干貨！氣力輸送性能和設備的選型要求經驗總結

干貨！氣力輸送性能和設備的選型要求經驗總結

氣力輸送廣泛應用于石化、電力、化工、醫藥、冶金、建材等行業中粉粒狀物料的輸送。由于該輸送系統具有布置靈活，所占空間小，可避開已有設備和建筑物等優點，因此特別適合于廠區的改造和擴建工程。目前，石化、化工行業大多采用了氣力輸送系統。錦工風機已為大大小小的上萬多條各種粉體輸送生產線配套了羅茨鼓風機， 錦工通過分析常用氣力輸送系統的性能特點和選型要求，指出了每種氣力輸送方法的差異和限制，并對氣力輸送的系統選擇、供料器選擇、羅茨鼓風機選擇、經濟性分析對系統選型影響和設計要點進行了總結。

一、系統選擇

（1） 正壓或負壓系統

正壓系統是工業上最常用的，它適用于倉泵、旋轉供料器、文丘里和螺旋泵等絕大多數供料器。在管路系統中安裝兩路閥就能實現多點卸料和喂料。但多點喂料供料器過多，會造成大量空氣泄漏。特別是旋轉葉片供料器，其泄漏量最多可達空氣總供應量的２０％。

負壓系統適宜于從多喂料點輸送物料到一個卸料點。它的優點是通過供料器的空氣泄漏和壓力降都很小，因而旋轉葉片供料器能得到令人滿意的使用效果。

（2）正負壓混合輸送系統

混合系統結合了正、負壓系統各自的優點，在該系統中，負壓部分把物料從多個喂料倉中吸走，而正壓部分把物料送入多個卸料倉。氣源靠一臺通風機或鼓風機提供。

雙級混合系統比普通混合系統能更好地輸送物料。普通混合系統雖對許多車間內部的短距離物料輸送較為理想，但由于系統壓力小，物料輸送量和輸送距離均受到限制。雙級混合系統利用中間倉把負壓和正壓系統分開，并把負壓和正壓系統所需氣源分成兩個獨立供氣裝置，這樣可以分別選擇最佳的真空泵和羅茨鼓風機。由于存在二個獨立系統，故整個系統需要２臺料氣分離器。

二、供料器的選擇

（1）供料器的選用因素

供料器的選擇是系統設計中最重要因素。各類供料器對系統壓力均有最適宜的使用范圍。其中，倉式泵一般在高壓、間歇操作中使用；旋轉葉片供料器和雙翻板閥供料器可用于正壓和負壓輸送，但通常局限在中、低壓差范圍內；螺旋泵在高壓下也能很好地工作，但實際使用中它們仍被限定在中低壓范圍內；負壓吸嘴僅在負壓系統及混合系統中使用。總之，供料器的選用應依據其額客壓力值、空氣泄漏量、壓力降和流量控制以及對具體物料適宜程度等綜合因素來決定。

①額定壓力值。由于多種多樣的管線壓力降和管道內徑適用于某具體裝置，故應考慮選擇一個具有較高額定壓力值的供料器來供給一個較小管徑的線路使用。對給定的管道內徑，具有最大額定壓力值的供料器將產生最大輸送量。

②壓力降。通過供料器的壓力降應盡可能小，以減少系統能耗。普通螺旋泵、M型富勒螺旋泵和倉式泵的壓力降分別約為：50KPa、21KPa和20KPa；文丘里式供料器的壓力降近似等于輸送管線壓力降；旋轉葉片供料器和雙翻板閥供料器的壓力降可忽略不計。

③流量控制。當供料量須保持恒定時，應優選能定量地供料并滿足鎖風要求的螺旋泵、鎖風型旋轉葉片供料器和雙翻板閥供料器。文丘里式供料器不能提供空氣鎖風并且需要計量裝置才能保持一個穩定的供料量。倉式泵在卸料時需要通過調節料氣混合物的流化比例來實現流量控制。

（2）供料器選擇

供料器類型很多，如旋轉葉片供料器、螺旋泵、倉式泵、文互里式等等，其使用性能各不相同。要根據輸送物料不同，選擇合適的供料器。在使用應考慮供料器的操作壓力范圍和對輸送量及輸送距離的限制。

三、風機選擇

風機的選擇主要取決于已知的空氣需要量和系統管路操作壓力，并加上空氣損失和任何所需的附加裕量以及安全系數，就可從滿足需要的幾類空壓機、風機中作出最佳選擇。大多數氣力輸送系統使用羅茨鼓風機，因為此類設備當壓力變化時體積流量幾乎不變。

錦工在給石化行業客戶擬定方案的時候，通過分析模擬各類常用氣力輸送系統的性能、特點和適用范圍，較系統地提出了氣力輸送優化設計的幾個要點。

（1）供氣壓力

羅茨鼓風機排氣壓力等于輸送線路的壓降加上供料器、收塵器、閥等壓降之和，再乘以一個安全系數（約為1.1）；如果羅茨風機和供料器之間管道較長(如超過５０ｍ)，還需加上傳遞壓損；在供氣線路中調節空氣量裝置如節流噴嘴等的壓損也必須考慮進去。

