CN108674995B - 一种高压稀相小料量给料装置和控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高压稀相小料量给料装置和控制方法，通过控制提升段的高度来调节补风管伸入提升段喇叭口的长度，进而调节进料的流通面积。被流化的粉体经喇叭口进入提升管，通过调节补风管与喇叭口之间的流通面积来控制进入提升管的进料量，高压气体经补风管进入提升管保证输送的稳定性，从而实现高压上出料式发送罐的稀相小料量给料。本发明结构简单、安全、可靠，能够准确、快速地调节给料质量流率，有效地避免了物料输送的不连续性。可广泛应用于能源、化工、医药、采矿和食品加工等领域。

Description

一种高压稀相小料量给料装置和控制方法
技术领域
本发明属于煤炭高效清洁利用研究领域，涉及高压气力输送中实现高压稀相小料量给料的设备。
背景技术
大规模高效煤气化技术是煤炭高效清洁利用研究的重要领域之一。煤粉的加压入炉进料技术是干煤粉气化的关键问题之一，对整个煤气化工艺系统安全稳定运行起着至关重要的作用，它要求煤粉在高压、密相条件下能够实现稳定、可控的输送。发送罐作为常用的供料装置之一，属于容积式供料器的一种，是将粉体物料送入输送管道并使其与输送气流充分混合的设备，是整个煤粉供料及高压输送系统的重要组成部件之一，其发料特性和发料稳定性将直接影响气化炉安全稳定运行及气化工艺指标。
洁净煤利用领域日益得到重视和发展，粉体在高压下的气力输送技术是煤气化过程的关键技术之一。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。关于粉体的高压浓相气力输送，在试验、数值模拟和信号分析方面有了许多有价值的研究成果。由于高压浓相粉体气力输送中速度较低，固相浓度很高，流动形态复杂，流动稳定性下降，系统的输送技术要求和条件与一般输送系统相差较大。粉体中的水分可导致粉体颗粒之间形成液桥，颗粒表面粘结力增强，摩擦力、黏性力及粘度均改变，出现造粒现象，造成流动的不稳定甚至堵管，降低粉体的含水率则需要消耗大量的能量。因此，降低高压气力输送下的固气比，实现高压下的稀相小料量给料对降低粉体颗粒之间的液桥及造粒现象、提高高压下粉体输送的速度及输送的稳定性有着至关重要的作用。
发明内容：
技术问题：本发明公开了一种高压稀相小料量给料装置，能够实现粉体物料在高压低固气比下的连续、稳定输送，同时能够准确、快速地调节给料质量流率，有效的避免了物料输送的不连续性。
技术方案：本发明的高压稀相小料量给料装置，包括发料罐、设置在所述发料罐中的提升段、设置在发料罐底部的风室、设置在所述风室上方并正对提升段底端出口的布风板、穿过所述风室和布风板的补风管、安装在所述补风管顶端的多孔透风板、安装在提升段底端的喇叭进料口、连接在风室上的流化风管、安装在所述流化风管上的流化风控制阀、安装在补风管上的补风管控制阀，所述喇叭进料口开口朝下并正对多孔透风板，所述提升段顶端从发料罐上部穿出后通过出料控制阀连接有输送管路。
进一步的，本发明装置中，所述补风管顶端伸入喇叭进料口底端。
进一步的，本发明装置中，所述提升段管径略小于补风管。
进一步的，本发明装置中，所述发料罐侧面设置有加料口，顶部设置有布袋除尘器、充压风管，所述布袋除尘器上安装有排气阀。
进一步的，本发明装置中，喇叭进料口底部与布风板的安装位置平齐。
进一步的，本发明装置中，提升段的垂直位置能够进行调节。
本发明的高压稀相小料量给料控制方法，包括以下步骤：
1)打开加料口，向发料罐中加入粉体物料，加料结束后关闭加料口；
2)通过充压风管向发料罐中输送气体，直到达到物料输送过程中要求的压力；
3)打开流化风控制阀，使粉体充分流化，同时开启补风管控制阀；
4)打开出料控制阀，进行粉体输送；
5)当输送的固气比在500kg/m3以下时，降低提升段的高度来增大补风管伸入提升段喇叭口的长度，使补风管与提升段喇叭口之间的进料流通面积减小；
同时，通过开大补风管控制阀增大补风管中的风量；
进一步的，本发明方法中，所述步骤1)中，加入的粉体物料占发料罐的体积3/5，所述步骤4)和5)中，充压风管中持续有充压风进行输送，以保证发料罐中的压力不变。
