CN101323398B - 气力输送料罐流量调节装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

粉体气力输送系统中的料罐出料量调节与控制方法，属于洁净煤发电及化工领域，解决洁净煤发电及化工、冶金、医药和食品加工等过程中出料量调节控制问题。采用底部流化顶部出料的发料方式，把底部分割成若干个独立风室，带压气体通过流化风管进入风室，穿过布风板对发料罐内的粉体物料进行部分流化；被流化的粉体物料呈现出流体的特性，沿着出料管流出料罐，经过出料控制阀汇合于输送管路中；充压风则用于维持料罐的压力。罐内设置多路不同管径的出料管，每个布风板上方布置一根出料管，通过选择不同管径的出料管的组合，并开启对应的流化风及出料控制阀对出料量进行大幅度调节；通过调节输送压力、差压和流化风量等操作参数对出料量进行小幅度调节。

Description

气力输送料罐流量调节装置及控制方法

技术领域

本发明涉及大规模干煤粉气化、IGCC发电、化工、冶金、医药和食品加工等过程的粉体输送系统，属于洁净煤燃烧发电和化工领域。

背景技术

气力输送在能源、化工、冶金、医药和食品加工等领域得到广泛的应用。气力输送是指在管道中借助气体的能量(动能或静压能)使固体物料按照指定的路线进行连续输送的一种运送方式。气力输送系统的类型很多，不同类型气力输送系统的结构也不相同。气力输送系统一般由供料装置、输送管路、分离机构、气体动力源四个基本部分组成，各不同部分的不同构成及不同的组合结构，构成不同类型的气力输送系统。一般所说的气力输送装置型式，就是按照气体在管道中的压力状态来区分，分为吸送式、压送式和混和式三类。

气力输送系统具有明显的特征，属于管路输送，没有回程。管路输送是指输送线完全为管道，没有机械传动部分，输送时不占地面，而且输送中物料与外界隔绝，不受外界的影响，也不会对外界环境造成污染等影响，设备简单。船舶或者专用输送容器等间歇式输送和链式、带式运输机等循环输送，需有返回加料，而气力输送则没有回程，这就减少了额外的动力消耗。近年来，气力输送技术在以往气力输送技术的基础上进一步开拓应用。例如，将粉料喷吹送入高温熔化的液态金属中；将粉末状燃料喷入熔化炉和锅炉中去的技术；利用港口吸卸谷物的吸粮机的原理将气力输送技术用于高温熔渣的吸出清理；对以往难以输送物料的输送技术；磨损性大的物料的输送技术以及塑料成形体中物件输送技术等。

在实际工业生产过程中，随着生产工艺及设备变负荷的需求，需要调节粉体给料量。粉体气力输送系统的流量调节控制对整个系统安全稳定的运行有着至关重要的作用。如果输送系统调节性能较差，变工况特性不稳定，当需要调节给料量时，而输送系统不能及时满足工业生产要求，将直接导致生产过程不达标，损坏工业设备，造成后续整个工艺产品不合格，造成严重的经济损失，影响工艺流程的稳定生产及安全运行。而目前已有的气力输送料罐流量调节的设备和方法存在流量调节范围小，不易操作，变工况特性不稳定等缺点，不能满足工业生产需要。因此开发出调节范围大、调节可靠的气力输送料罐给料量调节装置和方法对相关工业装置的安全经济运行尤为重要。

发明内容

技术问题：为了克服传统的料罐输送装置粉体出料量难以调节控制、调节范围小及输送不稳定等缺点，本发明提供一种气力输送料罐流量调节装置及控制方法，使粉体气力输送设备能够对出料量进行大范围的调节且可以安全稳定运行。

技术方案：本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：该气力输送料罐调节装置包括流化风管、风室、布风板、出料管、料罐本体、加料口、布袋除尘器、排气阀、出料控制阀、充压风管、补充风管、输送管路和粉体物料；料罐本体底部被分割成若干独立风室，多路流化风管分别对应接独立风室，每个独立风室的上部设置一块布风板，每块布风板的上方布置一根出料管，且每根出料管管径不同，出料管的另一头接出料控制阀，加料口、布袋除尘器、排气阀、充压风分别位于料罐本体的上部，被流化的粉体物料经出料管流出料罐本体，经出料控制阀后汇集在输送管路中；在输送管路上设有补充风管。

