柏 勉,陳 娜

(1.中國(guó)建材國(guó)際工程集團(tuán)有限公司，上海 200063；2.上海滬港建設(shè)咨詢(xún)有限公司，上海 200232)

帶式輸送機(jī)和螺旋輸送機(jī)是建材行業(yè)內(nèi)廣泛使用的一種輸送粉體物料的機(jī)械設(shè)備。帶式輸送機(jī)輸送粉體有輸送能力大、輸送距離遠(yuǎn)、經(jīng)久耐用等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也具有密封效果差、輸送沿程容易漏料等缺點(diǎn)。螺旋輸送機(jī)則具備工藝布置靈活、橫截面尺寸小、密封性能好等優(yōu)點(diǎn)，但其缺點(diǎn)是輸送能力小、輸送距離短且由于自身構(gòu)造原因，設(shè)備內(nèi)部磨損較大，磨損下來(lái)的鐵等雜質(zhì)會(huì)帶入原料中對(duì)玻璃質(zhì)量造成不利影響。而氣力滑道與帶式輸送機(jī)和螺旋輸送機(jī)相比較，它具有全密閉輸送無(wú)粉塵外溢、容易改變輸送方向、輸送能力較大和支持多點(diǎn)裝料和卸料等優(yōu)點(diǎn)。氣力滑道是一種新型的粉體輸送設(shè)備，現(xiàn)已在冶金、糧食、電力、醫(yī)藥、橡膠、建材等行業(yè)普遍使用。

目前，政府環(huán)保部門(mén)對(duì)各個(gè)行業(yè)環(huán)保要求越來(lái)越高，如何加強(qiáng)倒運(yùn)設(shè)備的密封、減少粉體輸送過(guò)程中的揚(yáng)塵和損失已成為工藝設(shè)計(jì)中急需解決的問(wèn)題。

1 氣力滑道簡(jiǎn)介和工作原理

1.1 氣力滑道簡(jiǎn)介

氣力滑道是連續(xù)的氣動(dòng)輸送設(shè)備[1]，其使用空氣以流化狀態(tài)將粉末向下輸送至斜槽。它是密相運(yùn)輸，具有能耗低、生產(chǎn)成本低的特點(diǎn)，被廣泛使用在輸送干粉物料的運(yùn)輸中。在玻璃廠(chǎng)里可以用來(lái)輸送硅砂干粉、純堿等原料；在水泥廠(chǎng)中常用于輸送水泥和生料粉；在糧食工廠(chǎng)里常用來(lái)輸送面粉。

空氣斜槽可輸送粒徑為5 mm或更小的非粘性粉狀物料，它的流化狀態(tài)基本上類(lèi)似于流化床的流化狀態(tài)。它由上下的兩個(gè)U型槽組成。在上下槽體之間，具有耐腐蝕性、耐高溫性和具有很好透氣性的可滲透層。整個(gè)槽體呈一定的傾斜度排列，斜度一般為4到12度。

1.2 氣力滑道的工作原理

氣力滑道輸送粉料時(shí)，粉料從進(jìn)料口進(jìn)入上槽體，風(fēng)機(jī)從上向下從下槽體吹入壓縮氣體。壓縮氣體通過(guò)可滲透層使上槽體內(nèi)的粉料流化。由于槽體從進(jìn)料口到出料口向下傾斜，粉料則受重力作用從高到低流動(dòng)，完成粉體輸送，詳見(jiàn)圖1。

