气力输送的应用分析及发展前景

王彦丽

(中海油山东化学工程有限责任公司，山东 济南 250101)

气力输送的应用分析及发展前景

王彦丽

(中海油山东化学工程有限责任公司，山东 济南 250101)

气力输送系统对火力发电、化工、水泥、制药、粮食加工等行业的发展有重要的影响，由于近代气力输送突飞猛进的进展，促使理论研究不断深入，逐步形成了初步完整的气力输送体系。通过对气力输送装置的输送方式、输送类型及类型选择等进行分析和评述，得出密相栓流输送系统应是今后的主要发展趋势，分析了密相栓流输送存在的问题及发展前景。

气力输送；型式；密相栓流；前景

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。如图1所示。

图1 吸送式气力输送装置系统

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。如图2所示。

图2 压送式气力输送装置系统

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。

2.1 稀相气力输送系统

在稀相气力输送系统中，气流流速较高，粒料在气流中处于悬浮状态，物料均匀分布，在水平管中呈飞翔状态，空隙率很大。物料的输送主要依靠由较高速度的空气所形成的动能，通常采用的气流速度约为12～40 m/s之间，输送比一般为1～5之间，最大值为15(粒料)。

2.2 密相动压气力输送系统

在密相动压气力输送系统中，气流流速较低，物料在管道内已不再均匀分布，而呈密集状态，但管道并未被物料堵塞，因而仍然是依靠空气的动能来输送，通常采用的气流速度约为8～15 m/s之间。

这类流动状态的气送装置有：高压压送、高真空泵吸送和流态化输送。输送比的变化范围很大，高压压送与高真空吸送的输送比大致为15～50之间，流动状态呈脉动集团流。 而对于易充气的粉料，输送比可高达200以上，呈流态化输送。

2.3 密相静压气力输送系统

在密相静压气力输送系统中，物料密集而栓塞管道，依靠空气的静压来推送物料，它是在密相动压气力输送系统基础上发展起来的新型气力输送技术，是目前国内外的研究重点，已有几种不同类型的装置并展开了相应的应用理论研究，它可以分为柱流与栓流两种。

(1)柱流气力输送：密集状物料连绵不断地充塞管内而形成料柱，其移动速度较低，一般仅为0.2～2 m/s，这是此类装置最大的特点。但是仅用于30 m以内的短距离输送。

(2)栓流气力输送：人为地把料柱预先切割成较短的料栓，输送时，气栓与料栓相间分开。从而可提高料栓速度，降低输送压力，减少动力消耗，以及增加输送距离，这是目前较好的中等距离输送方法。通常压力为1.5～3 kg/cm2。

2.4 筒式气力输送

筒式气力输送按装料筒的不同而分无轮的传输筒和有轮的传输筒车两类，输送时，将需要输送的物件装入传输筒或传输车内，然后利用空气的静压，使传输筒或筒车在管道内飞速滑行，类似于栓流静压料、气相间的流动，专门用于既难悬浮、而本身又无法成栓的成件货物的输送，这种输送方式适用于特定场合，应用范围小。

3 气力输送系统的应用对比及类型选择

稀相气力输送系统使用较普遍，但输送速度高，能耗大，物料的高速运动使物料破损，并会使系统中某些部件磨损相当严重，有时仅能使用1～2周，严重制约生产。密相气力输送技术的成熟和应用，克服了能耗大、磨损严重等问题，输送效率高，空气用量小，分离器和尾气处理装置均较简单，但密相气力输送系统对技术水平要求很高，参数控制精密，设计不当的话会导致系统不稳定及堵管等问题，影响系统运行。

一般地说，在既可选用稀相悬浮流，又可选用密相栓流气送时，以选用密相栓流为宜；在只适用稀相气流时，则以选用压送式为佳。

从装置的结构来说，密相输送需要将输送物料采用高压压送，因而，物料必须首先加入到一个密闭的耐压容器中，然后通以高压空气使物料充气流化，这就给密相气送的加料装置带来了一定的困难。

