CN111410042A - 一种适用于粉料输送系统的防堵节能的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于粉料输送系统的防堵节能的系统及方法，包括储气罐、主输送进气阀组、主输送管路及若干伴吹子系统；储气罐的出口经主输送进气阀组与主输送管路相连通，伴吹母管的出口与各伴吹子系统相连通；各伴吹子系统均包括控制模块、补气管路、测压管路、逆止阀及第二手动阀，控制模块包括逻辑控制器、连通管路、流量控制器、第一手动阀，该系统及方法能够有效防止粉料输送系统堵塞，可靠性较高，同时防止物料反窜磨损，且较为节能。

Description

一种适用于粉料输送系统的防堵节能的系统及方法
技术领域
本发明涉及一种防堵节能的系统及方法，具体涉及一种适用于粉料输送系统的防堵节能的系统及方法。
背景技术
粉粒输送系统广泛应用于我国各个行业，诸如火力发电、化工、水泥、制药、钢铁、煤炭、粮食等领域。输送型式从动力源可分为气力输送、机械输送等。其中，粉粒物料气力输送系统应用面较广，也比较成熟。早期粉粒物料输送主要着重于解决堵管、出力不足，磨损的问题。为了解决系统堵管的问题，通常采用的办法是增大输送用气量和输送压力，增加旁路补气系统，降低粉气比，而其直接带来的是出力降低、管路磨损等问题。经过多年的发展，粉粒物料输送系统通过更换耐磨材料输送管道，增加输送频率等使输送系统堵管、出力不足、磨损达到一个微平衡。但是同时带来的是输送动力源的能耗增加，不利于节能减排。
对于现有粉粒物料输送系统，只有从根本上解决了堵管的可能性，才能降低输送用气量，进而降低能耗。
中国专利申请CN207986195U CN108190527A公开了一种气力输送用助吹阀门、助吹单元以及助吹系统，以及助吹方法。该系统通过系统压力检测和助吹阀门组成助吹单元，清理两个助吹阀门之间的堵塞的物料，避免物料输送管道前端的物料对清堵产生阻力。但实际使用中，该系统存在：1)集成化阀组可靠性差，物料反窜磨损，使用寿命较短的问题。2)在整个系统运行过程中，如果有一个助吹阀门损坏，会导致系统失效，同时造成大量补气，不利于节能。3)压力检测及吹堵管路压力相关干扰，可靠性较差。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种适用于粉料输送系统的防堵节能的系统及方法，该系统及方法能够有效防止粉料输送系统堵塞，可靠性较高，同时防止物料反窜磨损，且较为节能。
为达到上述目的，本发明所述的适用于粉料输送系统的防堵节能的系统包括储气罐、主输送进气阀组、主输送管路及若干伴吹子系统；
储气罐的出口经主输送进气阀组与主输送管路相连通，伴吹母管的出口与各伴吹子系统相连通；
各伴吹子系统均包括控制模块、补气管路、测压管路、逆止阀及第二手动阀，控制模块包括逻辑控制器、连通管路、流量控制器、第一手动阀；
第一手动阀的一端及连通管路的一端均与伴吹母管相连通，第一手动阀的另一端经流量控制器、逆止阀及第二手动阀与补气管路的一端相连通，补气管路的另一端与主输送管路相连通，连通管路上设置有第三手动阀及节流装置，连通管路的另一端与测压管路的一端相连通，测压管路的另一端与主输送管路相连通，测压管路上设置有第四手动阀及测压元件，其中，测压元件的输出端与逻辑控制器的输入端相连通，逻辑控制器的输出端与流量控制器的控制端相连接；
前一个伴吹子系统中测压元件的输出端与后一个伴吹子系统中的逻辑控制器相连接。
伴吹子系统的数目大于等于3。
补气管路与主输送管路之间的夹角α为10°-60°。
测压管路与主输送管路之间相垂直。
补气管路补气点的间距在1～10m。
伴吹系统总控制阀组为球阀、截止阀、闸阀、角阀或者由球阀、截止阀、闸阀及角阀中的一个与调压阀组合而成。
第一手动阀、第二手动阀、第三手动阀及第四手动阀为球阀、截止阀、针型阀或闸阀。
