粉体密相气力输送理论与技术进展_高敬国

0　引言 气力输送在能源、化工产业当中得到了非常广泛的应用，并且对于粉体的密相输送也产生了很多优秀的研究成果。

另外，大规模的煤气化技术由于其清洁性，也得到了社会的发展和重视。

密相输送技术正是其关键技术之一，因为高压浓相输送的效率和稳定性对于煤气化技术的影响极大，因而需要重点关注。

1　粉煤密相输送的具体流程 密相输送分为发送罐输送和旋转阀输送。

发送罐输送是通过将发送罐加压至一定压力，采用切换出料阀及气刀对物料进行分配来实现输送的。

这种输送气流速度较低而固气比较高，输送气压力较高。

输送气体常采用空气或氮气，动力一般由压缩机提供，旋转阀密相输送是采用稀相正压输送方式，而动力采用压缩机提供。

系统具有较高压力、较低流速但输送能力大，对物料几乎无影响。

密相输送时，颗粒是在少量气体松动的流化状态下进行集体运动，并不靠气体使它加速，固体的移动是靠静压差来推动的。

在高低并列式提升管催化裂化装置中，利用斜管进行催化剂输送，就是依靠静压差。

催化剂流动的推动力由斜管内料柱的静压头形成，以克服催化剂在斜管中的流动阻力和两器的压差。

其中不连续密相是常用于单点供料，较长距离输送。

管线中几乎充满了以柱塞流动方式向前移动的物料。

管道磨蚀小、物料不易破碎。

一般为正压输送。

正压输送系统是以压缩空气把大量物料输送至较远距离的一种节能高效的输送方式。

其气源常采用压缩风机。

空分单元的氮气经过高压之后，通过粉煤给料罐进行加料，然后再与粉煤相混合后，调节形成煤流。

煤流在获得相应速度和密度的前提下会保持相应的稳定状态，并且在没有干扰因素的情况下，其速度和密度会产生变化，流动阻力也会在这种条件下出现变化。

另外，如果干扰因素产生的影响程度比较大，煤流和氮气的混合不够均匀的情况下，输煤线路也会存在着明显的不稳定。

2　影响输煤线的主要条件2.1　煤种变化 煤种变化一般指的是原料煤种出现的变化，最主要的一点是影响到其物化性质。

以常见的例子来看，粉煤的骨架密度就会有明显的变化，并且其条件还会在煤循环测试中影响到校正系数，实际的流量也会出现过高或过低的情况。

自动成栓阀解决气力输送堵灰应用（华润电力（常熟）有限公司周亚东）摘要：浓相气力输送系统在燃烧煤质变差，超出原设计出力时，灰质也会相应变差，此时气力输送系统容易出现堵管，出力降低，造成电除尘积灰跳闸，严重影响机组运行安全。

而加装自动成栓阀后，自动成栓阀可自动在堵灰处加气进行疏通，有效的解决了气力输送的堵管问题。

关键词：浓相气力输送系统自动成栓阀堵管灰质1原气力输送系统简介1.1系统配置华润电力（常熟）有限公司3×650MW机组除尘器采用浙江菲达环保股份有限公司的双室四电场静电除尘器，每台炉的电除尘器设有四个电场共32个灰斗。

电除尘器每个灰斗下设1台输送MD泵，一电场的MD泵有效容积为2.26m3，二电场的MD泵有效容积为1.27m3，三、四电场的MD泵的有效容积均为0.25m3。

1.2系统配置气力输送系统采用的是英国克莱德设计的正压浓相输送系统，以1台炉为1个输送单元，每个单元设2根输灰管，1根粗灰管，1根细灰管。

电除尘器一电场设1根粗灰管，电除尘器二、三、四电场设1根细灰管。

每台炉的飞灰输送分为5组，电除尘器一电场为2组，每侧1组，每组4台仓泵；二、三、四电场各为1组，每个电场为1组，每组8台仓泵。

每台炉的飞灰输送将按照程序依次进料输送，同一时间内2根输灰管允许同时输送，而同一根输灰管只允许其中的一组系统在输送，其余各组处于关闭状态，或在进料或在等待。

每台炉设2根输灰管，输灰管采用不变径形式，灰管为φ219×8的厚壁无缝钢管组成；除尘器灰斗即3号炉最远点至灰库水平距离为590米，升高约32米，每根管道含11个弯头，输灰管在灰库顶上设有气动切换阀，电除尘器一电场的干灰（粗灰）输送到粗灰库内，电除尘器二、三、四电场的干灰（细灰）输送到细灰库或粗灰库内。