进一步的，本发明方法中，所述步骤4)和5)中，发料罐中的料位始终不低于发料罐体积的1/3。
进一步的，本发明方法中，所述步骤5)中，调节提升段高度的过程中，补风管始终位于喇叭口内。
本发明装置中，提升段管径略小于补风管，流化风经风室穿过布风板对发料罐中粉体物料进行流化。被流化的粉体物料经提升段进入输送管路，通过控制提升段的高度来调节补风管伸入提升段喇叭口的长度，进而调节进料的流通面积。通过调节补风管与喇叭口之间的流通面积来控制进入提升管的进料量，被流化的粉体经喇叭口进入提升管，通过调节补风管与喇叭口之间的流通面积来控制进入提升管的进料量，高压气体经补风管进入提升管保证输送稳定性，从而实现高压上出料式发送罐的稀相小料量给料。充压风管则用于维持发料罐内压力，多余气体经布袋除尘器后排入大气，在发料罐出口注入补充风用于改变输送速度。本发明结构简单、安全、可靠，能够准确、快速地调节给料质量流率，有效地避免了物料输送的不连续性。可广泛应用于能源、化工、医药、采矿和食品加工等领域。
有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：
与传统发料罐相比，本发明的高压稀相小料量给料装置具有如下优点：
通过控制提升段的高度来调节补风管伸入提升段喇叭口的长度，进而调节进料的流通面积。
通过调节补风管与喇叭口之间的流通面积来控制进入提升管的进料量，能够准确、快速地调节物料质量流率，有效的避免了物料输送的不连续性。
当需要较小的固气比输送物料时，降低提升管的高度，使补风管插入提升管喇叭口的长度增加，进而减小进料的流通面积；同时，增加补风管进气量，确保提升管内速度能够稳定输送粉体。随着补风管插入提升段喇叭口长度的增加，进料流通面积的减小，进入提升管的粉体质量流量减少，补风管进入提升管的风量确保输送能够稳定的进行，从而实现高压下较低固气比的物料输送。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。
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为本发明装置结构示意图。
图2为本发明装置提升段入口放大图。
其中附图标记为：1、流化风管，2、流化风控制阀，3、补风管控制阀，4、风室，5、布风板，6、补风管，7、喇叭进料口，8、多孔透风板，9、提升段，10、发料罐，11、输送管路，12、出料控制阀，13、排气阀，14、布袋除尘器，15、充压风管，16、加料口。
具体实施方式
本发明的高压稀相小料量给料装置，包括流化风管1、流化风控制阀2、补风管控制阀3、风室4、布风板5、补风管6、喇叭进料口7、多孔透风板8、提升段9、输送管路11、出料控制阀12、排气阀13、布袋除尘器14和充压风管15、加料口16及发料罐组成。补风管6顶端设有多孔透风板8并穿过布风板5至喇叭进料口7底端。喇叭进料口7布置在提升段9的正下方，开口朝向流化风布风板5。提升段9管径略小于补风管6。开始工作前，通过加料口16向发料罐中加入物料，加料完成后关闭加料口16；通过充压风管15向发料罐中输送气体，直至达到物料输送过程中要求的压力；打开流化风控制阀2，使粉体充分流化，同时开启补风管控制阀3；打开出料控制阀12进行粉体输送。工作过程中，流化风经风室4穿过布风板5对发料罐10中粉体物料进行流化，被流化的粉体物料经提升段9进入输送管路11，通过控制提升段9的高度来调节补风管6伸入提升段喇叭口7的长度，进而调节进料的流通面积。通过调节补风管6与喇叭口7之间的流通面积来控制进入提升管9的进料量，高压气体经补风管6进入提升管9保证输送稳定性。充压风管15则用于维持发料罐10内压力，多余气体经布袋除尘器14后排入大气。补风管6中的风量可以通过补风管控制阀3进行调节，当流通面积较小时，可以增大补风管6中的风量，从而保证输送过程的连续稳定。
