粉体机械输送设备与气力输送设备应用比较

杜文青

（青海铜业有限责任公司，青海 西宁 811600）

随着社会的发展，在计算机技术的支持下，粉体输送技术以极快的速度发展着，现在该技术体系已PLC技术、网络通信技术及测量仪表为核心，具备自动化、集成化控制的功能，应用前景广阔。粉体（包括铜冶炼白烟尘、锌冶炼焙砂、铁矿粉、钛白粉、散装水泥等）输送作为一项内容繁杂的工作，包含了粉料输送、无尘卸载、储存、运用、计量等多道工序，涉及到运输工程、计算机技术、工程通用技术、流体力学等多个学科内容，有着多元化的发展方向[1]。目前，国内外粉体输送设备主要分为机械输送设备和气力输送设备两大类，分别代表着两种不同的粉体输送技术，各有优缺点，不过在现代化科学技术支持下，气力输送由于有着较优的综合经济效益，在粉体输送中的应用比例不断增长。

1 粉体机械输送设备与气力输送设备比较

为了能够满足冶炼工业、化工领域的发展需求，人们一直在进行着粉体输送技术的研发工作，以研制出性能更为优秀且平稳运行的输送设备[2]。从粉体输送要求来说，相关设备最好能够具备以下优点：①设备规格完整齐全，且各类产品均能标准化、集成化生产，而且适用性广；②设备运转率高，且运行平稳，维修周期稳定，这样有利于实现粉体运输系统的自动化运转，降低人工费用；③能够实现粉料装、卸、运、贮、用等工序的一体化进行，减少中转周期，提升运输效率；④具备较高的综合经济效益，即综合输送设备的一次性购置费用、维护管理费用、土建费用、自动化管理费用、工艺先进性与环保性等指标，计算其经济效益，选择最优方案。

现阶段，粉体输送技术体系中主要应用机械输送和气力输送两种工艺方法。机械输送系统是一套由驱动装置、张紧装置、牵引装置、机体、料斗等构件组成的设施，常见的有皮带输送机、螺旋输送机、刮板输送机等，适用于短距离输送大量粉料，但是由于设备运行是会对局部构建产生严重磨损，因此运转平稳性不足，维修费用高，一般应用于煤矿、冶炼厂、燃煤电厂等场所；气力气力输送系统是一套由发送器、进料阀、输送管道、排气阀、自动控制系统等组成的设施，整体结构较为简单，且可根据粉体输送需求灵活布置，自动化程度高，初次投资费用低，适合长距离运输，而且由于密封性优良，广泛应用在冶金、化工、医药、建材等工业领域。

虽然说，在短距离运输大量粉料时，机械输送耗电低于气力输送，但是整体而言，气力输送设备的综合经济效益优于机械输送设备。以锌冶炼焙砂粉料的运输为例，应用气力输送设备，其输送速度比较快，而且能够距离长达1Km以上，密封输送，不会受到外界环境的干扰，再加上设施的配套化设计，中转周期比较短，运转效率较高，整套设施结构简单紧凑、占地面积小的优点，联合计算机技术、PLC技术等，即可实现系统的集中化、自动化控制。而且，应用我国自主研发了DB仓式气力输送泵等科技产品，有效降低了这一系统的电耗指标，进一步优化了其经济性能。

2 粉体气力输送设备概述

2.1 M型F—K螺旋泵(FULLER)

在上个世纪80年代，FULLER是国内外最为先进的一套粉体气力运输设施，采用双支撑螺旋轴设计，在螺旋轴上等间距安装表面堆焊铬化硼硬质合金的螺旋叶片，设计合理，可根据工艺需求合理设置出料口，同时采用了油封及气封等可靠密封工艺，性能优良。该系统可连续输送无聊，而且能够根据粉料的数量，在0%至100%的额定输送量区间自动变动，且输送过程较为平稳，无脉动。相较于其他输送量相同的气力输送设备，FULLER体积最小，因此常作为型散装水泥船的输送系统。不过，这一设备也具有明显的缺点，就是电耗高，比仓式气力输送泵高出30%，而且螺旋叶片、内衬等构件易磨损，维修周期短且耗费大。当时为了满足粉体输送的需求，我国引进了这一气力输送设备，并实现了批量化生产，而且对其进行了改进，降低了一定的电耗。

2.2 DB仓式气力输送泵

在我国发粉体技术发展过程中，仓式气力输送泵是一次重大的技术变革，造就了UQ气卸式火车、气卸式散装水泥汽车、散装水泥气卸船等工艺产品，促使了冶金工业粉体物料、散装水泥等向气力输送管道化方向的发展。DB仓式气力输送泵具备静压输送、流态化输送和悬浮式输送的功能，而且设计方案多变，可根据粉料输送的量及距离灵活地进行结构设计。该设施的自动化程度较高，在进出料及承重时，系统操作面板可直接显示数字，而且整套设施集装、卸、输送工艺于一体，可实现集成化自动化控制。

具体来说，DB仓式气力输送泵的组成构件如下：①泵体。是一个椭圆封头、直筒段、锥封头构成的一体化构件；②进料机构。影响泵运转率的关键性构件，主要有软密封和硬密封两种，前者密封性好、操作失误率低，不过性价比较低，后者结构简单、使用年限常，且可耐受物料温度相对较高，一般适用于有特殊工艺要求的系统中；③排气阀。其功能为物料进入泵体时排出内部空气；④内部流化装置。可让物料与泵内空气充分融合，降低其输送阻力；⑤自动控制系统。采用气电联合控制的方式，控制柜通常由常规或微机控制组成。除此之外，系统还有一些配套设备，比如说SK 粉体两路换向阀、旋转定量给料机等。

3 结语

粉体输送技术的发展，是基于铜冶炼白烟尘、锌冶炼焙砂、铁矿粉、钛白粉、散装水泥等相关行业需求的，而且为了保证技术应用效果，企业需以相关技术为核心，研发出性能优良、稳定、运转效率高的粉体输送设备。在一开始，粉体输送以机械设备输送为主，不过在粉体输送技术发展过程中，企业开始建设粉体运输管道及相关土建工程，在粉体输送管线及专用火车、汽车、船等设备上构建了正压输送、负压抽吸等气力输送系统，这类系统工艺布置灵活，且转运效率高，建设周期相对较短，具备环境友好型特征，逐渐推广到各个粉体输送领域。在粉体气力输送过程中，应该加强对于输送设备及相关工程的设计与建设管理，优化综合经济效益指标，充分发挥气力输送设备的应用价值，促进粉体输送行业的可持续发展。