（2）體積流量

如果空氣的質量流量 ma(ｋｇ／ｓ)已確定，那么可用近似方法求得標準狀態下的體積流量Ｖ0(ｍ3／ｓ) ，見式(１)。Ｖ0＝０．８１６ｍａ (１)

體積流量也可通過輸送空氣初始速度來表達。首先依據輸送參數(由理想氣體定律產生)可計算輸送空氣初始速度；然后根據式(２)可求得Ｖ0值，見式(４)。

ｖ＝４ｐ0ＶｏＴ／πd 2 p t 0 (２)

式中：ｖ–輸送空氣初始速度ｍ／ｓ；

ｐ0–標準大氣壓，１０１．３ｋＰａ(絕對)；

Ｔ–輸送空氣溫度，Ｋ；

ｄ–管道內徑，ｍ；

ｐ–管道起始端空氣壓力，ｋＰａ；

Ｔ0–標準空氣溫度，２８８Ｋ。

由式(２)得到(３)： Ｖ0＝πd 2 p t 0ｖ／４ｐ0Ｔ (３)

將ｐ0和Ｔ0值代入(３)得： Ｖ0＝２．２３ｄ２ｐｖ／Ｔ (４)

需要說明的是Ｖ′Ｏ值是在管道內輸送物料所需空氣的體積流量，而所選羅茨鼓風機排氣量必須考慮供料器和管道閥門等的泄漏量。對正壓系統來說，旋轉葉片供料器的空氣泄漏量約為鼓風機排氣量的１５％～２０％，而雙翻板閥供料器的空氣泄漏量約為鼓風機排氣量的１０％。

（3）壓力適用范圍

正壓系統中各類羅茨鼓風機的壓力適用范圍對低壓系統 ( 約10KPa)，軸流式或離心式風機都是適宜的，具體選擇取決于系統負荷和需要的操作壓力特性。這類風機常用于稀相輸送，作為文丘里式和旋轉葉片供料器的供氣源，系統中可以采用薄壁管道。

當排氣壓力小于100KPa時，廣泛使用羅茨鼓風機。該類型具有寬廣的體積流量范圍并能提供無油空氣。此外，它有恒定的速度曲線，當傳遞壓力增加時，體積流量僅輕微減少，從而保證了物料在一定壓力下的懸浮流動狀態。

當排氣壓力大于100KPa時，往復式和螺桿式空壓機都可以滿足氣力輸送系統中所需最高壓力。單級回轉滑片式空壓機的工作壓力可達到400KPa (表壓)。

真空泵設備選用比較少。對負壓系統，如真空不是太大，建議使用離心式通風機和羅茨鼓風機；對于較高真空，則可采用水環或液環式真空泵。

四、經濟性分析

當幾種氣力輸送方式都適合于一種情形的時候，我們建議選擇最經濟的那種。我們主要以倉式泵的實測數據為例，證實通過選擇最佳罐尺寸和最佳操作壓力可大大降低能耗和操作費用。

（1）投資費用

總的來說，高壓密相輸送中風機或空壓機和供料器的價格比較昂貴；低壓稀相輸送系統中管道和收塵器的費用較貴。當輸送距離小于５０ｍ，使用稀相系統的投資費用低；超過50ｍ，密相系統的投資費用較低。對性物料的輸送，用能周期性更換的零件如彎管等代替昂貴的耐磨合金零件可降低投資費用。

（2）操作費用

主要動力費用產生于羅茨鼓風機，其次是旋轉葉片供料器和螺旋泵及除塵器，其它設備的動力消耗相對于羅茨鼓風機來說是很小的。

集中氣源的使用可減少系統投資費用，但其操作費用比單獨供氣要高出許多。如工廠集中氣源壓力為(600-700)KPa，而氣力輸送系統所需壓力僅為100KPa，則使用集中供氣費用要比單獨供氣高出一倍左右。如果系統采用集中供氣，高壓空氣將主要用于倉式泵和分級管道。

密相系統的操作費用相對要低一些。當輸送距離為50ｍ時，稀相輸送操作費用是密相輸送的５倍以上(具體情況視倉式泵使用情況)；隨著輸送距離的增加，這種差異會隨著減小。操作費用主要來自電機的功率消耗，可用如下式子進行粗略估算。

Ｐ＝１６５ｍａ１ｎ(ｐ１／ｐ２) 或 Ｐ＝２０２ＶＯ１ｎ(ｐ１／ｐ２)

式中：Ｐ–電機消耗功率，ｋＷ ；

ｐ１–空氣進氣壓力，ｋＰａ(絕對) ；

ｐ２–空氣排氣壓力，ｋＰａ(絕對) ；

電機消耗功率乘以單位電價即為每小時操作費用。

錦工風機已為大大小小的上萬多條各種粉體輸送生產線配套了羅茨鼓風機，錦工風機的員工們就親身見證了這些企業的成長，上述經驗為我司根據客戶實際應用現場進行的分析與總結，僅供參考，實際應用中，大家還需結合自身的物料、廠房的結構、實際預算等多種因素進行綜合考慮。

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