CN102303782B - 一种粉体输送装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种粉体输送装置,该装置由粉体贮存系统A、粉体加压输送系统B、粉体流量监测调节系统C、粉体称量系统D和粉体回收系统E组成,所述粉体先进入粉体贮存系统A,在重力和加压器的负压作用下进入粉体加压输送系统B,通过粉体流量监测调节系统C进行流量控制后,粉体以连续方式排出;在开车前建立稳流状态或获取流量测量仪校验系数时,从粉体流量监测调节系统C排出的加压粉体通过阀门转换进入粉体称量系统D,进行称量并计算粉体流量测量仪的校验系数,再经粉体回收系统E减压返回粉体贮存系统循环利用。该装置结构简单、投资小、运行过程连续、稳定、流量调节范围大,节能环保。因此,本发明的粉体输送装置适应性很强,具有非常广阔的应用前景。

Description

一种粉体输送装置
【技术领域】
本发明属于粉体输送技术领域。更具体地,本发明涉及一种粉体输送装置。
【背景技术】
高浓度密相输送技术是相对于低浓度稀相输送技术所提出的一种固体颗粒(粉体)输送技术。众所周知,粉体的高浓度密相输送技术一般具有能耗低、输送能力大、输料范围广、管道及物料磨损小、节省载气消耗和气体动力源、节约管道材料消耗的特点。同时,高浓度密相输送技术还有利于降低管道输送静电的产生,提高输送易燃、易爆物料安全性。对有热量需求的场合,高浓度密相输送技术载气量少的特点意味着被带走的热量减小,有利于保持温度,降低燃料消耗。
因此,凭借高浓度密相输送技术的上述优势,固体颗粒(粉体)高浓度密相输送技术特别适合于有颗粒输送需要特别是有特殊输送要求的场合,如热敏性物料和化学稳定性较差物料的输送、尾气需要回收及尾气组分要求严格的燃烧器送料、对水份含量有严格要求物料的输送等,可广泛应用于包括电力、水泥工业、能源化工、工业窑炉等在内的诸多生产领域。
CN1259478公开了一种将固体颗粒从低压上位容器输送到高压下位容器的方法及其装置。上位容器和中间容器之间的上颗粒输送管设有上颗粒堆止机构,中间容器和下位容器之间的下颗粒输送管设有下颗粒堆止机构。颗粒流动的中止靠颗粒在上、下颗粒堆止机构的自然堆止,而颗粒的流动则靠通入气流破坏颗粒的自然堆止状态来实现。CN2764742公开了一种涌流式气力输送装置,它包括储料仓和发送罐,所述储料仓的出口通过阀组件与发送罐的进料口连接;发送罐上、中部分别设置有两个通过阀组件与气源相连接的进气口,所述发送罐的出料口通过输送管道与料库相连接,还包括减压组件,所述减压组件包括插板阀和另一个阀门,阀门与储料仓相连接,插板阀与发送罐的上部相连接;所述发送罐出料口上依次连接阀门和三通的一端,三通的另两端分别与气源管道和输送管道相连接。CN101941594A公开了一种固体颗粒输送设备,它包括上封头、下封头、筒体、导流管、喷射器、锥形导流体和冲送器;所述的锥形导流体位于设备筒体下部,与筒体之间形成密闭连接;所述的导流管固定在锥形导流体底部,与下封头形成密闭连接;所述的喷射器设置在导流管内,其主轴线与导流管轴线重合;所述的冲送器与导流管底部连接。
不难发现,现阶段的粉体密相输送技术大多采用了气力加压输送的方式,即首先将粉体进行流态化处理,然后鼓入高压载气将粉体以半连续或者柱塞形式输送至指定地点或容器。这种输送方式往往系统庞大,过程复杂,而且此技术通常采取在输送管道中补加一定量的高压气体以维持管道内输送动力的做法,造成载气消耗量上升,操作要求高,运行连续性、稳定性差。以能源化工中的干粉加压煤气化工艺为例,现有气化工艺粉体输送技术由常压、加压、变压、加料器和称重计量器等多个单元组成并配有大量压力、温度和料位指示仪器,为保证输送的连续性,气力加压系统一般设置有一个升压料斗和两个交替使用的加压料斗联合使用,过程繁琐,制约因素多,故障率高,设备投资大。干煤粉输送系统的不先进严重影响到气化炉温的控制,进而导致炉温波动大,有效成分含量不稳定,液态排渣不畅,触发停车率偏高,更有甚者将可能引起安全事故,造成人员伤亡。
本发明人针对上述现有粉体加压输送技术的不足,在经过大量实验研究和加工的基础上完成了本发明。
【发明内容】
[要解决的技术问题]
