸送系統(tǒng)，在料倉(cāng)和進(jìn)料管道處容易堵料，堵料后的處理費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。本文提出的新型防堵工藝不增加新的設(shè)備，利用現(xiàn)有的倉(cāng)式泵本體作為空氣炮，通過修改可編程控制器PLC中的程序，增加對(duì)料倉(cāng)和進(jìn)料管道的反吹流程，對(duì)料倉(cāng)及進(jìn)料管道進(jìn)行反吹，解決堵料問題。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該工藝解決了料倉(cāng)和進(jìn)料管道堵料的問題，在火力發(fā)電、水泥及化工行業(yè)的倉(cāng)式泵氣力輸送系統(tǒng)中使用，可以有效解決堵料問題，降低人工成本，提高生產(chǎn)效率，減少環(huán)境污染。

【關(guān)鍵詞】防堵;反吹;倉(cāng)式泵;環(huán)保

中圖分類號(hào)： TQ172.687文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號(hào)： 2095-2457（2019）01-0019-003

0 引言

倉(cāng)式泵氣力輸送系統(tǒng)采用正壓氣力輸送方式輸送粉狀物料，廣泛應(yīng)用于電廠粉煤灰、水泥、水泥生料和礦粉等物料的輸送。由于進(jìn)料管道結(jié)拱和料倉(cāng)結(jié)拱，灰料輸送經(jīng)常堵料。

目前常用的解決方法是振動(dòng)破拱法和人工破拱法。前者利用安裝在料倉(cāng)中的振動(dòng)器對(duì)倉(cāng)壁進(jìn)行振動(dòng)，達(dá)到防拱、破拱及清倉(cāng)的目的。后者在料倉(cāng)放料口的斜壁上預(yù)留若干個(gè)孔，一旦料倉(cāng)起拱，使用工具插入倉(cāng)內(nèi)捅動(dòng)，使料拱陷落。振動(dòng)破拱法容易使料倉(cāng)下部的物料因受振而變得更加密實(shí)，使出倉(cāng)更困難，不得不采用人工破拱;人工破拱法費(fèi)時(shí)費(fèi)力勞動(dòng)強(qiáng)度大，影響生產(chǎn)時(shí)度、易污染環(huán)境，并且在疏通物料后可能會(huì)有大量的物料下沖，存在很大的安全隱患。

本文提出了一種新型防堵工藝，利用現(xiàn)有的倉(cāng)式泵本體作為空氣炮，通過修改可編程控制器PLC中的程序，增加對(duì)料倉(cāng)和進(jìn)料管道的反吹流程，對(duì)料倉(cāng)及進(jìn)料管道進(jìn)行反吹，解決堵料問題。

1 工藝原理

在倉(cāng)式泵輸送系統(tǒng)中，倉(cāng)式泵內(nèi)的氣體壓力高（相對(duì)于大氣壓最高可達(dá)0.5MPa），料倉(cāng)內(nèi)的壓力低（相對(duì)于大氣壓為負(fù)壓）。因此，當(dāng)進(jìn)料閥或排氣閥打開后，倉(cāng)式泵通過進(jìn)料管道或排氣管道與料倉(cāng)聯(lián)通，倉(cāng)式泵內(nèi)的壓縮空氣能夠從倉(cāng)式泵流向料倉(cāng)進(jìn)行吹掃。當(dāng)作用到結(jié)拱部位的氣體沖擊力大于灰料與料倉(cāng)壁面的摩擦力時(shí)，結(jié)拱部位將與壁面分離;當(dāng)氣體沖擊力大于灰料間的內(nèi)聚力時(shí)，灰料將相互散開，達(dá)到清除的效果。

圖1、圖2分別為空氣炮對(duì)進(jìn)料管及料倉(cāng)的吹掃原理圖，在對(duì)進(jìn)料管道吹掃前，先打開加壓閥，壓縮空氣通過加壓閥進(jìn)入倉(cāng)式泵內(nèi)部，倉(cāng)泵內(nèi)部大量聚集，經(jīng)過一段時(shí)間或者倉(cāng)泵內(nèi)部氣壓達(dá)到一定值時(shí)，打開排氣閥或者進(jìn)料閥，空氣壓力能瞬間轉(zhuǎn)變成空氣射流動(dòng)力能，產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊力，對(duì)進(jìn)料管道及料倉(cāng)的錐形部位吹掃，從而有效的預(yù)防和去除堵料現(xiàn)象。