2 氣力滑道的主要部件

氣力滑道由兩個(gè)密封的U形槽組成，上下U型槽在中間由透氣層隔開(kāi)。氣力滑道中使用的動(dòng)力源是空氣，根據(jù)氣壓的大小，可分為高壓氣力滑道和低壓氣力滑道。高壓滑道的壓縮空氣壓力約為0.1～0.3 MPa，低壓滑道風(fēng)壓僅需要3 kPa以下的壓力。一般來(lái)說(shuō)，離心風(fēng)機(jī)可以滿(mǎn)足粉料運(yùn)輸?shù)男枰?，低壓氣力滑道使用更廣。氣力滑道的上部槽體用于輸送粉狀物料，下部槽體通入低壓氣體，滑道通常成4～12度傾斜角。風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口通過(guò)鋼管或金屬軟管連接到下部斜槽的進(jìn)氣口，其進(jìn)氣口配有過(guò)濾器，以過(guò)濾空氣中的濕氣和灰塵。透氣層是用于支撐運(yùn)輸粉體并使空氣均勻通過(guò)透氣層以使粉料流化的主要部件[2]。為了確保透氣層的安裝是筆直的并且防止在吹入空氣時(shí)透氣層變得凸出，透氣層的底部由金屬絲網(wǎng)或薄穿孔鋼板支撐?？諝饩鶆虻貪B透到透氣層中，以使運(yùn)輸?shù)奈锪狭骰?。如果空氣分布不均勻，則物料的流化不均勻，會(huì)導(dǎo)致粉料的運(yùn)輸過(guò)程受到很大影響，所以選擇良好的透氣層材料十分重要。帆布透氣層近年來(lái)被各國(guó)廣泛采用，國(guó)內(nèi)一般采用棉質(zhì)21支紗帆布三層縫制，帆布下面用鐵絲網(wǎng)或沖孔薄鋼板襯托。帆布透氣層優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，不易損壞及維修較方便，它的主要缺點(diǎn)是耐熱性能較差。國(guó)外透氣層材質(zhì)采用芳綸、滌綸等材質(zhì)透氣層，耐熱性能好，一般耐溫可以達(dá)到250～300 ℃，且抗拉強(qiáng)度高、使用壽命長(zhǎng)。為了減少進(jìn)料口下面透氣層的磨損和沖擊，一般在進(jìn)料口下方設(shè)有進(jìn)料溜板(進(jìn)料滑板)，溜板起緩沖物料沖力的作用，物料通過(guò)溜板滑到透氣層上[3]。

當(dāng)輸送線(xiàn)需要拐彎時(shí)可設(shè)置彎槽，需要分支時(shí)可設(shè)帶有改向翻板的三通或四通閘門(mén)。通過(guò)手動(dòng)、氣動(dòng)、電動(dòng)或電液動(dòng)閘門(mén)，可將物料輸送至指定斜槽或儲(chǔ)倉(cāng)。

為適應(yīng)操作的需要，可在適當(dāng)?shù)囟卧O(shè)置截氣閥，可以分段使用節(jié)省風(fēng)量。在入料口之后每2～3 m處及支槽、彎槽和出料口處可設(shè)置透明觀(guān)察窗，以便后期生產(chǎn)觀(guān)察或維修使用。

為了使上槽內(nèi)氣體排出，一般在氣力滑道機(jī)體尾部上方或分支器前設(shè)排氣管介入收塵器系統(tǒng)，其排風(fēng)量可按鼓風(fēng)機(jī)的1.2～1.5倍來(lái)考慮，應(yīng)使上槽內(nèi)的氣力壓力處于零壓或微負(fù)壓狀態(tài)。氣力滑道主要部件見(jiàn)圖2。

3 氣力滑道的技術(shù)性能

輸送粉料狀態(tài)：干燥粉狀或5 mm以下的粒料，水份低于1%，否則會(huì)引起粉料運(yùn)輸不暢、堵塞。

輸送量：氣力滑道的輸送量受較多因素的影響，變化很大，根據(jù)理論計(jì)算，結(jié)合實(shí)際使用情況綜合分析，總結(jié)出表1中相關(guān)數(shù)據(jù)供選用者參考。需要注意的是，氣力滑道和其它輸送機(jī)械不同，輸送量過(guò)低，很多時(shí)候不能順利輸送。相反，適當(dāng)增大料層厚度可提高物料氣化均勻度，但應(yīng)注意保持料層厚度一般為料道(上殼體)高度的1/4～1/3左右，且根據(jù)生產(chǎn)率選擇合適的輸送槽寬。料層過(guò)厚過(guò)薄都會(huì)對(duì)輸送產(chǎn)生不利影響。

表1 氣力滑道的技術(shù)參數(shù)(水泥行業(yè))