测压元件为机械式结构、电子式结构或隔爆式结构。
前一个伴吹子系统中测压元件的输出端与后一个伴吹子系统中的逻辑控制器通过控制电缆相连接。
本发明所述的适用于粉料输送系统的防堵节能的方法包括以下步骤：
正常情况下，主输送管路分出一路补气经伴吹母管进入到各伴吹子系统中，其中，进入到各伴吹子系统中的补气经连通管路及测压管路进入到主输送管路中，通过设置于测压管路上的测压元件测量测压管路内的压力；
设第N个伴吹子系统的测压元件测量得到的压力为PN，第N+1个伴吹子系统中测压元件测量得到的压力为PN+1；
当PN＜设定值，或PN-PN+1＜设计值，则说明第N个伴吹子系统与第N+1个伴吹子系统之间的物料浓度维持一致，没有堵管的风险，则维持第N个伴吹子系统与第N+1个伴吹子系统中节流装置扰动补气的方式不变；
当PN＞设定值，或PN-PN+1＞设计值，则说明第N个伴吹子系统中的测压点处存在物料浓度过大的风险，主输送管道存在堵管的风险，此时，打开第N+1个伴吹子系统中的流量控制器，伴吹疏通气体通过伴吹母管后再依次经连通管路及补气管路进入主输送管路中，进行粉粒物料输送的定点疏通补气，待等PN＜设定值，或PN-PN+1＜设计值时，关闭第N+1个伴吹子系统中的流量控制器。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的适用于粉料输送系统的防堵节能的系统及方法在具体操作时，在正常情况下，主输送管路分出一路补气经连通管路及测压管路进入到主输送管路中，通过测压元件测量测压管路内的压力，伴吹系统有N个伴吹子系统以一定间隔组成，伴吹子系统之间相互关联，正常工作时，伴吹子系统进行少量扰动补气；同时，通过第N个伴吹子系统判定N处输送管道输送静压和与N+n(或N-n)处差压是否异常，输送管道是否存在堵管倾向，当判定N处输送管道输送静压和与N+n(或N-n)处差压异常，存在堵管倾向，则N处伴吹子系统启动，对输送管道进行补气扰动，杜绝堵管倾向，N处输送管道输送压力恢复正常后，N处伴吹子系统停止，停止补气，当输送管道需要补气时，伴吹系统进行补气，不需要补气时，不进行补气，达到防堵节能的双重目标，该系统可靠性较高，可广泛应用于各种类型粉粒物料输送领域的防堵节能，另外各压力检测及补气管路单独配置，分开安装，在运行过程中互不干扰，避免系统运行时，由于补气阀门的开关，造成压力窜动，避免系统阀门开关时粉粒物料反窜，影响压力开关的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中，1为补气管路、21为第二手动阀、22为第四手动阀、3为逆止阀、4为测压管路、5为控制模块、6为控制电缆、7为伴吹母管、8为伴吹系统伴吹系统总控制阀组、9为主输送管路、10为主输送进气阀组、11为储气罐、5A为测压元件、5B为逻辑控制器、5C为流量控制器、5D为节流装置、5E1为第一手动阀、5E2为第三手动阀、5F为连通管路。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参考图1，本发明所述的适用于粉料输送系统的防堵节能的系统包括储气罐11、主输送进气阀组10、主输送管路9及若干伴吹子系统；储气罐11的出口经主输送进气阀组10与主输送管路9相连通，伴吹母管7的出口与各伴吹子系统相连通；各伴吹子系统均包括控制模块5、补气管路1、测压管路4、逆止阀3及第二手动阀21，控制模块5包括逻辑控制器5B、连通管路5F、流量控制器5C、第一手动阀5E1；第一手动阀5E1的一端及连通管路5F的一端均与伴吹母管7相连通，第一手动阀5E1的另一端经流量控制器5C、逆止阀3及第二手动阀21与补气管路1的一端相连通，补气管路1的另一端与主输送管路9相连通，连通管路5F上设置有第三手动阀5E2及节流装置5D，连通管路5F的另一端与测压管路4的一端相连通，测压管路4的另一端与主输送管路9相连通，测压管路4上设置有第四手动阀22及测压元件5A，其中，测压元件5A的输出端与逻辑控制器5B的输入端相连通，逻辑控制器5B的输出端与流量控制器5C的控制端相连接；前一个伴吹子系统中测压元件5A的输出端与后一个伴吹子系统中的逻辑控制器5B相连接。