每根灰管经库顶切换阀均可进入2座灰库，1号炉的粗灰可以进1、2号粗灰库；2号炉的粗灰可以进2、3号粗灰库； 3号炉的粗灰则可以进1、3号粗灰库，每台炉的细灰可进入细灰库，也可进入与每炉相对应的粗灰库。

粉体密相气力输送理论与技术进展行业知识 2009-10-07 13:53 阅读46 评论1字号：大中小综述了密相气力输送的理论，并对目前开发的密相气力输送装置进行了介绍，分析了各种形式装置的技术指标及性能，为进一步完善密相输送理论和开发新型密相气力输送装置奠定了基础。

关键词气力输送；固气比；输送速度粉体气力输送是一项利用气体能量输送固体颗粒的古老而有效的技术，迄今已有100多年的历史。

在粉体气力输送的发展历史中，尤其是近几十年，粉体的气力输送技术有了突飞猛进的进步。

在稀相悬浮式气力输送方面，不同行业的研究者研究水平均已达到较高层次，在某些参数计算及其输送机理方面都已达成了共识。

稀相悬浮式气力输送技术在建材、冶金、化工等行业有了广泛的应用。

理论与实践都证明粉体的气力输送具有机械输送所不具备的优越性，如设备简单、布置灵活、易于收尘等等，但同时，这种稀相悬浮式气力输送的不足之处也逐渐引起了人们的注意，如所需功率较大，是斗式提升机的2～4倍，是带式输送机的15～40倍；管内料速快，一般约在20～30m/s，造成管道磨损十分严重；气固分离量大等［1］。

这些弊端给气力输送研究人员提供了又一研究课题——开发一种能耗低、固气比大、气固分离量小、性能更优越的输送技术。

近期逐渐兴起的密相气力输送技术引起了气力输送研究人员的极大兴趣。

密相气力输送技术主要是指栓流气力输送，粉料在输送管中不再散开，而是形成料栓、依靠料栓两端的静压差向前移动，具有低速、密相及低动力指数的特点，而且由于材料的磨损与流速的二次方或三次方成正比，因此气流速度的减小大大延缓了材料的磨损。

随着固气比的提高，气力输送的动力指数显著下降，是一种更理想的输送方式［2］。

本世纪初，尤其是六、七十年代，密相气力输送的研究达到了高潮，不同领域的学者对密相气力输送的理论进行了探讨，得到了许多有价值的研究成果，并开发了形式多样的密相气力输送装置。

1密相气力输送的流动模型机理1.1密相气力输送的定义关于密相气力输送的定义或密相与稀相的划分界限，至今尚未形成统一的看法，比较典型的主要有以下几种说法［3］：(1)固气比大于10，15，25或80时，可以认为是密相气力输送；(2)物料的体积浓度大于40%，50%时，可以认为是密相气力输送；(3)气力输送时，物料充满管道的一个或多个断面时，可以认为是密相气力输送；(4)Dixson等认为：对于水平输送，气体量不足以使所有物料处于悬浮状态时，可认为是密相输送状态；对于垂直输送，有颗粒回落现象，即可认为处于密相气力输送状态；(5)用目前广泛使用的Zenz相图对气力输送进行分类。

气力输送技术的应用及其在煤粉输送领域的研究进展摘要：本文首先介绍了气力输送技术的分类，主要分为烯相气力输送和浓相气力输送两类，然后系统地评述了气力输送技术的应用进展，主要包括在节能环保气力输送设备和垃圾废弃物的处理两方面的应用进展，最后着重介绍了气力输送技术在煤粉输送领域的研究进展。

关键词：气力输送密相输送煤粉流化风量管段压降一、研究背景气力输送，有时又叫做气流输送，它是指以气体为载体，在一个密闭的管道内利用气流的能量，从而可以沿着气体的方向路线不断运送一些颗粒状的物料，气力输送的原理主要是应用了流态化技术。

气力输送技术因其设备密闭环保安全，操作简单方便，在轻工、能源、建材、冶金、化工、水泥、粮食加工、发电等领域有着广泛的应用，因此得到了各国工业领域的高度重视和关注。