輸送斜度：氣力滑道的布置形式為沿著物料的輸送方向傾斜向下布置，斜度一般為4度～12度，應(yīng)盡量采用較大的斜度，可提高輸送效率。

耗氣量與氣壓：根據(jù)斜槽的斜度與物料的形狀特性，耗氣量在1.5～3 m3/(m2透氣層·min)之間變動(dòng)，一般可按2 m3/(m2透氣層·min)考慮。進(jìn)風(fēng)壓力4～6 kPa，大規(guī)格長(zhǎng)斜槽取偏大值，一般可按5 kPa考慮。

4 氣力滑道在粉體輸送中的應(yīng)用

4.1 在水泥行業(yè)輸送水泥和生料粉

在水泥工廠(chǎng)里，已大量使用氣力滑道來(lái)輸送水泥和生粉料。粉料可通過(guò)TDS斗式提升機(jī)提升到倉(cāng)頂，由氣力滑道分別送入若干儲(chǔ)庫(kù)；或者喂料倉(cāng)或儲(chǔ)庫(kù)內(nèi)的粉料通過(guò)氣力滑道送入斗式提升機(jī)或其他設(shè)備。在干粉料輸送工藝中，氣力滑道已取代螺旋輸送機(jī)和帶式輸送機(jī)。

4.2 在玻璃行業(yè)輸送硅砂、純堿、長(zhǎng)石、芒硝等

在TFT玻璃廠(chǎng)的原料車(chē)間，已大量使用氣力滑道來(lái)輸送硅砂。由于TFT玻璃采用的硅砂為干粉料，水分一般控制在0.5%以下，粒度一般在0.2 mm以下。這種硅砂流動(dòng)性較好，如采用帶式輸送機(jī)輸送，由于皮帶機(jī)密封不嚴(yán)，容易造成原料車(chē)間粉塵飛揚(yáng)，操作環(huán)境污染嚴(yán)重；而采用螺旋輸送機(jī)或其他輸送設(shè)備，又不可避免造成設(shè)備內(nèi)部螺桿等磨損嚴(yán)重(硅砂硬度大，磨蝕性強(qiáng))，設(shè)備磨損帶入的鐵還會(huì)對(duì)TFT玻璃質(zhì)量造成嚴(yán)重影響。故TFT玻璃廠(chǎng)的原料車(chē)間采用氣力滑道來(lái)輸送硅砂。氣力滑道具有磨損少、易維護(hù)、耗電少、用材省、無(wú)噪音、密閉好、構(gòu)造簡(jiǎn)單、操作安全可靠，同時(shí)易于改變料流方向，能多點(diǎn)進(jìn)料和卸料等優(yōu)點(diǎn)。工藝布置上也非常方便，工藝流程上可以通過(guò)氣力滑道直接送入斗提機(jī)提升后，再經(jīng)過(guò)倉(cāng)頂氣力滑道加三通或四通進(jìn)入若干硅砂日倉(cāng)儲(chǔ)存待稱(chēng)量。同樣，在藥玻和高硼硅玻璃原料車(chē)間也可以使用斜槽來(lái)倒運(yùn)硅砂。

玻璃廠(chǎng)所用純堿一般為重堿，水分一般在0.5%以下，粒度一般在1 mm以下，容重為0.9～1.0 kg/m3。純堿較輕，流動(dòng)性也不錯(cuò)，跟上面硅砂一樣，如果采用帶式輸送機(jī)輸送粉塵較大，故也可采用氣力滑道來(lái)輸送。采用氣力滑道來(lái)輸送純堿，需要根據(jù)純堿輸送量的大小來(lái)選用合適型號(hào)的氣力滑道，滑道的角度一般采用8度。

玻璃廠(chǎng)所用的長(zhǎng)石、芒硝為干細(xì)粉料。長(zhǎng)石容重約為1.5 kg/m3，水分小于0.5%，粒度小于0.5 mm，流動(dòng)性較好；芒硝容重約為1.0 kg/m3，水分小于0.5%，粒度小于1.0 mm，流動(dòng)性較好。兩者都可以通過(guò)氣力滑道來(lái)輸送進(jìn)日倉(cāng)。

根據(jù)玻璃廠(chǎng)原料的流動(dòng)性、顆粒度、安息角、容重、水分等特性指標(biāo)可以選擇合適的輸送設(shè)備，對(duì)于硅砂(干)、純堿、長(zhǎng)石、芒硝等干細(xì)粉料可以采用氣力滑道輸送，但對(duì)于硅砂(濕)、白云石顆粒料、石灰石顆粒料則不適合氣力滑道輸送，可以選用帶式輸送機(jī)、螺旋輸送機(jī)或振動(dòng)給料機(jī)輸送。