操作方式：开始工作前，通过加料口16向发料罐中加入物料，加料完成后关闭加料口；通过充压风管15向发料罐中向发料罐中输送气体，直至达到物料输送过程中要求的压力；打开流化风控制阀2，使粉体充分流化，同时开启补风管控制阀3；打开出料控制阀12进行粉体输送。在输送过程中，流化风经风室4后穿过布风板5对发料罐10中粉体物料进行流化，被流化的粉体物料经提升段9进入输送管路11。当需要调节发送罐出料量时，例如需要较小的固气比输送物料时，降低提升管9的高度，使补风管6插入提升管喇叭口7的长度增加，进而减小进料的流通面积；同时，增加补风管6进气量，确保提升段9内速度能够稳定输送粉体。随着补风管6插入提升段喇叭口7长度的增加，进料流通面积的减小，进入提升段9的粉体质量流量减少，补风管6进入提升段9的风量确保输送能够稳定的进行，从而实现高压下较低固气比的物料输送。
操作过程中，通过流化风对风室4之上的粉体物料进行流化以保证物料具有流体特性以利于输送，充压风管15用于维持发料罐压力，多余气体经布袋除尘器14排出发料罐。为保证发料罐供煤的稳定性，防止流化风和充压风穿透物料层，造成沟流，发料罐中粉体物料需保证一定高度的料位。

Claims (10)

1.一种高压稀相小料量给料装置，其特征在于，该装置包括发料罐(10)、设置在所述发料罐(10)中的提升段(9)、设置在发料罐(10)底部的风室(4)、设置在所述风室(4)上方并正对提升段(9)底端出口的布风板(5)、穿过所述风室(4)和布风板(5)的补风管(6)、安装在所述补风管(6)顶端的多孔透风板(8)、安装在提升段(9)底端的喇叭进料口(7)、连接在风室(4)上的流化风管(1)、安装在所述流化风管(1)上的流化风控制阀(2)、安装在补风管(6)上的补风管控制阀(3)，所述喇叭进料口(7)开口朝下并正对多孔透风板(8)，所述提升段(9)顶端从发料罐(10)上部穿出后通过出料控制阀(12)连接有输送管路(11)。
2.根据权利要求1所述的高压稀相小料量给料装置，其特征在于，所述补风管(6)顶端伸入喇叭进料口(7)底端。
3.根据权利要求1所述的高压稀相小料量给料装置，其特征在于，所述提升段(9)管径略小于补风管(6)。
4.根据权利要求1、2或3所述的高压稀相小料量给料装置，其特征在于，所述发料罐(10)侧面设置有加料口(16)，顶部设置有布袋除尘器(14)、充压风管(15)，所述布袋除尘器(14)上安装有排气阀(13)。
5.根据权利要求1、2或3所述的高压稀相小料量给料装置，其特征在于，所述喇叭进料口(7)底部与布风板(5)的安装位置平齐。
6.根据权利要求1、2或3所述的高压稀相小料量给料装置，其特征在于，所述提升段(9)的垂直位置能够进行调节。
7.一种高压稀相小料量给料控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
1)打开加料口(16)，向发料罐(10)中加入粉体物料，加料结束后关闭加料口(16)；
2)通过充压风管(15)向发料罐(10)中输送气体，直到达到物料输送过程中要求的压力；
3)打开流化风控制阀(2)，使粉体充分流化，同时开启补风管控制阀(3)；
4)打开出料控制阀(12)，进行粉体输送；
5)当输送的固气比在500kg/m3以下时，降低提升段(9)的高度来增大补风管(6)伸入提升段喇叭口(7)的长度，使补风管(6)与提升段喇叭口(7) 之间的进料流通面积减小；
同时，通过开大补风管控制阀(3)增大补风管(6)中的风量。
8.根据权利要求7所述的高压稀相小料量给料控制方法，其特征在于，所述步骤1)中，加入的粉体物料占发料罐(10)的体积3/5，所述步骤4)和5)中，充压风管(15)中持续有充压风进行输送，以保证发料罐(10)中的压力不变。
9.根据权利要求7所述的高压稀相小料量给料控制方法，其特征在于，所述步骤4)和5)中，发料罐(10)中的料位始终不低于发料罐(10)体积的1/3。
10.根据权利要求7、8或9所述的高压稀相小料量给料控制方法，其特征在于，所述步骤5)中，调节提升段(9)高度的过程中，补风管(6)始终位于喇叭口(7)内。
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