仓式泵气力输送系统新型防堵工艺研究

朱佑铮

【摘 要】生物质发电过程中的灰料输送采用仓式泵气力输送系统，在料仓和进料管道处容易堵料，堵料后的处理费时、费力，对环境造成严重污染。本文提出的新型防堵工艺不增加新的设备，利用现有的仓式泵本体作为空气炮，通过修改可编程控制器PLC中的程序，增加对料倉和进料管道的反吹流程，对料仓及进料管道进行反吹，解决堵料问题。实验结果表明，该工艺解决了料仓和进料管道堵料的问题，在火力发电、水泥及化工行业的仓式泵气力输送系统中使用，可以有效解决堵料问题，降低人工成本，提高生产效率，减少环境污染。

【关键词】防堵;反吹;仓式泵;环保

中图分类号： TQ172.687文献标识码： A文章编号： 2095-2457（2019）01-0019-003

0 引言

仓式泵气力输送系统采用正压气力输送方式输送粉状物料，广泛应用于电厂粉煤灰、水泥、水泥生料和矿粉等物料的输送。由于进料管道结拱和料仓结拱，灰料输送经常堵料。

目前常用的解决方法是振动破拱法和人工破拱法。前者利用安装在料仓中的振动器对仓壁进行振动，达到防拱、破拱及清仓的目的。后者在料仓放料口的斜壁上预留若干个孔，一旦料仓起拱，使用工具插入仓内捅动，使料拱陷落。振动破拱法容易使料仓下部的物料因受振而变得更加密实，使出仓更困难，不得不采用人工破拱;人工破拱法费时费力劳动强度大，影响生产时度、易污染环境，并且在疏通物料后可能会有大量的物料下冲，存在很大的安全隐患。

本文提出了一种新型防堵工艺，利用现有的仓式泵本体作为空气炮，通过修改可编程控制器PLC中的程序，增加对料仓和进料管道的反吹流程，对料仓及进料管道进行反吹，解决堵料问题。

1 工艺原理

在仓式泵输送系统中，仓式泵内的气体压力高（相对于大气压最高可达0.5MPa），料仓内的压力低（相对于大气压为负压）。因此，当进料阀或排气阀打开后，仓式泵通过进料管道或排气管道与料仓联通，仓式泵内的压缩空气能够从仓式泵流向料仓进行吹扫。当作用到结拱部位的气体冲击力大于灰料与料仓壁面的摩擦力时，结拱部位将与壁面分离;当气体冲击力大于灰料间的内聚力时，灰料将相互散开，达到清除的效果。

图1、图2分别为空气炮对进料管及料仓的吹扫原理图，在对进料管道吹扫前，先打开加压阀，压缩空气通过加压阀进入仓式泵内部，仓泵内部大量聚集，经过一段时间或者仓泵内部气压达到一定值时，打开排气阀或者进料阀，空气压力能瞬间转变成空气射流动力能，产生强大的冲击力，对进料管道及料仓的锥形部位吹扫，从而有效的预防和去除堵料现象。

改进前后的仓式泵物料输送流程如图3所示。

2 实验结果

加压阀开启时间与进料管清堵效果的关系如表1所示。由表可见，仓式泵内部的气压越高，则进料管的清堵效果越明显。但是气压越高，则需要的压缩空气量就越大，必然会增加空气压缩机所耗的电量。当加压阀开启时间超过4秒后，进料管通畅比例增加效果显著下降，且过长的加压吹扫时间必然会延长每次物料输送周期，影响物料输送能力，因此，综合考虑清堵效果、节约电能、物料输送能力的情况下，将加压阀的加压时间设置为3.5秒，且每次输送过程结束后，便执行一次进料管反吹程序。

表2是加压阀开启时间与料仓上粘灰厚度的关系曲线。可以看出当加压阀开启时间超过10秒后，料仓积灰厚度减小效果显著下降。另外，过长的加压吹扫时间必然会延长物料的输送周期，影响物料输送能力。因此，综合考虑清堵效果、节约电能和物料输送能力的情况下，将加压阀的加压时间设置在10秒～14秒（0.38MPa～0.5MPa）之间，最终将时间设置为10秒（0.38MPa），并且每个小时对料仓进行一次吹扫。

表3显示采用改进工艺后的#1炉在8月份未发生堵料现象，而未采用改进工艺的#2炉、#3炉分别发生3次和2次堵料情况，分别花费了4200元、2800元的清堵费用。由此可见，改进后的防堵工艺清堵效果明显，且只增加了两道反吹工艺流程，未增加设备的投资，降低了生产成本，提高了生产效率，降低环境污染。

表4为#1炉仓式泵气力输送系统防堵工艺改进前后的堵料情况对比，表4中第一行数据为工艺改进前三个月的堵料情况统计，第二行数据为防堵工艺改进后三个月的堵料情况统计，数据显示在防堵工艺改进前3个月堵料6次，人工清理堵料花费24*150=3600元，机械台班费6*800=4800元，合计花费8400元。在采用新工艺后的三个月期间，该仓式泵气力输送系统未发生堵料故障，由此可见，改进后的仓式泵物料输送工艺流程已经满足生产的需要，推广应用前景广阔。

3 结论

本文提出了利用仓式泵本体作为空气炮、对料仓及进料管道进行反吹的仓式泵气力输送系统新型防堵工艺。研究表明，加压阀开启时间越长，仓式泵内部的气压越高，进料管和料仓的清堵效果越明显。但是，加压阀开启时间过长，清堵效果提升不明显。实际生产证明，该方法能够有效降低仓式泵气力输送系统的堵料故障。

【参考文献】

[1]程群.《仓式泵气力输送系统优化设计》，《硅酸盐通报》1997年增刊.

[2]刘怡君.《火力发电厂输煤系统入炉煤采样装置存在的问题及处理研究》.《低碳世界》[J].ISSN 2095-2066.2014.7.

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