柏 勉,陳 娜

(1.中國建材國際工程集團有限公司，上海 200063；2.上海滬港建設(shè)咨詢有限公司，上海 200232)

帶式輸送機和螺旋輸送機是建材行業(yè)內(nèi)廣泛使用的一種輸送粉體物料的機械設(shè)備。帶式輸送機輸送粉體有輸送能力大、輸送距離遠、經(jīng)久耐用等優(yōu)點，同時也具有密封效果差、輸送沿程容易漏料等缺點。螺旋輸送機則具備工藝布置靈活、橫截面尺寸小、密封性能好等優(yōu)點，但其缺點是輸送能力小、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，磨損下來的鐵等雜質(zhì)會帶入原料中對玻璃質(zhì)量造成不利影響。而氣力滑道與帶式輸送機和螺旋輸送機相比較，它具有全密閉輸送無粉塵外溢、容易改變輸送方向、輸送能力較大和支持多點裝料和卸料等優(yōu)點。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)保部門對各個行業(yè)環(huán)保要求越來越高，如何加強倒運設(shè)備的密封、減少粉體輸送過程中的揚塵和損失已成為工藝設(shè)計中急需解決的問題。

1 氣力滑道簡介和工作原理

1.1 氣力滑道簡介

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

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)基本上類似于流化床的流化狀態(tài)。它由上下的兩個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，粉料從進料口進入上槽體，風(fēng)機從上向下從下槽體吹入壓縮氣體。壓縮氣體通過可滲透層使上槽體內(nèi)的粉料流化。由于槽體從進料口到出料口向下傾斜，粉料則受重力作用從高到低流動，完成粉體輸送，詳見圖1。

2 氣力滑道的主要部件

氣力滑道由兩個密封的U形槽組成，上下U型槽在中間由透氣層隔開。氣力滑道中使用的動力源是空氣，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。一般來說，離心風(fēng)機可以滿足粉料運輸?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)機的出風(fēng)口通過鋼管或金屬軟管連接到下部斜槽的進氣口，其進氣口配有過濾器，以過濾空氣中的濕氣和灰塵。透氣層是用于支撐運輸粉體并使空氣均勻通過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，會導(dǎo)致粉料的運輸過程受到很大影響，所以選擇良好的透氣層材料十分重要。帆布透氣層近年來被各國廣泛采用，國內(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)點是結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，不易損壞及維修較方便，它的主要缺點是耐熱性能較差。國外透氣層材質(zhì)采用芳綸、滌綸等材質(zhì)透氣層，耐熱性能好，一般耐溫可以達到250～300 ℃，且抗拉強度高、使用壽命長。為了減少進料口下面透氣層的磨損和沖擊，一般在進料口下方設(shè)有進料溜板(進料滑板)，溜板起緩沖物料沖力的作用，物料通過溜板滑到透氣層上[3]。

當(dāng)輸送線需要拐彎時可設(shè)置彎槽，需要分支時可設(shè)帶有改向翻板的三通或四通閘門。通過手動、氣動、電動或電液動閘門，可將物料輸送至指定斜槽或儲倉。

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)置透明觀察窗，以便后期生產(chǎn)觀察或維修使用。

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)機的1.2～1.5倍來考慮，應(yīng)使上槽內(nèi)的氣力壓力處于零壓或微負壓狀態(tài)。氣力滑道主要部件見圖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%，否則會引起粉料運輸不暢、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)理論計算，結(jié)合實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械不同，輸送量過低，很多時候不能順利輸送。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。料層過厚過薄都會對輸送產(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，一般可按2 m3/(m2透氣層·min)考慮。進風(fēng)壓力4～6 kPa，大規(guī)格長斜槽取偏大值，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

在水泥工廠里，已大量使用氣力滑道來輸送水泥和生粉料。粉料可通過TDS斗式提升機提升到倉頂，由氣力滑道分別送入若干儲庫；或者喂料倉或儲庫內(nèi)的粉料通過氣力滑道送入斗式提升機或其他設(shè)備。在干粉料輸送工藝中，氣力滑道已取代螺旋輸送機和帶式輸送機。