本发明的目的是提供一种粉体输送装置。
[技术方案]
本发明是通过下述技术方案实现的。
本发明涉及一种粉体输送装置。
该粉体输送装置由粉体贮存系统A、粉体加压输送系统B、粉体流量监测调节系统C、粉体称量系统D和粉体回收系统E组成,所述的粉体首先进入粉体贮存系统A,然后在其重力和粉体加压器所产生的负压作用下进入粉体加压输送系统B,接着通过粉体流量监测调节系统C,对所述的粉体进行流量控制后其粉体以连续方式排出;在开车前建立稳流状态或获取流量测量仪校验系数时,从粉体流量监测调节系统C排出的加压粉体通过阀门转换进入粉体称量系统D,进行称量并计算粉体流量测量仪的校验系数,再经粉体回收系统E减压后返回粉体贮存系统循环利用;
所述的粉体贮存系统A由粉体储仓1、粉体进口2、氮气进口3、袋式除尘器4与料位计5组成,它们都位于所述粉体储仓1顶部,而在粉体储仓1四周外壁上铺装保温材料;粉体储仓1顶部通过减压罐29的出口阀门36与减压罐29连接,而粉体储仓1底部通过粉体加压器9的加压器入口阀6与粉体加压器9连接;
所述粉体加压输送系统B由粉体加压器9、加压器入口阀6、加压器出口阀12和压力检测器8、11、14、15组成;所述压力检测器8、11用于检测在粉体加压器9进口与出口处的压力,所述压力检测器14、15用于检测在由粉体加压器9出口到料斗18之间管道中的压力变化;由粉体加压器9排出的粉体经过出口阀12与阀门27以连续方式排出,送到待处理设备中,或通过料斗18的料斗进口阀26进入粉体称量系统D;
所述粉体流量监测调节系统C由粉体流量测量仪51、流量调节计算器52与驱动电机调频控制器53组成;粉体流量测量仪51安装在粉体加压器9出口管道上;流量调节计算器52分别与粉体流量测量仪51和驱动电机调频控制器53连接,粉体流量测量仪51测定的粉体瞬时流量经转变成电信号后传导至流量调节计算器52,它将接受的电信号与设定的电信号进行比对和计算,其计算结果以电信号传送至驱动电机调频控制器53,从而控制调节驱动电机10转速以改变粉体加压器9的粉体输出流量;
所述粉体称量系统D由料斗18、位于料斗18上部的电子秤19和温度测量装置20、位于料斗18顶部的料位计21、过压保护装置22、排空口23、压力检测器24、料斗出口阀25和料斗进口阀26组成;所述料斗18顶部通过料斗进口阀26与加压器出口阀12连接,所述料斗18底部通过料斗出口阀25与减压罐29顶部连接;
所述粉体回收系统E由减压罐29、位于减压罐29上部的温度检测装置30、位于减压罐29顶部的料位计31、过压保护装置32、排空口33和压力检测装置34、位于减压罐29底部的出口阀门36组成,减压罐29底部通过出口阀门36与粉体储仓1上部连接。
根据本发明的一种优选实施方式,所述的粉体是一种或多种选自水泥、煤炭、石灰石粉末、窑炉灰渣、煤灰渣或各种矿渣的粉体。
根据本发明的另一种优选实施方式,所述粉体含水量是以所述粉体重量计40%以下,其直径<10mm的颗粒是以所述粉体重量计100%。
根据本发明的另一种优选实施方式,所述的粉体加压器9由活塞杆40、活塞41、活塞腔体42、壳体43、进口止回阀44、第一隔膜45、隔膜腔46、第二隔膜47、粉体加压腔48、出口止回阀49组成;活塞腔体42是由活塞41、第一隔膜45与粉体加压器9壳体43形成的;隔膜腔46是由第一隔膜45与第二隔膜47形成的;粉体加压腔48是由第二隔膜47、进口止回阀44、出口止回阀49与壳体43形成的。
根据本发明的另一种优选实施方式,粉体流量测量仪51根据其测量的粉体瞬时流速,粉体浓度、管道截面积与校验系数,按照下述公式(1)计算出粉体瞬时质量流量:
W=ρ×S×v×α(1)
式中:W:粉体质量流量,Kg/s;
ρ:粉体浓度,Kg/m3
S:管道截面积,m2
v:粉体瞬时流速,m/s;
α:校验系数。
根据本发明的另一种优选实施方式,进口止回阀44与出口止回阀49是用耐磨钢、硬质钢或陶瓷制成的浮球阀。
根据本发明的另一种优选实施方式,所述粉体储仓1与粉体加压器9的高度差是2m~25m。
根据本发明的另一种优选实施方式,所述的料位计5、21或31是超声波料位计。