气力输送技术主要分为烯相气力输送和浓相（密相）气力输送两种类型。

与烯相气力输送技术相比较，浓相气力输送技术具有下面几个较为突出的优势：（1）浓相气力输送过程中，固气比高，从而使排出的废气量减少，减小了环境的污染。

（2）密相气力输送设备简单，设备布置方便，运行可靠，占地面积小，维修工程量很小，设备的投资、保养和维护费用少，从而减少了企业成本年运行费用。

（3）密相气力输送过程中物料对输送管的磨损比较小，从而延长了输送管的使用寿命，节省了工厂设备的投资，一般磨损较小的输送管道使用寿命可以达到20年之久。

（4）密相气力输送设备自动化程度高，易于实现无人管理的全自动控制，从而节省了人力物力等大量的资源。

（5）物料散装，不需要包装，使得卸料方便灵活效率高，费用低，从而减少了运输成本。

二、气力输送技术的应用进展工业废气废水的任意排放以及生活垃圾的随意丢弃，使得人们对环保也越来越重视，这就要求气力输送设备能够高效、环保、节能、安全。

针对以上要求，气力输送技术的发展主要有以下几大应用进展。

1节能环保气力输送设备为了解决日益恶化的环保问题，人类一直以来主要致力于研究高效节能的输送装置，这就要求输送装置可以长距离运输，并且具有较大的输送量但是能耗较低，所以现在科学家们已经研究出了一种把密封、耐压的旋转叶片式供料器与压力发送罐组合在一起的气力输送装置，这种输送装置在输送过程中稳定可靠并且还能保证物料的质量。

粉体气力输送简介粉体气力输送是一种利用气流将固体颗粒材料输送的技术。

它适用于煤炭、水泥、化工原料等领域。

粉体气力输送具有输送效率高、成本低、操作灵活等优点，在工业生产中得到了广泛应用。

工作原理粉体气力输送的工作原理主要是利用气流的力量将粉体颗粒材料从一个地点输送到另一个地点。

其中，气流对粉体的输送起到至关重要的作用。

其主要工作过程如下：1.通过搅拌器或压缩空气装置产生气流，气流经过传输管道送到输送点；2.将粉体颗粒材料通过装有气动输送装置的料仓注入传输管道；3.在传输管道中，气流将粉体颗粒材料悬浮并推动其向前输送；4.粉体颗粒材料到达目标地点后，通过气流的减速和分离，粉体颗粒材料被沉降下来，并被收集或进一步处理。

优点和应用粉体气力输送具有如下优点：1.输送效率高：气流的强大推动力可以将粉体颗粒材料快速、高效地输送到目标地点，提高工作效率；2.成本低：相比于其它输送方式，粉体气力输送不需要额外的动力驱动装置，降低了设备运行成本；3.操作灵活：粉体气力输送可以根据不同的需求和工艺要求进行调节和控制，增加了操作的灵活性；4.适用范围广：粉体气力输送适用于多种颗粒材料，包括煤炭、水泥、化工原料等。

粉体气力输送在以下领域得到了广泛应用：1.煤炭工业：粉煤灰等粉末状物料可以通过气力输送系统进行处理和输送；2.水泥工业：水泥、石灰石等粉末状物料可以通过气力输送进行混合、输送等工艺操作；3.化工工业：化工原料、催化剂等粉末状物料可以通过气力输送进行输送和反应等操作；4.粮食加工工业：麦粉、玉米粉等粉末状物料可以通过气力输送进行加工和分装等操作。

注意事项使用粉体气力输送技术时，需要注意以下事项：1.控制气流速度：气流速度的选择对粉体输送效果有很大影响，需要根据具体的物料特性和输送距离进行调节；2.排气处理：在粉体到达目标地点后，需要对气流进行处理，以便去除悬浮在气流中的细小颗粒，防止对环境造成污染；3.定期清理管道：粉体气力输送过程中，管道内会有一定的积存物，需要定期清理，以防止积存物对输送过程的影响；4.检测粉体含水率：粉体的含水率对输送效果有一定影响，需要定期检测和控制。

