常見問題

氣力輸送工程的操作優化

Writer： admin Time：2024-08-28 10:25:34 Browse：℃

目前對連續性流體(氣體或液體)運動規律的掌握與運用，已有相當水平。氣固兩相流中的固體顆粒流動則屬不連續性，因為不連續性是粉體(顆粒群)的主要特征。如何對不連續性的固氣兩相流作出如實的數學描述，這是氣力輸送工程發展中的一個難題。科學地講在上述三維化分析與模型法方法應用的同時，還應在操作中避免直感與錯覺，要理性地優工況參數，使得固氣兩相流在氣力輸送裝置內真正進行最佳的運行。

在生產上，時常需要增加現有氣力輸送裝置的輸送能力，有些人往往試圖利用增加管道里的輸送用風量來提高產量。增加風量的方法有兩種，添換風機或加快原有風機的轉速。但是，結果適得其反，輸送能力反而是降低了。合理而有效的增加氣力輸送裝置的輸送能力的方法在于如下所述的操作優化。

一、氣力輸送條件

1.最小氣力輸送風速如前所述，最小輸送風速是重要的參數，如圖3-41所示。由圖可知，降低最小輸送風速，將增加輸送量。其中，在高壓輸送時，對不少物料的輸送能力來講，則有最佳的最小輸送風速，或相應的最佳混合比。但是在實際操作中，往往會直感地錯覺認為若要增加輸送能力，必需提高氣力輸送風速，所得結果則適為其反。

2.氣力輸送特性圖3-42說明了供氣壓力與風量對輸送能力的影響，要比圖3-41所示的在特定壓力下的曲線更能夠完整地表達輸送特性。圖3-43所示是相同管道中空氣在不同壓力(進出口)下的速度與質量流率的關系。以圖3-42中A點為例，此時空氣流量為0.1kg/s，輸送壓力為60kPa(表壓)，輸送能力為4.4vh，并由圖3-43中的A、A'點，查得進口風速為 26.4m/s，出口風速為 42.2m/s。

3.風機特性如圖 3-44所示，在輸送能力為 20th時，最小輸送風速為 22m/s，而三種風機特性比曲線為G、G、G，由圖可知，C風機尤余地，C太大，而以選用風機最為適宜。以羅茨風機為例，其特性如圖3-45所示。按上述A點的條件，可查出所需轉速為1600r/min，功率為7.4kW。

二、風量變化對輸送能力的影響

1.增加風量的減產效果設以增加風量60%進行比較。增加風量的方法有兩種:換用大風機，或加快原有風機的轉速。

若改用風量增加60%而供氣壓力仍為60kPa的風機，則在圖3-42上將改為B點。顯然輸送能力降低為 2.7t/h，減產40%。由圖3-43知，輸送風速增為42.2m/s。

若加快風機轉速，則將引起供氣壓力降低。由圖3-45知，由于原風機的功率仍為7.4kW，又因風量增加 60%，空氣質量流量(風量)則為0.16kg/s，則轉速增為2200r/min于是運行狀況改為C點，其供氣壓力減為42kPa。同時，由圖3-42查得C點處的輸送能力僅為 1vh，約減產 77%。

2.減少風量的增產效果設以減少風量40%進行比較。減少風量的方法也有兩種:放空或減慢風機轉速。

若將風機風量的 40%放空，即實際使用風量由0.10kg/s減為0.06kg/s，則在圖 3-42的60kPa線上，由A點移至D點，輸送能力提高到5.3vh，增產 20%。同時，由圖3-43可知此時的進口風速僅16m/s。當然，該值理應超過最小輸送風速，否則就可能產生堵塞。

若采用減慢原風機轉速來減少風量 40%，則因功耗仍為7.4kW，由圖3-45 知，風量將由0.1kg/s減為0.06kg/s而改為E點，轉速約為1200r/min，供氣壓力為0.77kPa。由圖 3-42知E點處輸送能力為7.2vh，增產達64%。在圖3-43上查得E點的最小風速僅14.4m/s。該值超過此時混合比為33(見圖3-42)情況下的臨界風速(見圖3-41)。

三、加料的波動性

加料操作上的進料量波動性，勢必也會帶來影響。例如，若原操作點為圖3-42的R點其風量為 0.08kg/s，輸送能力為4.9t/h。若加料量瞬間劇增30%，即6.4vh。但由于羅茨風機具有風量波動不大的特點，則因混合比增加而移至S點，而操作壓力為74kPa。但是，圖3-43可知，如果風機在該壓力下供風速度嫌小的話，則上述的加料波動程度也將可能導致管道堵塞。

四、輸送管道直徑放大后的操作條件改變

如果輸送管直徑由原來圖3-42的50mm增至76mm,則可做圖3-46與圖3-42中A點的條件相比,若仍保持風量0.1kg/s和操作壓力為60kPa,則將升至K點。輸送能力雖然自4.4V劇增至 12.8vh,但風速卻因管徑放大而降低,僅為 26.4x50/76=11.4m/s,顯然無法進行與力輸送。為此,在圖3-45中,可按風機功率7.4kW不變,由A改至L點運行,增加轉速為1900r/min,降低輸送壓力為 50kPa,則能增加風量至0.13kg/s。由圖3-46知,L點的輸送能力為 9.6t/h,而最小輸送風速(利用圖 3-43的'點)仍可達 36.5x50/76=15.8m/s。