根据本发明的另一种优选实施方式,所述的压力检测器8、11、14、15、24或34是隔膜式压力测量计。
根据本发明的另一种优选实施方式,所述的电子秤19是指LDCS电子料斗秤。
下面结合附图将更详细地描述本发明。
本发明涉及一种粉体输送装置,具体结构参见附图1。
该粉体输送装置由粉体贮存系统A、粉体加压输送系统B、粉体流量监测调节系统C、粉体称量系统D和粉体回收系统E组成。
所述的粉体首先进入粉体贮存系统A,在其重力和粉体加压器所产生的负压作用下进入粉体加压输送系统B,经加压到设定值后的粉体接着通过粉体流量监测调节系统C,对所述的粉体进行流量控制后其粉体以连续方式排出。在开车前建立稳流状态或获取流量测量仪校验系数时,从粉体流量监测调节系统C排出的加压粉体通过阀门转换进入粉体称量系统D,进行称量并计算粉体流量测量仪的校验系数,再经粉体回收系统E减压后返回粉体贮存系统循环利用。
所述的粉体贮存系统A由粉体储仓1、粉体进口2、氮气进口3、袋式除尘器4与料位计5组成,它们都位于所述粉体储仓1顶部,而在粉体储仓1四周外壁上铺装保温材料;粉体储仓1顶部通过减压罐29的出口阀门36与减压罐29连接,而粉体储仓1底部通过粉体加压器9的加压器入口阀6与粉体加压器9连接。
根据本发明,所述的粉体应该理解是无数个固体粒子集合体的总称。人们知道,任何固态物质都有一定的形状,占有相应的空间,即具有一定的大小尺寸。对于本发明而言,凡是达到以粉体重量计100%为直径<10mm颗粒的固态物质都适用于本发明。因此,本发明的粉体例如可以是一种或多种选自水泥、煤炭、石灰石粉末、窑炉灰渣、煤灰渣或各种矿渣的粉体。根据本发明,所述的各种矿渣应该理解是在不同矿山开采、选矿及加工冶炼过程中所产生的废物,例如在矿山开采时产生的脉石、铁矿选矿所产生的低品位铁矿石、有色金属冶炼产生的废渣等。
优选地,本发明的粉体是一种或多种选自水泥、煤炭、煤灰渣或各种矿渣的粉体。
根据本发明,所述粉体含水量是以所述粉体重量计40%以下,其直径<10mm的颗粒是以所述粉体重量计100%。
所述各种原料颗粒如果没有满足粒度要求时,则需要使用破碎设备或磨碎设备对这些原料进行破碎或磨碎,然后使用筛分设备进行筛分,收集合乎本发明粒度要求的颗粒。所述的破碎设备、磨碎设备或筛分设备都是目前固体物料加工中通常使用的在目前市场上销售的设备,例如上海世邦机器有限公司生产的破碎机和磨碎机,新乡市永清筛分机械有限公司生产的振动筛。
所述各种原料颗粒如果没有满足含水量要求时,则需要使用干燥设备进行干燥处理,直至达到其含水量要求。所述的干燥设备是目前固体物料加工中通常使用的在目前市场上销售的设备,例如常州万佳干燥设备有限公司、江苏振兴干燥设备有限公司生产的干燥设备。
优选地,如煤炭、硫磺等之类的可燃、易燃物质需要进行干燥时,则应该在如氮气之类的惰性气体保护下进行干燥处理。
所述的粉体贮存系统A有一个粉体储仓1,它是底部为锥型的圆柱形储仓,符合上述本发明要求的粉体由位于粉体储仓1顶部的粉体进口2进入粉体储仓1中。
在粉体储仓1顶部设有氮气进口3,通入氮气以防止空气进入粉体储仓1中,可以起到稳定粉体含水量的作用,同时还可以避免对粉体产生其它不利的影响。通入氮气的流量与压力对于本技术领域的技术人员而言,可以很容易根据该装置规模与具体实施情况进行确定。
粉体储仓1顶部设有料位计5,以保证粉体储仓1内的料位保持稳定,便于该装置平稳运行。所述的料位计5是目前市场上销售的超声波料位计,例如上海思派电子科技有限公司生产的产品。
粉体储仓1顶部的放空口处设计有袋式除尘器4,从粉体储仓1顶部排出的气体通过袋式除尘器4排出,以避免排出气体所携带的粉粒对环境造成不利的影响。在本发明中,所述袋式除尘器4选用具有除尘动能大、效率高、体积小、重量轻、结构简单紧凑、安装容易、维护方便的防暴型袋式除尘器,使用这种除尘器可以在其出口达到干粉体浓度≤50mg/Nm3。所述的袋式除尘器是目前市场上销售的产品,例如青岛双星环保设备有限公司生产的产品。
粉体储仓1在其四周外壁上铺装保温材料进行保温,以保证粉体在粉体储仓1内维持在一定温度,从而避免因温度变化对所述粉体产生不良的影响,保证本发明装置正常运行。所述的保温材料是目前广泛销售使用的保温材料,例如廊坊格瑞玻璃棉制品有限公司生产的玻璃棉。
