飞灰管道输送系统综述

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1、飞灰管道输送系统综述V．K．AgarwalD．Mills关键词：水力输送气力输送飞灰发电厂物料负荷比能耗地下填坑1．前言管道输送系统理想地适用于输送飞灰。输送的物料完全被系统和管道封闭，因而产生粉尘的危险最小。整个输送系统可以设计成无运动机件，而这对往往是磨削性物料的飞灰特别有利。在工厂布置和运转上可以相当灵活，如能做到将多点来料喂入一公用管道内，而单根管道能向几座料斗排料。管道走向可以水平和垂直上下，利用弯管可以适应单管在任意方向的组合。本文主要针对水力和气力输送系统，按照运转参数，输送距离、飞灰流量和能耗等对潜力作比较。也考虑到特殊应用，如电厂的集灰，长距离输送和地下填坑等。2．管道

2、系统管道输送系统可以分成许多不同的类型。涉及两种不同的物料移动机理和采用了两同不同类别的工作流体。这类输送系统通称“货运管道”[a]，将其概括如图1所示。对于飞灰的输送，由于它是惰性物料，通常水是唯一用于水力输送系统的液体，而空气则是气力输送系统唯一的气体。水力和气力管道系统早已在全世界用于飞灰输送。虽然容器管道系统发展很快，而且以很简单的管道分段方法作长距离输送，但几乎未应用于飞灰。或许它是一门正等待恰当应用的技术，但不在本文考虑。维查·K·阿加沃博士是印度德里印度技术学院的首席设计工程师。他深入地研究了气力输送的不同方面，并且与印度工业领域有紧密的联系，尤其在热电厂方面。阿加沃博士已

3、经在他的实验室建立了一条工业规模的气力输送试验工场。其中有两条气动滑道传送机；一条长8米，另一条长18米，用来研究物料的流态化运动输送模式。他最近主要研究印度政府于1995年建立的飞灰的安全处理和利用项目。阿加沃博士在印度技术学院取得了硕士和博士学位，在国际刊物杂志和会议上发表了很多论文。DavidMills有着30年气力输送飞灰和类似物料的经验。1973年他取得这方面的PhD学位后，一直在此领域工作，先后在伦敦Greenwich大学和苏格兰格拉斯哥Caledonian大学任教授，1997年开始他成为独立的顾问。他经常同Dr.VKAgarwal一道工作达25年，从事顾问咨询和研究，作短期

4、讲课并合著几本有关气力输送的书籍，因此是常去印度的访问学者。1083．输送能力任何管道输送系统的主要参数之一是空管压降。它是不输送物料时水或空气的压降。流体通过直管的压降可以按Darcy方程确定：（1）式中：——压降，——摩擦系数，———管道长度，——密度，——速度，——管径，此方程可同样用于水和空气。当然，水和空气在性能数值上有着很大差异。水的运动粘性系数比空气的约大15倍。因此，水流的雷诺数高于空气的，从而水的摩擦系数稍低。水的密度比空气的约大800倍。其结果，空气的输送速度高于水的，在式（1）中该项要平方。3．1输送流体速度输送流体速度的最小值在很大程度上取决于要输送的散料性能，如

5、粒径、形状和密度。它也与输送用流体的密度和物料通过管道的输送模式有关。管道中飞灰的悬浮流动，就空气而言最小输送流体速度一般约为15，而对水来讲则为1.5。这种10：1的相差主要是由于流体密度上有800：1的相差造成。飞灰与水之间密度差相对小，但飞灰与空气之间则相差很大。3．2输送流体压降式（1）可用于估算输送纯流体管道的压降，这就给出管道的参考值。这是在任何物料可以经管道输送之前所需要的压降。空气的这类数据见图2所示。3．3输送物料压降虽然对水力和气力输送已进行了相当数量的研究和分析，迄今仍未能将通用模型公式化用以计算粒子流通过管道的压降。装置的制造公司通常建有实验室，可以对要输送的物料

6、进行试验，求出诸如最小输送速度，物料流量和压降等的输送数据。然后将这些数换算到拟议中的设备管道上去。仅仅对清楚了解并已经取得广泛数据的物料，才有可能考虑计算机辅助设计程序，而且只应用于给定的颗粒料。利用获得图2空管数据的相同管道，输送粗粒级飞灰的实验数据见图3所示。如所预料，随管道内物料流量增加，压降也相应增加。纯流体压降线为输送数据提供下边界线，从式（1）可见这大致为平方定律关系。数据的右边在高输送流体流量上基本无限制，但可以看出因为平方定律的关系，物料流量势必随空气流量增加而降低。对于许多物料，最佳输送流体速度接近于可能的最低值，因而是一项重要参数。然而，在系统设计时，必须对此速10

7、8度加上合理的余量，因为输送流体的速度如下降到物料最小输送速度以下，管道就很可能堵塞。图3的上部也基本上无极限，这通常由所采用的泵或压缩机的能力决定，只要有更高压力可用就能输送更多物料。数据左边的极限表示就最小输送速度而言的最小输送边界，边界的左边通常不可能输送。水力和气力输送在这里存在最重大的差别。图3中，每条等物料流量线终结在约15的输送气速处。这些最小点连线轨迹倾斜的原因是因为空气是可压缩的。水可以作为相当不可压缩的来模型化，