4.2 在玻璃行業(yè)輸送硅砂、純堿、長石、芒硝等

在TFT玻璃廠的原料車間，已大量使用氣力滑道來輸送硅砂。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。這種硅砂流動性較好，如采用帶式輸送機輸送，由于皮帶機密封不嚴，容易造成原料車間粉塵飛揚，操作環(huán)境污染嚴重；而采用螺旋輸送機或其他輸送設(shè)備，又不可避免造成設(shè)備內(nèi)部螺桿等磨損嚴重(硅砂硬度大，磨蝕性強)，設(shè)備磨損帶入的鐵還會對TFT玻璃質(zhì)量造成嚴重影響。故TFT玻璃廠的原料車間采用氣力滑道來輸送硅砂。氣力滑道具有磨損少、易維護、耗電少、用材省、無噪音、密閉好、構(gòu)造簡單、操作安全可靠，同時易于改變料流方向，能多點進料和卸料等優(yōu)點。工藝布置上也非常方便，工藝流程上可以通過氣力滑道直接送入斗提機提升后，再經(jīng)過倉頂氣力滑道加三通或四通進入若干硅砂日倉儲存待稱量。同樣，在藥玻和高硼硅玻璃原料車間也可以使用斜槽來倒運硅砂。

玻璃廠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，流動性也不錯，跟上面硅砂一樣，如果采用帶式輸送機輸送粉塵較大，故也可采用氣力滑道來輸送。采用氣力滑道來輸送純堿，需要根據(jù)純堿輸送量的大小來選用合適型號的氣力滑道，滑道的角度一般采用8度。

玻璃廠所用的長石、芒硝為干細粉料。長石容重約為1.5 kg/m3，水分小于0.5%，粒度小于0.5 mm，流動性較好；芒硝容重約為1.0 kg/m3，水分小于0.5%，粒度小于1.0 mm，流動性較好。兩者都可以通過氣力滑道來輸送進日倉。

根據(jù)玻璃廠原料的流動性、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，對于硅砂(干)、純堿、長石、芒硝等干細粉料可以采用氣力滑道輸送，但對于硅砂(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、螺旋輸送機或振動給料機輸送。

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的配粉倉和散裝發(fā)放倉下用于面粉出倉使用，這個工段面粉流化態(tài)較好，而且存在一定的落差，完全滿足氣力滑道的使用要求。原先使用圓管鏈條輸送機，由于其輸送能力小、轉(zhuǎn)動部件多、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?？諝饬康拇笮∨c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

氣力滑道用鼓風(fēng)機的規(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

氣力滑道在操作使用時，應(yīng)注意以下幾點[4]：

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

2)開車時，關(guān)上進風(fēng)閥，啟動后根據(jù)需要逐步打開進風(fēng)閥。根據(jù)輸送物料的要求，調(diào)節(jié)好下槽截止閥，然后開始下料。

3)下料后，應(yīng)經(jīng)常通過觀察門觀察物料流動情況，結(jié)合測壓參數(shù)，調(diào)節(jié)好進風(fēng)量。

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

5)嚴防被輸送物料中夾雜大顆粒及雜物。

6)對輸送物料的水分要嚴格控制。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，流動性差，則容易造成堵塞。對鼓風(fēng)機鼓入的空氣也要求清潔、干燥。

7 結(jié) 論

氣力滑道近年來發(fā)展很快，國產(chǎn)的氣力滑道也在不斷完善、不斷改進，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。隨著國內(nèi)環(huán)保對各個行業(yè)粉塵排放要求日益嚴格的趨勢，粉體倒運輸送設(shè)備也在朝著全密封、智能化、精細化方向發(fā)展，氣力滑道必將得到更廣泛的應(yīng)用。