所述粉体加压输送系统B由粉体加压器9、加压器入口阀6、加压器出口阀12和压力检测器8、11、14、15组成。粉体加压输送系统B包括粉体加压器9、在粉体储仓1与压力检测器8之间的加压器入口阀6、在加压器入口阀6与粉体加压器9之间的压力检测器8,在粉体加压器9与加压器出口阀12之间的压力检测器11,在加压器出口阀12与料斗进口阀26之间的压力检测器14以及在料斗进口阀26与粉体称量系统D之间的压力检测器15,在压力检测器14与料斗进口阀26之间设置一个排出所述粉体的支管,在该支管上安装阀门27。
粉体储仓1内的粉体通过其底部的加压器入口阀6和管道进入粉体加压器9内。本发明中,所述的粉体加压器9是隔膜式活塞加压器。所述粉体加压器9具有活塞直径大的特点,确定往复冲程长度后,可以调节活塞的往复冲程次数;设计在每分钟40~60次的冲程条件下运行,在此低冲程情况下,单位时间内粉体加压器9进出口阀的开闭次数大为减少,隔膜、阀座、阀芯锥体的使用寿命将大幅延长。为简化说明,本申请说明书仅以多缸隔膜式活塞加压器中的单个活塞隔膜加压单元为例进行结构说明。所述单个活塞隔膜加压单元的结构如附图2所示。它由活塞杆40、活塞41、活塞腔体42、壳体43、进口止回阀44、第一隔膜45、隔膜腔46、第二隔膜47、粉体加压腔48、出口止回阀49组成;活塞腔体42是由活塞41、第一隔膜45与粉体加压器9壳体43形成的;隔膜腔46是由第一隔膜45与第二隔膜47形成的;粉体加压腔48是由第二隔膜47、进口止回阀44、出口止回阀49与壳体43形成的。在驱动电机10的驱动下,活塞杆40带动活塞41进行往复运动,活塞腔体42内的液压驱动液在活塞41作用下使第一隔膜45进行相应的往复运动,然后通过第二液压液将这种往复运动传递给第二隔膜47,从而造成粉体加压腔48的腔体容积也发生相应的增加或减小变化,粉体加压腔48的腔体内压力也随之升高或降低。当活塞杆40带动活塞41往回运动,造成粉体加压腔48腔体容积变大时,粉体加压腔48内的压力降低,粉体加压器9入口处39的干粉体将加压器入口止回阀44冲开,粉体进入粉体加压腔48内。当活塞杆40带动活塞41往前运动,造成粉体加压腔48容积变小时,粉体加压腔48内压力升高,迫使进口止回阀44受内部压力升高而处于关闭状态,当这种压力继续升高至一定压力时,出口止回阀49就会被冲开,所述粉体经粉体出口50送出粉体加压器9,这时粉体加压腔48内压力降低,出口止回阀49就自动关闭,紧接着下一个循环过程,周而复始达到粉体加压输送之目的。
为达到连续、稳定输送粉体的目的,所述粉体加压器9实际上是多缸隔膜式活塞加压器,由多个活塞隔膜加压单元组成,各活塞隔膜加压单元的运动相位彼此相差2π/n,其中n为活塞隔膜加压单元数,各活塞隔膜加压单元结构、大小均一样,每个活塞隔膜加压单元都由一套活塞腔体42、隔膜腔46和粉体加压腔48组成,多个活塞隔膜加压单元呈并列排放但各自独立工作,只是各活塞隔膜加压单元中的粉体加压腔48进口处39和粉体出口50是连通的,其连接方式对于活塞式加压器制造领域和本技术领域的技术人员而言,很容易理解。这种多缸往复式隔膜加压器可有效克服单缸往复式加压装置瞬时流量不均的缺点,使得输出粉体的连续性和稳定性得到保障。
所述驱动电机10为无极调速电机,通过调节电机转速可以调节输送粉体流量,它是目前市场上普遍销售的产品,例如上海摆线减速机厂生产的无极调速电机。所述进、出口止回阀44、49是浮球阀,其材质可以为特殊耐磨钢、硬质钢或陶瓷。所述的隔膜是用目前市场上普遍使用的有机复合弹性材料制成的。所述第二隔膜47和第一隔膜45独立工作,这样确保即使在第二隔膜破损时,该粉体加压器9内部的活塞结构等不被粉体所污染。
在粉体加压器9的输入管道与输出管道上分别设置有压力检测器8和11,所述压力检测器8、11用于检测在粉体加压器9进口与出口处的压力。在由其输出管道上相应位置设置压力检测器14、15,所述压力检测器14、15用于检测所述粉体在粉体加压器9出口到料斗18之间管道中的压力变化,考察粉体在通过管道时的压力损失及监测系统因堵塞而发生的超压现象。本发明使用的压力检测器是隔膜式压力测量计,例如安徽天康(集团)股份有限公司生产的产品。