本发明的气力输送料罐流量调节装置的控制方法为：

a、首先从加料口加入粉体物料，待料罐中的粉体物料达到高料位，停止加料；根据输送质量流量的要求选择适宜管径的出料管组合进行供料，开启相应流化风管和出料控制阀，流化风经过各独立风室后，穿过布风板后对料罐中的粉体物料进行流化；出料管由多路不同管径的出料管组成，被流化的煤粉颗粒沿着出料管经出料控制阀后，汇合在输送管路中，最终进入反应装置；充压风管则用于维持料罐压力，补充风管用于调节输送速度和固气比；

b、当需要大幅度调节粉体出料量时，根据出料量变化的幅度，重新选择合适管径的出料管组合供料；根据新选择的出料管组，开启对应的流化风管和出料控制阀，关闭未使用的出料系统中的流化风管和出料控制阀，粉体物料将沿着启用的出料管组流出料罐，经出料控制阀汇合于输送管路，达到大幅度调节出料量的目的；

c、当需要小幅度增加粉体出料量时，根据出料量增加的幅度，定量的增大流化风量、输送压力或总输送差压均可以达到小幅度增加粉体出料量的目的；反之，亦然；

d、当料罐中料位低于低料位时，为保证料罐供煤的稳定性，防止流化风管和充压风管穿透物料层，造成沟流，需停止输送；通过加料口对料罐中进行加料，依次循环进行输送，当因故障等原因需将料罐中的气体全部排除时，开启排气阀，料罐中的气体经布袋除尘器流出料罐。

有益效果：与传统的发料罐相比，本发明涉及的发料罐流量调节装置具有如下优点：

1.流量调节范围大，采用不同管径出料管组合来实现给料量的调节，调节过程中给料量稳定；

2.适用范围广，粉体固气比高、流动稳定性好；

3.变工况特性灵活，调节方便；

4.结构简单，纯气动方式操作，无需机械电动设备，投资及维护费用少。

附图说明：

图1为发料罐流量调节控制装置图。其中有流化风管1，风室2，布风板3，出料管4，发料罐5，加料口6，布袋除尘器7，排气阀8，出料控制阀9，充压风管10，补充风管11，输送管路12，粉体物料13。

图2为带发料罐粉体输送的化工过程示意图。其中有流化风管1，风室2，布风板3，出料管4，发料罐5，加料口6，布袋除尘器7，排气阀8，出料控制阀9，充压风管10，补充风管11，输送管路12，粉体物料13，流量计14，储气罐15，总供风管16，化工反应器17。

具体实施方式：

本发明的气力输送料罐流量调节装置，由流化风、风室、布风板、出料管、出料控制阀、料罐、布袋除尘器等设备组成，多路流化风与各风室连接，出料管布置在布风板上方。本发明专利的流量控制方法为：各路加压流化风穿过布风板对料罐内粉体进行局部流化，被流化的粉体呈现出流体特性，沿着出料管流出发料罐，经出料控制阀后汇合进入输送管路。充压风用于维持发料罐压力，补充风用于调节输送管路中的输送固气比和输送速度，每一个风室上方设置一根出料管，且每根出料管的管径不同。当需要大幅度调节粉体出料量时，根据出料量变化的幅度，重新选择合适管径的出料管4组合供料；根据新选择的出料管组，开启对应的流化风和出料控制阀，关闭未使用的出料系统的流化风和出料控制阀，粉体物料将沿着启用的出料管组流出料罐，经出料控制阀汇合于输送管路，达到大幅度调节出料量的目的。当需要小幅度增加粉体出料量时，根据出料量增加的幅度，定量增大流化风量、输送压力或总输送差压均可以达到小幅度增加粉体出料量的目的；反之，亦然。

下面结合附图1和2对本发明进行说明；

图1是一种新型气力输送料罐流量调节装置，其特征在于该气力输送料罐调节装置由流化风管1、风室2、布风板3、出料管4、料罐本体5、加料口6、布袋除尘器7、排气阀8、出料控制阀9、充压风管10、补充风管11、输送管路12和粉体物料13等组成。料罐5底部被分割成若干独立风室2，多路流化风经独立风室2后穿过布风板3对料罐5中粉体物料13进行流化，不同管径的出料管4布置在布风板3上方，每块布风板3的上方布置一根出料管4，被流化的粉体物料13经出料管4流出料罐5，经出料控制阀9后汇集在输送管路12中。通过选择不同管径的出料管4组合，开启对应的流化风管1和出料控制阀9进行出料量的大幅度调节；通过调节输送压力、差压和流化风量等操作参数进行出料量的小幅度调节。充压风管10则用于维持料罐5压力，在料罐5出口注入补充风管11用于调节输送速度。

