葉 炯
中交第三航務工程勘察設計院有限公司
水泥是一種常見的建筑原材料,主要物料特性為粉狀,粒度小于40 μm,平均容重1.45 t/m3,含水率小于1%。水泥的水平運輸在水泥卸船項目中是一個重要的組成部分,采用合理的水平輸送方式可使工藝流程流暢、高效、節(jié)能、經濟環(huán)保。水泥水平運輸的主要設備有帶式輸送機、埋刮板輸送機、氣墊皮帶機、管狀帶式輸送機、空氣輸送斜槽[1]等。某水泥卸船項目的水平運輸采用空氣輸送斜槽,其結構簡單、密封性好、噪聲低、布置適應性好、維護成本低,可實現(xiàn)多點進料及出料?;谏钲谀乘嘈洞椖浚瑢諝廨斔托辈鄣膮等≈颠M行介紹。
該水泥卸船項目建設1個1萬t級水泥卸船專用泊位,泊位長度約275 m,寬度20 m,滿堂式結構,年貨物吞吐量約300萬t,可實現(xiàn)碼頭水泥卸船、水平輸送、筒倉儲存及筒倉出運的功能。
根據水泥的物料特性及環(huán)保要求,碼頭裝卸設備采用4臺螺旋式連續(xù)卸船機,軌距10.5 m,回轉半徑17 m,每臺最大能力600 t/h。
水平輸送采用空氣輸送斜槽作業(yè)。碼頭軌后布置4路XZ800空氣輸送斜槽,最大能力約700 t/h,碼頭4路空氣輸送斜槽兩兩匯成2路,采用XZ1200空氣輸送斜槽,最大輸送量約為1 400 t/h。在筒倉布置2路XZ1200空氣輸送斜槽,每條斜槽分別與每個筒倉相連接。各空氣輸送斜槽之間采用鏈斗提升機相連,最大輸送能力為1 400 t/h。
碼頭后方陸域布置18座鋼結構水泥筒倉,沿碼頭至陸域延伸布置9行2列筒倉。筒倉直徑為15 m,平均高度20 m,每座筒倉容量約5 000 t。每座筒倉底部布置1路裝車線,裝車能力為250 t/h。
裝卸工藝流程為:船→螺旋式連續(xù)卸船機→碼頭空氣輸送斜槽→鏈斗提升機→筒倉區(qū)空氣輸送斜槽→筒倉→倉底卸料系統(tǒng)→水泥罐車。
專業(yè)化的水平輸送主要有帶式輸送機、埋刮板輸送機、氣墊皮帶機、管狀帶式輸送機、空氣輸送斜槽等。帶式輸送機運用比較廣泛,具有通用性強、對貨種適應性好、投資低等優(yōu)點,但環(huán)保效果一般,噪聲比較大。管狀帶式輸送機中間輸送膠帶成管,密封性好,環(huán)保效果好,能實現(xiàn)大傾角輸送,可適應復雜的地形環(huán)境,投資相對比較高。氣墊皮帶輸送機采用氣墊將皮帶及上部物料托起,通過皮帶與盤槽之間的氣膜取代滑動或滾動摩擦,可大輻減少能耗并適用于大產量長距離物料輸送,對物料有一定的要求,主要運用于散糧的輸送。埋刮板輸送機,運行穩(wěn)定,故障率低,為中短距離中小產量輸送設備,最大輸送能力可達1 200 t/h??諝廨斔托辈壑饕糜谳斔退州^低的粉狀物料的氣力輸送設備,按長度需要將鋼板制作成的槽子拼接而成,中間用法蘭連接,布置時在輸送方向形成一個向下的斜度??諝廨斔托辈蹥んw分上下層,中間布置空氣層[2]。作業(yè)時,向斜槽空氣層接入壓縮空氣,物料會被氣化,使得靜止的物料變?yōu)榱鲃訝顟B(tài),由于重力原因,從高到低滑下。采用空氣輸送斜槽輸送水泥時,要求含水量不大于1%,溫度不高于150℃。
空氣輸送斜槽的寬度在200~1 200 mm,斜槽的寬度和角度需同時考慮取值。按照空氣輸送斜槽的工作原理,物料流態(tài)化后,可在傾斜的溜槽內像液體一樣從高往低流動,實現(xiàn)物料的輸送。在密閉的溜槽內物料需要一定的厚度才能穩(wěn)定運行。如物料太少,輸送能力就越低,物料過多會堵塞溜管。根據實際的使用情況,一般物料的厚度在料道高度的25%~35%左右最為合適,需按照具體輸送能力選擇合適的斜槽寬度。
空氣輸送斜槽傾角一般為4°、6°、8°、10°、12°。為適應輸送能力的需求,本方案采用800 mm和1 200 mm兩種寬度的空氣輸送斜槽,根據傾角大小輸送水泥所對應的最大能力見表1。
表1 不同傾角輸送能力對比2
可見,同一規(guī)格的空氣輸送斜槽,角度越大,流速越大,輸送能力越大。同時,根據實際使用情況,斜槽角度越小,物料流速越小,透氣層的磨損程度越小,透氣層的使用壽命越長。根據實際使用數據分析,空氣輸送斜槽的角度在6°時,既能滿足輸送能力的要求,又能滿足使用壽命的要求。綜合考慮使用要求及成本,空氣輸送斜槽按照傾斜角度6°設計。
空氣輸送斜槽的用氣主要由離心風機提供,根據其不同的傾斜角度與輸送的物料特性,用氣量一般取值范圍為:每平方米透氣層需要1.5~3 m3/min。一般可取每平方透氣層2 m3/min,氣壓為4~6 kPa??諝廨斔托辈坶L度越大,所需氣壓越大。
空氣輸送斜槽是一種技術成熟可靠的水平輸送設備,在水泥輸送行業(yè)具有廣泛的應用?;谀乘嘈洞椖?,研究了空氣輸送斜槽運用于水泥輸送的設計參數取值,為空氣輸送斜槽在水泥輸送中的應用提供參考。