如果所述压力检测器14、15检测的压力符合规定压力,输送流量也已达到预先设定的流量,并且确认流量测量准确无误,待流量平稳后,则将料斗进口阀26关闭,由粉体加压器9排出的粉体通过出口阀12与阀门27以连续方式排出,送到待处理设备中。
所述粉体流量监测调节系统C由粉体流量测量仪51、流量调节计算器52与驱动电机调频控制器53组成。粉体流量测量仪51安装在粉体加压器9出口管道上;流量调节计算器52分别与粉体流量测量仪51和驱动电机调频控制器53连接,由粉体流量测量仪51测定的粉体瞬时流量经转变成电信号后传导至流量调节计算器52,它将接受的电信号与设定的电信号进行比对和计算,其计算结果以电信号方式传送至驱动电机调频控制器53,从而控制调节驱动电机10转速以改变所述粉体的输出流量。所述的粉体流量测量仪是目前市场上销售的产品,例如深圳德图自控工程有限公司销售的粉体流量测量仪。所述的流量调节计算器是目前市场上销售的产品,例如西化仪(北京)科技有限公司生产的PID调节器。所述的驱动电机调频控制器是目前市场上销售的产品,例如瑞典伊而通公司生产的变频调速器。所述的计算是自控仪表中通常采用的比例积分微分(PID)控制算法。
当粉体经加压后通过安装在其管道上的粉体流量检测仪51,测量出在管道内的粉体流速和密度,然后经过上述公式1计算得到其管道内的粉体瞬时质量流量。该粉体质量流量值经转化成电信号后再传输至流量调节计算器52,流量调节计算器52将此电信号与设定输入质量流量值的电信号进行比对与计算,根据其计算值产生的电信号传输至驱动电机调频控制器53,对电机10转速进行控制,使驱动电机10按照驱动电机调频控制器53给出的转速转动,进而控制粉体加压器9出口的粉体质量流量,该质量流量又被粉体流量检测仪51检测,并把检测信号输送至流量调节计算器52,这样循环控制调整粉体质量流量,直至达到粉体实际流量与给定输入流量一致,从而实现粉体加压器9出口粉体流量调节的作用。
所述粉体称量系统D由料斗18、位于料斗18上部的电子秤19和温度测量装置20、位于料斗18顶部的料位计21、过压保护装置22、排空口23和压力检测器24、料斗出口阀25和料斗进口阀26组成。所述粉体称量系统D与后续的粉体回收系统E配合主要用于在开车之前使本发明装置中的粉体流量达到稳定,并且通过所述系统D和E得到一个粉体流量测量仪的校验系数。
所述料斗18顶部通过料斗进口阀26与加压器出口阀12连接,所述料斗18底部通过料斗出口阀25与减压罐29顶部连接。为便于称重计量,料斗18进、出管道采用软管连接。料斗上部设有温度测量装置20、料斗18顶部设有料位计21以及压力检测器24,它们分别用于监测料斗18的温度、料位和压力。温度测量装置20可以是本技术领域里通常使用的温度测量装置,例如北京宏益电器仪表公司生产的产品。料位计21实时检测料斗18中的粉体料位高度,根据料位计21检测结果控制其粉体料位高度,以保证料斗18内的料位稳定,便于该装置平稳运行。所述的料位计21是目前市场上销售的超声波料位计,例如上海思派电子科技有限公司生产的产品。使用的压力检测器24是隔膜式压力测量计,例如安徽天康(集团)股份有限公司生产的产品。料斗18顶部还设有排空口23和过压保护装置22。过压保护装置22可以是本技术领域里通常使用的过压保护装置,例如上海方高阀门有限公司生产的产品。当压力检测器24检测出料斗18内的压力超过预定压力时,就立即启动过压保护装置22,通过排空口23卸载料斗18内的压力,从而保证本发明装置平稳运行。高压粉体通过料斗18底部软管、阀门25及管道送出,通过减压罐29送至粉体回收系统E。
料斗18安装在电子秤19上。本发明使用的电子秤19选用LDCS电子料斗秤及其类似的电子料斗秤,例如唐山众腾测控技术有限公司生产的LDCS电子料斗秤。它们可以对粉体进行自动称量,获得在加压器9出口的粉体批积累量和总积累量,获得粉体流量检测仪51的校验系数。它们能进行集中控制和显示,计量准确度高,运行稳定可靠。