操作方法：在正常输送情况下，首先从加料口6加入粉体物料13，待料罐5中的粉体物料13达到高料位时，停止加料；根据输送质量流量的要求选择适宜管径的出料管4组合进行供料，开启相应管径流化风1及出料控制阀9，流化风1进入各独立风室2，穿过布风板3后对料罐5中的粉体物料13进行流化。出料管4系统由多路不同管径的出料管4组成，被流化的煤粉颗粒沿着出料管4经出料控制阀9后，汇合在输送管路12中，充压风10则用于维持料罐5压力，补充风11用来调节输送速度及固气比，充压风管10、流化风管1和补充风管11的风则来自于储气罐15，通过总供风管16保证供气量及压力，输送管路12中的煤粉则被输送到化工反应器17中参加化学反应。当生产工艺需要调整给料量且调节幅度较大时，根据给料变化量的大小及目前使用的出料管组合4的情况，在确保供料系统稳定工作的前提下，重新选择合适管径的出料管4组合供料；根据新选择的出料管4组的情况，开启对应的流化风管1和出料控制阀9，关闭未使用的出料系统中的流化风管1和出料控制阀9，粉体物料13将沿着启用的出料管4组流出料罐5，经出料控制阀9汇合于输送管路12，达到大幅度调节出料量的目的。当需要小幅度增加粉体出料量时，可定量增大输送压力、差压或流化风量均可小幅度增加粉体出料量；反之，亦然。当料位低于低料位时，为保证料罐5供煤的稳定性，防止流化风管1和充压风管10穿透物料层，造成沟流，需停止输送，通过加料口6对料罐5中进行加料，依次循环进行输送。当因故障等原因需将料罐5中的气体全部排除时，开启排气阀8，料罐5中的气体经布袋除尘器7流出料罐5.

操作过程中，通过流化风管1对各分风室2之上的粉体物料13进行流化以保证粉体物料13具有流体特性以利于输送，充压风管10用于维持发罐5压力。储气罐15的压力不能比料罐5的压力高太多，否者气体会倒灌进入料罐5，影响出料；每路风管需与储气罐15直接连接以保证获得充足的流量。

Claims (1)

1.一种气力输送料罐流量调节装置的控制方法，其特征在于粉体出料量调节控制的方法为：

该控制方法基于一种气力输送料罐流量调节装置，该气力输送料罐调节装置包括流化风管(1)、风室(2)、布风板(3)、出料管(4)、料罐本体(5)、加料口(6)、布袋除尘器(7)、排气阀(8)、出料控制阀(9)、充压风管(10)、补充风管(11)、输送管路(12)和粉体物料(13)；料罐本体(5)底部被分割成若干独立风室(2)，多路流化风管(1)分别对应接独立风室(2)，每个独立风室(2)的上部设置一块布风板(3)，每块布风板(3)的上方布置一根出料管(4)，且每根出料管(4)管径不同，出料管(4)的另一头接出料控制阀(9)，加料口(6)、布袋除尘器(7)、排气阀(8)、充压风管(10)分别位于料罐本体(5)的上部，被流化的粉体物料(13)经出料管(4)流出料罐本体(5)，经出料控制阀(9)后汇集在输送管路(12)中；在输送管路(12)上设有补充风管(11)；

具体步骤如下：

a、首先从加料口(6)加入粉体物料(13)，待料罐(5)中的粉体物料(13)达到高料位，停止加料；根据输送质量流量的要求选择适宜管径的出料管(4)组合进行供料，开启相应流化风管(1)和出料控制阀(9)，流化风经过各独立风室(2)后，穿过布风板(3)后对料罐(5)中的粉体物料(13)进行流化；出料管(4)由多路不同管径的出料管(4)组成，被流化的煤粉颗粒沿着出料管(4)经出料控制阀(9)后，汇合在输送管路(12)中，最终进入反应装置；充压风管(10)则用于维持料罐(5)压力，补充风管(11)用于调节输送速度和固气比；

b、当需要大幅度调节粉体出料量时，根据出料量变化的幅度，重新选择合适管径的出料管(4)组合供料；根据新选择的出料管(4)组，开启对应的流化风管(1)和出料控制阀(9)，关闭未使用的出料系统中的流化风管(1)和出料控制阀(9)，粉体物料(13)将沿着启用的出料管(4)组流出料罐(5)，经出料控制阀(9)汇合于输送管路(12)，达到大幅度调节出料量的目的；

c、当需要小幅度增加粉体出料量时，根据出料量增加的幅度，定量的增大流化风量、输送压力或总输送差压均可以达到小幅度增加粉体出料量的目的；反之，亦然；

d、当料罐(5)中料位低于低料位时，为保证料罐(5)供煤的稳定性，防止 流化风管(1)和充压风管(10)穿透物料层，造成沟流，需停止输送；通过加料口(6)对料罐(5)中进行加料，依次循环进行输送，当因故障原因需将料罐(5)中的气体全部排除时，开启排气阀(8)，料罐(5)中的气体经布袋除尘器(7)流出料罐(5)。 

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