4.3 在糧食行業(yè)輸送面粉

氣力滑道在面粉配粉和散裝中已大量使用，它一般使用在面粉廠(chǎng)的配粉倉(cāng)和散裝發(fā)放倉(cāng)下用于面粉出倉(cāng)使用，這個(gè)工段面粉流化態(tài)較好，而且存在一定的落差，完全滿(mǎn)足氣力滑道的使用要求。原先使用圓管鏈條輸送機(jī)，由于其輸送能力小、轉(zhuǎn)動(dòng)部件多、易污染輸送介質(zhì)、故障率高，故逐步被氣力滑道所取代。

5 氣力滑道的性能影響因素

5.1 輸送滑道的斜度

輸送滑道的斜度是槽內(nèi)物料流動(dòng)的必要條件之一?；赖男倍鹊拇笮∪Q于物料特性、狀態(tài)、工藝布置等。

5.2 輸送滑道的輸送能力

輸送滑道的輸送能力受很多因素影響，其中主要的因素有滑道的寬度、斜度、風(fēng)量及物料特性等。

5.3 輸送滑道的空氣消耗量

為使輸送滑道內(nèi)物料經(jīng)常處于流態(tài)化，需要送入一定的空氣量。空氣量的大小與物料特性、透氣層的狀況和滑道的斜度等因素相關(guān)。

5.4 輸送滑道的風(fēng)壓

輸送滑道的風(fēng)壓需要考慮克服透氣層阻力、物料摩擦阻力及輸送風(fēng)管的阻力等。

5.5 輸送滑道的風(fēng)機(jī)

氣力滑道用鼓風(fēng)機(jī)的規(guī)格一般按照需要風(fēng)量的風(fēng)壓選取。

6 氣力滑道的操作注意事項(xiàng)

氣力滑道在操作使用時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)[4]：

1)氣力滑道投入使用前應(yīng)進(jìn)行仔細(xì)檢查,注意各密封處是否合乎要求，防止透氣層及槽體漏風(fēng)。

2)開(kāi)車(chē)時(shí)，關(guān)上進(jìn)風(fēng)閥，啟動(dòng)后根據(jù)需要逐步打開(kāi)進(jìn)風(fēng)閥。根據(jù)輸送物料的要求，調(diào)節(jié)好下槽截止閥，然后開(kāi)始下料。

3)下料后，應(yīng)經(jīng)常通過(guò)觀(guān)察門(mén)觀(guān)察物料流動(dòng)情況，結(jié)合測(cè)壓參數(shù)，調(diào)節(jié)好進(jìn)風(fēng)量。

4)停車(chē)時(shí)，應(yīng)停止喂料，逐漸關(guān)小進(jìn)風(fēng)量。待氣力滑道內(nèi)物料卸完后2～3 min再停止鼓風(fēng)機(jī)。

5)嚴(yán)防被輸送物料中夾雜大顆粒及雜物。

6)對(duì)輸送物料的水分要嚴(yán)格控制。特別是在雨季，如果物料水分變大，物料在氣力滑道內(nèi)流化不良，流動(dòng)性差，則容易造成堵塞。對(duì)鼓風(fēng)機(jī)鼓入的空氣也要求清潔、干燥。

7 結(jié) 論

氣力滑道近年來(lái)發(fā)展很快，國(guó)產(chǎn)的氣力滑道也在不斷完善、不斷改進(jìn)，現(xiàn)在已廣泛應(yīng)用于建材、糧食、電力、醫(yī)藥、橡膠等行業(yè)。由于其密封性好、可多點(diǎn)下料、故障率少、輸送量較大等優(yōu)越的性能，得到了很多使用企業(yè)的好評(píng)。隨著國(guó)內(nèi)環(huán)保對(duì)各個(gè)行業(yè)粉塵排放要求日益嚴(yán)格的趨勢(shì)，粉體倒運(yùn)輸送設(shè)備也在朝著全密封、智能化、精細(xì)化方向發(fā)展，氣力滑道必將得到更廣泛的應(yīng)用。