在开车前建立稳定流量阶段或获取粉体流量测量仪校验系数阶段时,首先把料斗进口阀26打开,阀门27关闭,让料斗18接受通过管道输送来的加压粉体。所述的粉体流量测量仪校验系数是标定粉体流量测量仪51进行流量测量的一个重要参数,由公式1可知,如果没有输入正确的粉体流量测量仪校验系数α,粉体流量测量仪51就无法测量出真实的粉体流量,后续流量调节的作用也就无法实现。为了得到粉体流量测量仪校验系数α,首先将从粉体流量测量仪51排出的粉体输送至料斗18,待粉体流量达到稳定后,再开始记录在单位时间内在料斗18中的粉体质量增量,该过程由电子秤19自动完成,从而获得实际的粉体流量。将这个实际流量值作为粉体流量测量仪显示值,根据公式1反推出粉体流量测量仪校验系数α。本发明的粉体输送装置开车后,如果粉体流量测量达到准确稳定、粉体输送装置运行平稳,且达到预定压力后,则关闭料斗进口阀26,打开阀门27,让粉体通过阀门27与压力检测器37排出本发明的粉体输送装置。
所述粉体回收系统E由减压罐29、位于减压罐29上部的温度检测装置30、位于减压罐29顶部的料位计31、过压保护装置32、排空口33和压力检测装置34、位于减压罐29底部的出口阀门36组成,减压罐29底部通过出口阀门36与粉体储仓1上部连接。
所述粉体回收系统E只用于开车前建立稳定流量阶段或获取粉体流量测量仪校验系数阶段。该系统E中的温度检测装置、料位计与过压保护装置等都与粉体称量系统D中的相同,其作用也相同。为了回收利用加压粉体,由料斗上部的过压保护装置32产生的信号控制减压罐29下部的出口阀门36,使料斗内的粉体降至合适的压力后通过管道返回到粉体储仓1,当罐29内的压力超过预定压力时,过压保护装置32自启动,通过排空口33卸载减压罐29内的压力,从而保证本发明装置平稳运行。
本发明的粉体输送装置可以用于输送在矿业、冶金、化工、农业、医药、食品等技术领域中的各种粉体,该装置实施过程简单、投资小、连续稳定运行、节能环保。
[有益效果]
本发明具有下述的积极效果:
本发明提出的一种粉体输送装置包括粉体贮存、粉体加压输送、粉体称量、粉体称量系统和粉体回收系统,该装置结构简单、投资小、运行过程连续、稳定,输送压力高、节能环保。
本发明粉体加压器为多缸往复式隔膜加压器,其活塞缸的缸相位彼此相差2π/n,因此有效地降低了该加压器流量的不均匀性,使得输出粉体达到良好的连续性和稳定性,并且该加压器使用变频调速电机,很容易通过改变电机转速而改变输送粉体的流量。本发明的粉体输送装置适应性很强,具有非常广阔的应用前景。
【附图说明】
图1是本发明粉体输送装置结构图。
图2表示粉体加压器的结构图(单缸)。
A、粉体贮存系统;B、粉体加压输送系统;C、粉体流量监测调节系统;D、粉体称量系统;E、粉体回收系统;1、粉体储仓;2、粉体进口;3、氮气进口;4、袋式除尘器;5、料位计;6、加压器入口阀;8、压力检测器;9、粉体加压器;10、驱动电机;11、压力检测器;12、加压器出口阀;14、压力检测器;15、压力检测器;18、料斗;19、电子秤;20、温度测量装置;21、料位计;22、过压保护装置;23、排空口;24、压力检测器;25、料斗出口阀;26、料斗进口阀;27、阀门;29、减压罐;30、温度检测装置;31、料位计;32、过压保护装置;33、排空口;34、压力检测装置;36、出口阀门;37、检测器;39、进口处;40、活塞杆;41、活塞;42、活塞腔体;43、壳体;44、进口止回阀;45、第一隔膜;46、隔膜腔;47、第二隔膜;48、粉体加压腔;49、出口止回阀;50、粉体出口;51、粉体流量测量仪;52、流量调节计算器;53、驱动电机调频控制器。
【具体实施方式】
实施例1:使用本发明粉体输送装置输送云南小龙潭褐煤
根据GB/T483-1998《煤炭分析试验一般方法规定》的方法测定云南小龙潭褐煤的含水量。
根据标准分样筛筛分方法测定云南小龙潭褐煤的粒度分布。
云南小龙潭褐煤的含水量及粒度分布测定结果列于表1。
表1:云南小龙潭褐煤的含水量及粒度分布
Figure BDA0000089145000000141
实施方式如下:
设定条件:粉煤流量1t/h,从本发明粉体输送装置排出的煤粉压力5.0MPa。
