氣力輸送堵管案例分析

發(fā)布日期：2024-04-06　瀏覽次數(shù)：50

某某煉鐵廠燒結(jié)用燃料氣力輸送系統(tǒng)在使用過程中,因焦粉顆粒大、含水量高、流動性差,在管道內(nèi)受到的阻力較大,加上輸送出力不足,導致焦粉在管道內(nèi)的輸送速度逐步下降,造成頻繁性堵管.針對堵管的原因提出改進措施,對輸灰進氣管道進行了改造,將輸灰進氣管延長至倉泵內(nèi)并在輸灰進氣管前端設(shè)計一段文丘里管,同時對"料氣比"進行了調(diào)整.通過提高輸送速度和減少物料在管道內(nèi)受到的阻力解決了輸送焦粉等粗顆粒、含水量高的物料輸送時管道易堵塞的問題,拓寬了氣力輸送對物料的適用性。

氣力輸送設(shè)備常用于物料長距離輸送。該設(shè)備簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便，工藝布置靈活、在某某鋼鐵廠燒結(jié)用燃料從配料室焦粉槽輸送到燒結(jié)平臺上的接受料倉。當在投運初期，頻繁出現(xiàn)輸送管道堵管故障，造成系統(tǒng)無法正常運行。

針對此問題展開分析：

某某鋼鐵廠燒結(jié)用燃料技術(shù)改造項目中用濃相氣力輸送，該系統(tǒng)由一臺2.5m3的倉泵構(gòu)成一個獨立發(fā)送單元。主要設(shè)備包括焦粉槽，進料閥，排氣閥，倉泵，輸灰進氣閥組，流化氣管，輸送管道，接受料倉和倉頂布袋。如圖一所示

在正常運行時，焦粉儲存在倉泵單元上方的配料室焦粉槽出口處，焦粉在重力作用下進入倉泵，然后通過稀土合金耐磨管路被氣力輸送系統(tǒng)輸送到接受倉。接受料倉頂部增設(shè)倉頂布袋，避免輸灰時料倉頂部揚塵。

倉泵式氣力輸送裝置采用間歇性輸送方式，每輸送一倉物料即為一個工作循環(huán)，每個工作循環(huán)的輸送步驟如下

當倉泵內(nèi)壓力≤0.03MAP時，排氣閥和進口進料閥通過電磁閥開啟，倉泵內(nèi)部與焦粉槽連通，焦粉不斷從焦粉槽進入倉泵內(nèi)。
當倉泵料位計發(fā)出廖偉信號，進料閥和排期閥通過電磁閥失能而關(guān)閉，此時進料閥狀態(tài)結(jié)束
當排氣閥關(guān)閉延時1~2s后，輸送氣源閥和流化氣動閥將被加能的電磁驅(qū)動器打開，輸送氣源進入倉泵，泵內(nèi)焦粉被卸入輸送管路。此時焦粉和壓縮空氣的混合物進入輸送管道，并輸送至接受料倉。倉泵內(nèi)壓力在此步驟初期時急劇升高，為加壓流化階段，后壓力保持穩(wěn)定，為輸送階段，當倉泵輸送物料完成后，管道阻力下降倉泵內(nèi)壓力降低。當倉泵內(nèi)壓力降低至下限壓力值時，輸送階段結(jié)束，進入下一步驟，此步驟為吹掃階段，輸灰進氣閥組和流化氣閥組中的氣動進氣閥仍開啟，壓縮空氣吹掃倉泵和輸灰管道，此時倉泵內(nèi)已無焦粉，管道內(nèi)焦粉逐步減少，最后幾乎成空氣流動狀態(tài)，系統(tǒng)阻力下降，倉泵內(nèi)壓力降到0.03MAP以下，發(fā)出輸送完成的信號，輸送氣源閥和流化氣閥將被關(guān)閉，此次輸灰過程結(jié)束，吹掃的目的是吹進管路和倉泵內(nèi)殘留的焦粉，以利于下一循環(huán)的輸送。