因此，采用由几种类型组合而成的综合装置的做法越来越多，这是气力输送系统发展的一个重要趋势。组合气力输送装置系统，主要有以下几种：

(1)稀相吸-压气送装置：凡是要从几个加料点输送至几个分散的卸料点，或是在输送过程中，需要实现多种工艺操作时，采用该系统是比较合适的。

(2)稀-密相、动-静压气送装置：密相栓流往往在加料方面不太方便，采用稀-密相、动-静压气送装置可克服这一缺点，该装置先用稀相吸气式收集物料进入贮料罐，而后再用密相栓流进行输送。由于稀相集料的输送距离通常较短，因而，能量消耗和磨损不大。这种形式的组合，充分发挥了两种不同类型气送装置各自的特长，这种组合装置中，必须采用两种不同的气源。

(3)稀相-传输筒车气力输送联合装置：用稀相吸送作集料输送，而将传输筒车作长距离、大容量运输，这两种形式的组合系统已经成功地应用于城市垃圾的输送。

4 气力输送系统的发展前景

寻找科学合理的设计依据和设计方法，以更加严密准确的科学数据指导生产，使得气力输送系统实现低速、低能耗、运行稳定并具有满足生产要求的输送效率，是现在气力输送系统研究的主要趋势。

密相栓流气力输送装置运行速度低、料气比高，可实现高效率，低破损、低磨损的运行效果，是现代气力输送技术的发展方向。不论是进口还是国产的气力输送装置，除密相栓流气力输送外，在输送过程中均有不同程度堵塞现象，将影响正常生产，甚至使系统无法运行，造成严重的经济损失。近年来的生产实际和研究表明密相栓流技术可以有效地解决输送过程中堵料的问题，引进的国内外套管紊流气力输送系统取得了良好的效果。

分析国内外现有密相气力输送系统的现状，研发具有自主知识产权的新型密相栓流气力输送装置已成为国内气力输送领域占据技术领先优势的标志，密相栓流输送系统应是今后的主要发展趋势，密相栓流气力输送机理，是目前世界上公认最先进的气力输送机理，解决了磨损、堵塞、高效等许多制约气力输送发展的问题，在该原理基础上开发的气力输送装置，代表着气力输送领域的发展方向。但是，密相栓流输送是一项新的技术，在我国的应用不足十年的历史，并且作为栓流气力输送理论基础的气、固二相流动理论至今还处于初期探索阶段，还不成熟，目前还不能指导实践，有待于进一步开发、研究。

5 结语

经济的快速发展，各行各业的生产也在不断扩大，有些行业如火力发电厂、化工厂、水泥厂、制药厂、粮食加工厂等的一些原材料、粉粒料在输送生产工程中产生的环境污染越来越得到广泛的重视，于是，气力输送技术得到了逐步的推广。气力输送是清洁生产的一个重要环节，它是以密封式输送管道代替传统的机械输送物料的一种工艺过程，是适合散料输送的一种现代物流系统，将以强大的优势取代传统的各种机械输送，其技术的提升对国民经济发展意义重大。

随着气力输送实际应用的发展，对理论研究提出了不少新的课题。迄今为止，无论在理论研究方面还是实际应用方面，许多问题远未得到很好的解决。因而，可以说气力输送还是一门比较年轻的技术科学。

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[3] 王玉林.气力输送装置的分类及其应用[J].工厂建设与设计，1993,2(5)：3-4.

[4] 黄 标.上海科学技术出版社[M].上海:上海科学技术出版社，1982:1-20.

(本文文献格式：王彦丽.气力输送的应用分析及发展前景[J].山东化工,2017,46(7):91-92,95.)

Application Analysis and Developing Prospect of Pneumatic Conveying System

WangYanli

(CNOOC Shandong Chemical Engineering Co.,Ltd.,Jinan 250101,China)

The pneumatic conveying system plays an important role in thermal power、chemical industry,cement,pharmacy and grain processing.Due to the rapid development of pneumatic conveying system, theoretical research continues. Gradually it forms a rounded system.Based on the analysis and review of the transportation mode,transport type and type selection of pneumatic conveying system,we know that dense phase plug flow conveying system is the major developing trend in future.Then the problems and the developing prospect are analyzed.

pneumatic conveying;type;dense phase slug flow;prospect

2017-02-28

王彦丽(1989—)，女，山东聊城人，设备设计工程师，学士学位，从事化工设备设计和粉体工程工作。

TQ022

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1008-021X(2017)07-0091-02