高压密相气力输送煤粉流动状态识别方法高鹤明;晏克俊;刘君【摘要】高压密相气力输送中煤粉流动状态的识别及其监测对于煤气化的安全稳定运行具有重要意义.提出一种基于阵列式静电传感器实现高压密相气固两相流动状态识别的新方法.采用EMD方法对阵列式静电传感器各电极静电信号分别进行多尺度分解,并对得到的多尺度静电信号进行样本熵和能量比计算,通过分析各电极静电信号的多尺度样本熵和多尺度能量比的分布实现对流场内颗粒流动稳定性及其状态的识别.试验结果表明:阵列式静电传感器多尺度样本熵的一致性能够表征密相气固两相流动状态的稳定性,多尺度能量比的一致性能够表征管内颗粒分布的状态;并且还揭示了静电信号低尺度分量(1,2尺度)包含悬浮流动颗粒信息,高尺度分量(3尺度以上)包含沿管底流动颗粒信息.%The stability and monitoring of dense-phase pneumatic conveying of pulverized coal under high pressure has a significant meaning for coal gasification engineering application.A novel array electrostatic sensor based method was presented to achieve the recognition of the flow stability and flow regime of dense gas-solid two-phase flow.Multi-scale decomposition was firstly performed for the electrostatic signals of every electrode of the array electrostatic sensor by EMD,and the sample entropy and energy ratio were calculated for every scale electrostatic signal component.Finally through the comparison and analysis of the multi-scale sample entropy and multi-scale energy ratio,the recognition of the particles flow stability and flow regime was achieved.The experimental results indicated that the consistency of the multi-scale sample entropy of the array electrostatic signals presents thestability of dense gas-solid two-phase flow,and the multi-scale energy ratios present the particles distribution and flow regime within pipeline;the low-scale compo nents (1,2 scale) of the electrostatic signal contain the information of the suspended particles flow,and the high-scale components (3 scale above) contain the information of the great particles group flow along the bottom of the pipe.【期刊名称】《煤炭学报》【年(卷),期】2017(042)003【总页数】7页(P775-781)【关键词】静电传感器;颗粒荷电;气固两相流;多尺度;样本熵【作者】高鹤明;晏克俊;刘君【作者单位】西安理工大学机械与精密仪器工程学院,陕西西安710048;西安理工大学机械与精密仪器工程学院,陕西西安710048;西安理工大学机械与精密仪器工程学院,陕西西安710048【正文语种】中文【中图分类】TQ546高压密相气力输送煤粉是气流床加压气化技术的关键技术之一，其具有输送效率高，载气流速低，对管壁磨损小，有利于气化炉内反应物气化等诸多优点[1-3]。

气力输送的应用分析及发展前景分析论文气力输送的应用分析及发展前景分析论文气力输送装置是在管道内利用气体作为承载介质，将物料从一处输送到另一处的完全密闭的输送设备，它具有设备简单、结构紧凑、占地较小、安全可靠。

输送效率较高等优点。

但是它的能耗高，对输送物料的粒度、粘性、温度等有一定要求，影响广泛使用。

对一般松散的颗粒状、粉状物料均可采用气力输送。

随着工农业生产的发展，物料的流动日趋频繁，由于制造工艺的进步，气力输送的技术有了巨大的进展。

随着输送对象范围的不断扩大，装置的结构愈来愈完善，装置的形式更是层出不穷。

1 气力输送装置的一般型式一般所说的气力输送装置型式，是按空气在管道中的压力状态来区分，可分为负压吸送式和正压压送式两类。

1. 1 负压吸送式引风机械装在系统的末端，当风机运转后，整个系统形成负压，这时，在管道内外存在压差，空气被吸入管道。

与此同时，物料也被空气带入管道，并被输送至分离器，在分离器中，物料与空气分离，被分离的物料，由分离器底部的旋转出料器卸出。

空气被送到除尘器净化，净化后的空气经风机排入大气或循环使用。

1. 2 正压压送式这种装置系统的部件比吸送式复杂，风机装置在系统的进料端进行压送，由于风机装在系统的前端，因而物料便不能自由地进入管道，必须用密闭的加料装置。

当风机开动以后，管道内的压力便高于大气压力，这时，物料从料斗经旋转加料器加入管道，随即被压缩空气输送至分离器中。

在分离器中，物料与空气分离，并由旋转出料器卸出，空气则经除尘器净化后排入大气。

2 气力输送的类型气力输送系统使用范围广，并且，输送物料的特性相差较大，物料的特性对其气力输送是否成功和能否达到应有效率具有很大的影响，不同种类物料的特性不同，而同一种类的物料也不一定具有相同的气力输送特性，不同的'物料必须有不同的特性的装置来适应，因此，气力输送装置的品种十分繁多、复杂。

概况起来，整个气力输送系统，可以分为稀相气力输送系统、密相动压气力输送系统、密相静压气力输送系统、筒式气力输送系统。