堵管原因分析

正常情況下，在氣力輸送的加壓流化和輸送階段，物料能夠在倉泵內(nèi)充分流化并在壓縮空氣的驅(qū)動力下克服輸送管道的阻力排人接受料倉。但適用于氣力輸送的物料在物理性能和粒度上有一定的限制，粗大和潮濕的灰不宜輸送。主要原因是粗大和潮濕的物料流動性差受重力作用影響，物料會在輸送管道內(nèi)逐漸沉降。特別是愈靠近管道垂直提升的彎頭處和輸送管道的末端，輸送速度愈低。同時“料氣比越高，即物料的濃度愈高，受到的阻力就愈大，輸送速度也愈低。由于速度的降低，更多的物料會沉積到管道底部，當沉積的物料數(shù)量過多時，就會造成堵管。即使進人吹掃階段，也無法通過壓縮空氣將沉降在管道底部的物料吹掃干凈。據(jù)上分析，堵管的根本原因就是壓縮空氣對物料的輸送力不足，無法克服物料在管道內(nèi)受到的阻力

氣力輸送系統(tǒng)使用過程中，因焦粉顆粒大且含水量高，流動性非常差，在管道內(nèi)受到的阻力較大，加上輸送出力不足，導致焦粉在管道內(nèi)的輸送速度逐步下降最終引起堵管，堵管位置主要出現(xiàn)在垂直提升的彎頭處。

改進方案

為提高壓縮空氣對物料的輸送出力，加快輸送速度，我們對輸灰進氣管道進行了改造。

在倉泵底部設(shè)置氣化三通，氣化三通的進口設(shè)置輸灰進氣管，原輸灰進氣管設(shè)置在氣化三通進口法蘭處;我們將輸灰進氣管延長至倉泵內(nèi)，與氣化三通出口留60~100mm的距離并在輸灰進氣管前端設(shè)計一段文丘里管。改造前輸灰進氣管道如圖2所示，改造后輸灰進氣管道如圖3所示。氣化三通內(nèi)部兩側(cè)設(shè)置流化氣刀，流化氣經(jīng)過流化氣刀將倉泵內(nèi)的焦粉流化。輸送氣通過輸灰進氣管道進人倉泵，將流化后的焦粉輸出。輸灰進氣管延伸至倉泵可以減少輸送氣對流化氣刀流化效果的干擾，保證焦粉和壓縮空氣在倉泵內(nèi)均勻混合。再通過輸灰進氣管前端文丘里管的射吸效應，加快氣體流速，提高輸送出力

固氣比進行調(diào)整

在兩相流中，單位時間內(nèi)輸送的物料量與同一時間輸送消耗的空氣量的比值稱為“料氣比”，也稱“固氣比”或濃度，比值高的稱為“濃相”，低的稱為“稀相”。投運初期時，氣力輸送廠家按“濃相”氣力輸送進行設(shè)計，進料時間過長，單位時間內(nèi)輸出的物料量較大;在所有進氣管道上安裝節(jié)流孔板，導致單位時間內(nèi)的壓縮空氣量偏小。焦粉流動性差，料氣比要偏“稀相”，即物料的濃度要降低。為減少物料在管道內(nèi)受到的阻力，我們對“料氣比”進行了調(diào)整，減少單位時間內(nèi)輸出的物料量。首先是對進料時間進行了設(shè)定，由最初的60s減小至30s。同時，通過調(diào)整輸灰進氣管和流化氣管上手動球閥的開度來控制輸送氣和流化氣的進氣量。流化氣過大，會導致單位時間內(nèi)被流化的物料量較多，增加管道堵管風險。輸送氣源量加大則可以加大倉泵和管道內(nèi)物料的吹掃力度。經(jīng)過反復試驗，輸送氣和流化氣的進氣量由最初的4:6調(diào)整至7:3左右。

氣力輸送設(shè)備改造和調(diào)試運行后，氣力輸送裝置運行穩(wěn)定，2022年10月份改造至今再未出現(xiàn)堵管故障。在輸送階段，最高壓力在0.13 MPa左右，最低點在0.03 MPa左右，每個工作循環(huán)持續(xù)1分鐘，輸送過程流暢穩(wěn)定，完全能夠滿足生產(chǎn)對焦粉物料量的需求。

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