改進(jìn)前后的倉(cāng)式泵物料輸送流程如圖3所示。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

加壓閥開啟時(shí)間與進(jìn)料管清堵效果的關(guān)系如表1所示。由表可見，倉(cāng)式泵內(nèi)部的氣壓越高，則進(jìn)料管的清堵效果越明顯。但是氣壓越高，則需要的壓縮空氣量就越大，必然會(huì)增加空氣壓縮機(jī)所耗的電量。當(dāng)加壓閥開啟時(shí)間超過4秒后，進(jìn)料管通暢比例增加效果顯著下降，且過長(zhǎng)的加壓吹掃時(shí)間必然會(huì)延長(zhǎng)每次物料輸送周期，影響物料輸送能力，因此，綜合考慮清堵效果、節(jié)約電能、物料輸送能力的情況下，將加壓閥的加壓時(shí)間設(shè)置為3.5秒，且每次輸送過程結(jié)束后，便執(zhí)行一次進(jìn)料管反吹程序。

表2是加壓閥開啟時(shí)間與料倉(cāng)上粘灰厚度的關(guān)系曲線?？梢钥闯霎?dāng)加壓閥開啟時(shí)間超過10秒后，料倉(cāng)積灰厚度減小效果顯著下降。另外，過長(zhǎng)的加壓吹掃時(shí)間必然會(huì)延長(zhǎng)物料的輸送周期，影響物料輸送能力。因此，綜合考慮清堵效果、節(jié)約電能和物料輸送能力的情況下，將加壓閥的加壓時(shí)間設(shè)置在10秒～14秒（0.38MPa～0.5MPa）之間，最終將時(shí)間設(shè)置為10秒（0.38MPa），并且每個(gè)小時(shí)對(duì)料倉(cāng)進(jìn)行一次吹掃。

表3顯示采用改進(jìn)工藝后的#1爐在8月份未發(fā)生堵料現(xiàn)象，而未采用改進(jìn)工藝的#2爐、#3爐分別發(fā)生3次和2次堵料情況，分別花費(fèi)了4200元、2800元的清堵費(fèi)用。由此可見，改進(jìn)后的防堵工藝清堵效果明顯，且只增加了兩道反吹工藝流程，未增加設(shè)備的投資，降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率，降低環(huán)境污染。

表4為#1爐倉(cāng)式泵氣力輸送系統(tǒng)防堵工藝改進(jìn)前后的堵料情況對(duì)比，表4中第一行數(shù)據(jù)為工藝改進(jìn)前三個(gè)月的堵料情況統(tǒng)計(jì)，第二行數(shù)據(jù)為防堵工藝改進(jìn)后三個(gè)月的堵料情況統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)顯示在防堵工藝改進(jìn)前3個(gè)月堵料6次，人工清理堵料花費(fèi)24*150=3600元，機(jī)械臺(tái)班費(fèi)6*800=4800元，合計(jì)花費(fèi)8400元。在采用新工藝后的三個(gè)月期間，該倉(cāng)式泵氣力輸送系統(tǒng)未發(fā)生堵料故障，由此可見，改進(jìn)后的倉(cāng)式泵物料輸送工藝流程已經(jīng)滿足生產(chǎn)的需要，推廣應(yīng)用前景廣闊。

3 結(jié)論

本文提出了利用倉(cāng)式泵本體作為空氣炮、對(duì)料倉(cāng)及進(jìn)料管道進(jìn)行反吹的倉(cāng)式泵氣力輸送系統(tǒng)新型防堵工藝。研究表明，加壓閥開啟時(shí)間越長(zhǎng)，倉(cāng)式泵內(nèi)部的氣壓越高，進(jìn)料管和料倉(cāng)的清堵效果越明顯。但是，加壓閥開啟時(shí)間過長(zhǎng)，清堵效果提升不明顯。實(shí)際生產(chǎn)證明，該方法能夠有效降低倉(cāng)式泵氣力輸送系統(tǒng)的堵料故障。

【參考文獻(xiàn)】

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