?
3.1 供氣壓力
空壓機(jī)(風(fēng)機(jī))排氣壓力等于氣力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(shù)(約為1.1);如果空壓機(jī)(風(fēng)機(jī))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(diào)節(jié)空氣量裝置如節(jié)流噴嘴等 的壓損也必須考慮進(jìn)去。 3.2 體積流量
如果空氣的質(zhì)量流量 ma(kg/s)已確定,那末可用近似方法求得標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)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(dá)。首先依據(jù)輸送參數(shù)(由理想氣體定律產(chǎn)生) 可計算輸送空氣初始速度;然后根據(jù)式(2)可求得V0值,見式(4)。
v=4p0VoT/πd2pTo (2)
式中:v--輸送空氣初始速度m/s;
p0--標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,101.3kPa(絕對);
T--輸送空氣溫度,K;
d--管道內(nèi)徑,m;
p--管道起始端空氣壓力,kPa;
T0--標(biāo)準(zhǔn)空氣溫度,288K。
由式(2)得到(3):
?。?=πd2pT0v/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(nèi)輸送物料所需空氣的體積流量,而所選空壓機(jī)風(fēng)機(jī) 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(tǒng)來說,旋轉(zhuǎn)葉片供料器的空氣泄漏量約為鼓風(fēng)機(jī)排氣量的15%~20%,而雙翻板閥供料器的空氣泄漏量約為鼓風(fēng)機(jī)排氣量的10%。
3.3 壓力適用范圍
正壓系統(tǒng)中各類空壓機(jī)(風(fēng)機(jī))的壓力適用范圍如圖3所示。對 低 壓 系 統(tǒng) ( 約 10kPa),,軸流式或離心式風(fēng)機(jī)都是適宜的,具體選擇取決于系統(tǒng)負(fù)荷和需要的操作壓力特性。這類風(fēng)機(jī)常用于稀相輸送,作為文丘里式和旋轉(zhuǎn)葉片供料器的供氣源,系統(tǒng)中使用薄壁管道。
當(dāng)排氣壓力小于100kPa時,廣泛使用羅茨鼓風(fēng)機(jī)。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(dāng)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(tài)。
當(dāng)排氣壓力大于100kPa時,往復(fù)式和螺桿式空壓機(jī)都能滿足氣力輸送系統(tǒng)中所需最高壓力。單級回轉(zhuǎn)滑片式空壓機(jī)的工作壓力可達(dá)到400kPa(表壓)。
真空泵在圖3中沒有列出,因?yàn)檫@類設(shè)備選用比較少。對負(fù)壓系統(tǒng),如真空不是太大,常使用離心式通風(fēng)機(jī)和羅茨鼓風(fēng)機(jī);對于較高真空,則采用水環(huán)或液環(huán)式真空泵。
4經(jīng)濟(jì)性分析
當(dāng)幾種氣力輸送系統(tǒng)都適用于某一具體應(yīng)用時,應(yīng)選擇最經(jīng)濟(jì)的。這里主要以倉式泵的實(shí)測數(shù)據(jù)為例,證實(shí)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(fèi)用。
4.1 投資費(fèi)用
總的來說,高壓密相輸送中空壓機(jī)和供料器的價格比較昂貴;低壓稀相輸送系統(tǒng)中管道和收塵器的費(fèi)用較貴。當(dāng)輸送距離小于50m,使用稀相系統(tǒng)的投資費(fèi)用低;超過50m,密相系統(tǒng)的投資費(fèi)用較低。對磨琢性物料的輸送,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(fèi)用。
4.2 操作費(fèi)用
主要動力費(fèi)用來自空壓機(jī),其次是旋轉(zhuǎn)葉片供料器和螺旋泵及袋除塵器,其它設(shè)備的動力消耗相對空壓機(jī)來說是很小的。
使用集中氣源可減少系統(tǒng)投資費(fèi)用,但其操作費(fèi)用比單獨(dú)供氣要高得多。如工廠集中氣源壓力為(600~700)kPa,而氣力輸送系統(tǒng)所需壓力僅為100kPa,則使用集中供氣費(fèi)用要比單獨(dú)供氣高出一倍左右。如果必須使用集中供氣,那末高壓空氣將主要用于倉式泵和分級管道。
密相系統(tǒng)的操作費(fèi)用總是較低的。當(dāng)輸送距離為50m時,稀相輸送操作費(fèi)用是密相輸送的5倍以上(依據(jù)倉式泵使用情況);隨輸送距離增大,這個差異將減少。操作費(fèi)用主要來自電機(jī)的功率消耗,可用式(5)進(jìn)行粗略估算。
P=165ma1n(p1/p2)?。?5)
或 P=202VO1n(p1/p2) (5-1)
式中:P--電機(jī)消耗功率,kW
p1--空氣進(jìn)氣壓力,kPa(絕對)
p2--空氣排氣壓力,kPa(絕對)
電機(jī)消耗功率乘以單位電價即為每小時操作費(fèi)用。
4.3 倉式泵實(shí)測結(jié)果
4.3.1 最佳罐尺寸
倉式泵的壓力罐有效容積VB影響系統(tǒng)所需能量。圖4為一個實(shí)際運(yùn)行倉式泵輸送裝置的壓力罐有效容積特性曲線。其中實(shí)際輸送階段功率消耗P是在空壓機(jī)聯(lián)軸節(jié)處測得。在雙倉系統(tǒng)中,VB,ges是二個相同的單罐容積之和(=2VB)。輸送水泥時空壓機(jī)輸出壓力為pv=400kPa(表壓),輸送粉煤灰時空壓機(jī)輸出壓力為pv=300kPa(表壓)。圖中還定性地顯示了隨著罐尺寸減少,每小時所需輸送周期次數(shù)nch增加的趨勢。
如圖4所示,當(dāng)罐尺寸大于臨界容積時,其功率消耗獨(dú)立于罐尺寸;當(dāng)罐尺寸小于臨界容積并降至極限容積時,相應(yīng)的無效時間會成倍增加。為了完成給定的額定輸送量Ge,就需要在剩余的有效輸送時間內(nèi)用一個較高的實(shí)際輸送量GS來補(bǔ)償。
雙倉系統(tǒng)(一個罐加壓和輸送,另一個罐排氣和進(jìn)料)罐的臨界容積比單倉系統(tǒng)罐的臨界容積低。比較圖4中兩個系統(tǒng)功率消耗P可以看出,雙倉系統(tǒng)比單倉系統(tǒng)的能耗更低。
從能量觀點(diǎn)來看,最佳罐容積就是其臨界容積。粉煤灰和水泥相比,粉煤灰具有更好流動和輸送性能,其能耗也明顯減少。
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