伴吹子系统的数目大于等于3；补气管路1与主输送管路9之间的夹角α为10°-60°；测压管路4与主输送管路9之间相垂直；前一个伴吹子系统中测压元件5A的输出端与后一个伴吹子系统中的逻辑控制器5B通过控制电缆6相连接。
伴吹系统总控制阀组8为球阀、截止阀、闸阀、角阀或者由球阀、截止阀、闸阀及角阀中的一个与调压阀组合而成；第一手动阀5E1、第二手动阀21、第三手动阀5E2及第四手动阀22为球阀、截止阀、针型阀或闸阀；测压元件5A为机械式结构、电子式结构或隔爆式结构。
本发明所述的适用于粉料输送系统的防堵节能的方法包括以下步骤：
正常情况下，主输送管路9分出一路补气经伴吹母管7进入到各伴吹子系统中，其中，进入到各伴吹子系统中的补气经连通管路5F及测压管路4进入到主输送管路9中，通过设置于测压管路4上的测压元件5A测量测压管路4内的压力；
设第N个伴吹子系统的测压元件5A测量得到的压力为PN，第N+1个伴吹子系统中测压元件5A测量得到的压力为PN+1；
伴吹系统有N个伴吹子系统以一定间隔组成，伴吹子系统之间相互关联，正常工作时，伴吹子系统进行少量扰动补气；同时，通过第N个伴吹子系统判定N处输送管道输送静压和与N+n(或N-n)处差压是否异常，输送管道是否存在堵管倾向。如果判定N处输送管道输送静压和与N+n(或N-n)处差压异常，存在堵管倾向，则N处伴吹子系统启动，对输送管道进行补气扰动，杜绝堵管倾向。N处输送管道输送压力恢复正常后，N处伴吹子系统停止，停止补气。这样输送管道需要补气时，伴吹系统进行补气，不需要补气时，不进行补气，达到防堵节能的双重目标，n为1～5，本实例中，N个伴吹子系统与N+1个伴吹子系统在主输送管路9上补气点的间距在3m，n取1。
当PN＜设定值，或PN-PN+1＜设计值，则说明第N个伴吹子系统与第N+1个伴吹子系统之间的物料浓度维持一致，没有堵管的风险，则维持第N个伴吹子系统与第N+1个伴吹子系统中节流装置5D扰动补气的方式不变；
当PN＞设定值，或PN-PN+1＞设计值，则说明第N个伴吹子系统中的测压点处存在物料浓度过大的风险，主输送管道存在堵管的风险，此时，打开第N+1个伴吹子系统中的流量控制器5C，伴吹疏通气体通过伴吹母管7后再依次经连通管路5F及补气管路1进入主输送管路9中，进行粉粒物料输送的定点疏通补气，待等PN＜设定值，或PN-PN+1＜设计值，关闭第N+1个伴吹子系统中的流量控制器5C。
根据输送粉粒物料的特性，首先通过伴吹系统总控制阀组8设定伴吹母管7的气源压力，使整个输送过程压力稳定，系统进行输送时，除了主输送进气阀组10进行进气外，各伴吹子系统也通过测压管路4进行少量均匀补气，具体补气流程为：补气通过伴吹母管7后再依次经连通管路5F、第三手动阀5E2、节流装置5D、测压管路4及第四手动阀22进入主输送管路9中，进行粉粒物料输送的少量定点扰动补气，这个定点扰动补气伴随着主输送进气阀组10的启动停止而相应动作，整个补气通过节流装置5D进行控制用气量。
由于越临近输送终端，主输送管道9压力会越低，因此在整个伴吹母管7上，会分段设定压力比较值，避免系统误动作。

Claims (10)

1.一种适用于粉料输送系统的防堵节能的系统，其特征在于，包括储气罐(11)、主输送进气阀组(10)、主输送管路(9)及若干伴吹子系统；
储气罐(11)的出口经主输送进气阀组(10)与主输送管路(9)相连通，伴吹母管(7)的出口与各伴吹子系统相连通；