实施过程及其条件如下:将事先破碎并经干燥处理达到表1中所述规格的煤粉约2t由粉体储仓1上部的粉体进口2注入粉体储仓1内,同时由氮气进口3通入氮气,以防止空气进入粉体储仓1中,还可以起到稳定粉体含水量的作用,同时还可以避免对煤粉产生其它不利的影响。在西化仪(北京)科技有限公司生产的.PID流量调节计算器52中手动将输入粉煤流量设定为1t/h。首先关闭加压器出口阀12、阀门27,打开料斗进口阀26,再启动粉体加压器9,待压力检测器11显示粉体加压器出口压力为5.5MPa后,开启加压器出口阀12,将粉煤加压送至料斗18及后续系统,由深圳德图自控工程有限公公司销售的粉体流量检测仪51显示粉体瞬时流量,待粉体流量检测仪51显示粉体流量为1t/h且稳定后,通过唐山众腾测控技术有限公司生产的LDCS电子料斗秤19获取料斗18单位时间质量增量,并根据这个单位时间质量增量计算出实际粉体流量,然后利用公式1求得粉体流量检测仪校验系数α。完成粉体流量监测调节系统C校核后,该系统将自动调节驱动电机10转速,待流量检测仪51再次稳定并显示测定流量1t/h后,电子秤19对料斗18的称量也显示煤粉实际流量为1t/h。前述各段送至料斗18中的加压煤粉然后输送至减压罐29,在减压罐中启动上海方高阀门有限公司生产的过压保护装置32,通过排空口33卸载减压罐29内的压力,减压至0.20MPa后返回到粉煤储仓1。待流量稳定后,安徽天康(集团)股份有限公司生产的压力检测器15显示压力达到5.0MPa,此时,打开阀门27,同时关闭料斗进口阀26,粉煤通过出口阀12与阀门27以流量1t/h连续排出,送至待处理设备中。安徽天康(集团)股份有限公司生产的压力检测器37显示粉体的输出压力为5.0MPa。根据本发明粉体输送装置长达100小时检测表明,压力检测器37显示粉体的输出压力波动为5.0±0.5MPa,煤粉流量波动为1.0±0.1t/h。本实施例使用的粉体加压器为多缸往复式隔膜加压器。
实施例2:使用本发明粉体输送装置输送陕西神府烟煤
根据GB/T483-1998《煤炭分析试验一般方法规定》的方法测定陕西神府烟煤的含水量。
根据标准分样筛筛分方法测定陕西神府烟煤的粒度分布。
陕西神府烟煤的含水量及粒度分布测定结果列于表1。
表1:陕西神府烟煤的含水量及粒度分布
Figure BDA0000089145000000151
实施方式如下:
设定条件:粉煤流量20t/h,出系统煤粉压力设定为7.0MPa。
实施过程及其条件如下:
使用实施例1已标定的系统,按照与实施例1同样的方式进行实施,粉体加压器也为多缸往复式隔膜加压器,只是往流量调节计算器52中手动输入粉煤设定流量为20t/h,而压力检测器11显示粉体加压器出口压力为7.8MPa后再开启加压器出口阀12,不用对粉体流量检测仪51进行再次标定。待流量稳定后,压力检测器15显示压力达到7.0MPa。此时,打开阀门27,同时关闭料斗进口阀26,粉煤通过出口阀12与阀门27以以流量20t/h连续排出,送至待处理设备中。这时,压力检测器37显示陕西神府烟煤粉的输出压力为7.0MPa。根据本发明粉体输送装置长达120小时检测表明,压力检测器37显示粉体的输出压力波动为7.0±0.6MPa,煤粉流量波动为20±0.2t/h。
实施例1与2实施结果清楚地表明,使用本发明粉体输送装置输送煤粉可以达到流量调节范围大,输送过程连续、稳定,非常适合于煤粉等固体物料的输送。

Claims (10)

1.一种粉体输送装置,该装置由粉体贮存系统(A)、粉体加压输送系统(B)、粉体流量监测调节系统(C)、粉体称量系统(D)和粉体回收系统(E)组成,其特征在于所述的粉体首先进入粉体贮存系统(A),然后在其重力和粉体加压器所产生的负压作用下进入粉体加压输送系统(B),接着通过粉体流量监测调节系统(C),对所述的粉体进行流量控制后,粉体以连续方式排出;在开车前建立稳流状态或获取粉体流量测量仪校验系数时,从粉体流量监测调节系统(C)排出的加压粉体通过阀门转换进入粉体称量系统(D),进行称量并计算粉体流量测量仪的校验系数,再经粉体回收系统(E)减压后返回粉体贮存系统循环利用;
所述的粉体贮存系统(A)由粉体储仓(1)、粉体进口(2)、氮气进口(3)、袋式除尘器(4)与料位计(5)组成,它们都位于所述粉体储仓(1)顶部,而在粉体储仓(1)四周外壁上铺装保温材料;粉体储仓(1)顶部通过减压罐(29)的出口阀门(36)与减压罐(29)连接,而粉体储仓(1)底部通过粉体加压器(9)的加压器入口阀(6)与粉体加压器(9)连接;
所述粉体加压输送系统(B)由粉体加压器(9)、加压器入口阀(6)、加压器出口阀(12)和压力检测器(8、11、14、15)组成;所述压力检测器(8、11)用于检测在粉体加压器(9)进口与出口处的压力,所述压力检测器(14、15)用于检测在由粉体加压器(9)出口到料斗(18)之间的管道中的压力变化;由粉体加压器(9)排出的粉体通过加压器出口阀(12)与阀门(27)以连续方式排出,送至待处理设备中,或通过料斗(18)的料斗进口阀(26)进入粉体称量系统(D);
所述粉体流量监测调节系统(C)由粉体流量测量仪(51)、流量调节计算器(52)与驱动电机调频控制器(53)组成;粉体流量测量仪(51)安装在粉体加压器(9)出口管道上;流量调节计算器(52)分别与粉体流量测量仪(51)和驱动电机调频控制器(53)连接,粉体流量测量仪(51)测定的粉体瞬时流量经转变成电信号后传导至流量调节计算器(52),它将接受的电信号与设定的电信号进行比对和计算,其计算结果以电信号传送至驱动电机调频控制器(53),从而控制调节驱动电机(10)转速以改变粉体加压器(9)的粉体输出流量;
所述粉体称量系统(D)由料斗(18)、位于料斗(18)上部的电子秤(19)和温度测量装置(20)、位于料斗(18)顶部的料位计(21)、过压保护装置(22)、排空口(23)和压力检测器(24)、料斗出口阀(25)和料斗进口阀(26)组成;所述料斗(18)顶部通过料斗进口阀(26)与加压器出口阀(12)连接,所述料斗(18)底部通过料斗出口阀(25)与减压罐(29)顶部连接;
所述粉体回收系统(E)由减压罐(29)、位于减压罐(29)上部的温度检测装置(30)、位于减压罐(29)顶部的料位计(31)、过压保护装置(32)、排空口(33)和压力检测装置(34)、位于减压罐(29)底部的出口阀门(36)组成,减压罐(29)底部通过出口阀门(36)与粉体储仓(1)上部连接。
2.根据权利要求1所述的粉体输送装置,其特征在于所述的粉体是一种或多种选自水泥、煤炭、石灰石粉末、窑炉灰渣、或煤灰渣。
3.根据权利要求1或2所述的粉体输送装置,其特征在于所述粉体含水量小于40重量%,所述粉体直径<10mm。
4.根据权利要求1所述的粉体输送装置,其特征在于所述的粉体加压器(9)由活塞杆(40)、活塞(41)、活塞腔体(42)、壳体(43)、进口止回阀(44)、第一隔膜(45)、隔膜腔(46)、第二隔膜(47)、粉体加压腔(48)、出口止回阀(49)组成;活塞腔体(42)是由活塞(41)、第一隔膜(45)与粉体加压器(9)的壳体(43)形成的;隔膜腔(46)是由第一隔膜(45)与第二隔膜(47)形成的;粉体加压腔(48)是由第二隔膜(47)、进口止回阀(44)、出口止回阀(49)与壳体(43)形成的。
5.根据权利要求1所述的粉体输送装置,其特征在于粉体流量测量仪(51)根据其测量的粉体瞬时流速、粉体浓度、管道截面积与校验系数,按照下述公式(1)计算出粉体瞬时质量流量:
W=ρ×S×v×α         (1)
式中:W: 粉体质量流量,Kg/s;
ρ:粉体浓度,Kg/m3;
S:管道截面积,m2
v:粉体瞬时流速,m/s;
α:校验系数。
6.根据权利要求4所述的粉体输送装置,其特征在于进口止回阀(44)与出口止回阀(49)是用耐磨钢、硬质钢或陶瓷制成的浮球阀。
7.根据权利要求5所述的粉体输送装置,其特征在于粉体储仓(1)与粉体加压器(9)的高度差是2m~25m。
8.根据权利要求1所述的粉体输送装置,其特征在于料位计(5、21、31)是超声波料位计。
9.根据权利要求1所述的粉体输送装置,其特征在于压力检测器(8、11、14、15)是隔膜式压力测量计。
10.根据权利要求1所述的粉体输送装置,其特征在于电子秤(19)是LDCS电子料斗秤。
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