各伴吹子系统均包括控制模块(5)、补气管路(1)、测压管路(4)、逆止阀(3)及第二手动阀(21)，控制模块(5)包括逻辑控制器(5B)、连通管路(5F)、流量控制器(5C)、第一手动阀(5E1)；
第一手动阀(5E1)的一端及连通管路(5F)的一端均与伴吹母管(7)相连通，第一手动阀(5E1)的另一端经流量控制器(5C)、逆止阀(3)及第二手动阀(21)与补气管路(1)的一端相连通，补气管路(1)的另一端与主输送管路(9)相连通，连通管路(5F)上设置有第三手动阀(5E2)及节流装置(5D)，连通管路(5F)的另一端与测压管路(4)的一端相连通，测压管路(4)的另一端与主输送管路(9)相连通，测压管路(4)上设置有第四手动阀(22)及测压元件(5A)，其中，测压元件(5A)的输出端与逻辑控制器(5B)的输入端相连通，逻辑控制器(5B)的输出端与流量控制器(5C)的控制端相连接；
前一个伴吹子系统中测压元件(5A)的输出端与后一个伴吹子系统中的逻辑控制器(5B)相连接。
2.根据权利要求1所述的适用于粉料输送系统的防堵节能的系统，其特征在于，伴吹子系统的数目大于等于3。
3.根据权利要求1所述的适用于粉料输送系统的防堵节能的系统，其特征在于，补气管路(1)与主输送管路(9)之间的夹角α为10°-60°。
4.根据权利要求1所述的适用于粉料输送系统的防堵节能的系统，其特征在于，测压管路(4)与主输送管路(9)之间相垂直。
5.根据权利要求1所述的适用于粉料输送系统的防堵节能的系统，其特征在于，伴吹系统总控制阀组(8)为球阀、截止阀、闸阀、角阀或者由球阀、截止阀、闸阀及角阀中的一个与调压阀组合而成。
6.根据权利要求1所述的适用于粉料输送系统的防堵节能的系统，其特征在于，第一手动阀(5E1)、第二手动阀(21)、第三手动阀(5E2)及第四手动阀(22)为球阀、截止阀、针型阀或闸阀。
7.根据权利要求1所述的适用于粉料输送系统的防堵节能的系统，其特征在于，测压元件(5A)为机械式结构、电子式结构或隔爆式结构。
8.根据权利要求1所述的适用于粉料输送系统的防堵节能的系统，其特征在于，前一个伴吹子系统中测压元件(5A)的输出端与后一个伴吹子系统中的逻辑控制器(5B)通过控制电缆(6)相连接。
9.根据权利要求1所述的适用于粉料输送系统的防堵节能的系统，其特征在于，N个伴吹子系统与N+1个伴吹子系统在主输送管路(9)上补气点的间距为1～10m。
10.一种适用于粉料输送系统的防堵节能的方法，其特征在于，基于权利要求1所述的适用于粉料输送系统的防堵节能的系统，包括以下步骤：
正常情况下，主输送管路(9)分出一路补气经伴吹母管(7)进入到各伴吹子系统中，其中，进入到各伴吹子系统中的补气经连通管路(5F)及测压管路(4)进入到主输送管路(9)中，通过设置于测压管路(4)上的测压元件(5A)测量测压管路(4)内的压力；
设第N个伴吹子系统的测压元件(5A)测量得到的压力为PN，第N+1个伴吹子系统中测压元件(5A)测量得到的压力为PN+1；
当PN＜设定值，或PN-PN+1＜设计值，则说明第N个伴吹子系统与第N+1个伴吹子系统之间的物料浓度维持一致，没有堵管的风险，则维持第N个伴吹子系统与第N+1个伴吹子系统中节流装置(5D)扰动补气的方式不变；
当PN＞设定值，或PN-PN+1＞设计值，则说明第N个伴吹子系统中的测压点处存在物料浓度过大的风险，主输送管道存在堵管的风险，此时，打开第N+1个伴吹子系统中的流量控制器(5C)，伴吹疏通气体通过伴吹母管(7)后再依次经连通管路(5F)及补气管路(1)进入主输送管路(9)中，进行粉粒物料输送的定点疏通补气，待等PN＜设定值，或PN-PN+1＜设计值时，关闭第N+1个伴吹子系统中的流量控制器(5C)。
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