高浓度粉体气力输送特性试验研究
阅读次数：203 来源：《流体机械》（周俊虎、周国民、宋国良、刘建
忠、岑可法）
摘要：在高浓度粉体气力输送试验台上，以压缩空气为输送介质，进行了两种粉体(黄沙、煤粉)的高浓度输送试验。试验结果表明,物料输送量和流化罐压力随着流化空气量的增加而增加；流化罐出口物料固气质量比随着流化空气量的增加而减小。试验还得到了物料输送量与流化空气量的关系式。
关键词：高浓度；粉体；气力输送特性；试验研究
作者简介：周俊虎(1962-),男,教授,博导,主要从事热能工程、水煤浆燃烧理论与技术、煤的高效低污染燃烧、脱硫等方面的研究。发表论文10余篇。 通讯地址:310027浙江杭州市浙江大学热能工程研究所。
周国民、宋国良、刘建忠、岑可法：浙江大学，浙江杭州 310027
1、前言
国内电站锅炉的无烟煤锅炉大都采用传统的热风送粉，配叶轮给粉机给粉。这种稀相煤粉输送系统存在诸多弊端：输送管道布置极其复杂,金属消耗量大，安装困难，运行检修费用高，厂用电率高，输粉管道和给粉机检修困难等。而采用高浓度输粉系统则可以很好地解决稀相输送系统的上述弊端[1]。国外对高浓度送粉技术已进行了很多研究[2]。日本在20世纪90年代利用小麦、石英、滑石粉和粉煤灰,在实验室对输送固气比大于100kS/kg时进行了试验研究。前苏联从20世纪70年代开始[3],对使用固体燃料的电站采用了燃烧器前高浓度煤粉输送系统,根据流量增压器型式和输送介质(空气)的状态，把这种高浓度煤粉气力输送系统分成正压高浓度输送系统和负压高浓度输送系统两种型式，应用在欧洲部分燃用无烟煤、贫煤的电站及西伯利亚的几个电站,运行效果良好。国内对电站锅炉高浓度输送燃烧系统的研究刚刚展[4-6]。
2、试验系统、物料及步骤
2.1、试验系统
试验是在一套管内径为22m、长为7m的高浓度粉体气力输送试验台上进行的。在流化罐上部悬挂电子吊秤，用来称量流化罐内的粉体重量变化。用流量控制阀来调节空气流量，通过玻璃转子流量计读取空气流量值。通过调速电机来控制搅拌器的转速,加强空气与试验物料的混合，这样利于流化物料，实现稳定输送。试验系统如图1所示。
2.2、试验物料
试验用的物料为细砂和煤粉，它们的物理性质如表1所示。
2.3、试验步骤
(1)装料阶段：打开进料仓门与排气阀，向流化罐内装物料，装好物料后关闭进料仓门与排气阀。
(2)充压阶段：打开空压机，待储气罐压力达到一定值后，开启流化罐底部流化风进气阀，并跟踪记录流化罐内压力随时间的变化。
(3)输送阶段：当流化罐内压力达到一定值后,开始有粉体从出粉管流出,，同时跟踪记录罐压、气体流量计读数、电子吊秤读数随时间的变化情况；打开混合器的混合风阀门，送入混合风，用来调节水平输送管中的固气比，稳定管道内的物料输送；当电子称重仪读数不再减小时，关闭流化风阀门。
(4)管道清扫阶段：关闭流化风阀门，混合器的混合风阀门继续开启片刻，吹扫输送管道。
3、试验结果及分析
图2为物料输送量与流化空气量的变化关系曲线。由图2可知，随着流化空气量的增加，物料输送量也呈逐渐增加趋势。黄沙和煤粉的增加趋势基本相同。在相同的物料输送量情况下，煤粉所需要的空气流量要大些，也就是说，相同的空气流量，携带的黄沙量比煤粉要多些。原因是煤粉较黄沙更难流化，需要较多的空气才能将其顺利输送。
图3为固气比与流化空气量的关系曲线。如图，物料固气比随着流化空气量的增加逐渐减小。随着流化空气量的增加,流化罐出口处的物料会被空气稀释，物料与空气的质量比会减小。试验过程中黄沙的固气比较高,可达到280kg/kg左右；而煤粉的固气比相对较小，最高可达160kg/kg左右(最小为30kg/kg)，均属于高浓度输送。
图4为流化罐压力与流化空气量的关系曲线。由图4可知,随着流化空气量的增加，流化罐的压力呈线性增加。输送黄沙时的压力变化比输送煤粉时的压力变化的斜率大，说明流化空气量对输送黄沙时的流化压力影响较大。
试验中的流化空气有三种作用：(1)改善气固混合状态,流化物料；(2)作为输送物料的介质；(3)为流化罐提供一定的压力。因此，当流化空气量增加时，一方面导致固气比下降，另一方面，由于流化罐压力提高，输送速度加快，物料输送量反而增加。可见，调节流化空气量是调节物料输送量的方法之一。
4、结论
(1)进行试验的高浓度粉体输送装置能够较好地流化物料，稳定输送高浓度的粉体；
(2)物料输送量和流化罐压力随着流化空气量的增加而增加，而流化罐出口物料固气质量比随着流化空气量的增加而降低；并通过试验得到了物料输送量与
流化空气量的关系式；
(3)提高流化空气量可以提高物料的输送量，但会降低输送固气比。 参考文献：
[1]黄少鹊，运用高浓煤粉输送、气动式给粉机改进元烟煤炉燃烧[J]。电站辅机，2m，9(3)：2932。
[2]Matthias BohrBet.Transportation of powder and Bulk Sokuds[A].priceeding of International symposium of Powder Techbology[C].Japan,1981.265-275.
[3]KaBaBcKHH B H,等.燃烧器前高浓度煤粉输送系统的运行经验[J].通讯技术,1985,(2)：22-25。
[4]周建刚,等.煤粉流化罐浓相输送实验研究[J]。钢铁研究学报,1991,3(2)：
1.6。
[5]洪江,等.水平管高浓度连续气力输送特征研究[J].化工冶金,1994,15(2)：122-128。
[6]邱朋华,等.粉体水平管道分层流动速度分布的PDA研究[J].哈尔滨工业大学学报,2002,34(1)：141-144。
高浓度粉体气力输送特性试验研究
阅读次数：203 来源：《流体机械》（周俊虎、周国民、宋国良、刘建
忠、岑可法）
摘要：在高浓度粉体气力输送试验台上，以压缩空气为输送介质，进行了两种粉体(黄沙、煤粉)的高浓度输送试验。试验结果表明,物料输送量和流化罐压力随着流化空气量的增加而增加；流化罐出口物料固气质量比随着流化空气量的增加而减小。试验还得到了物料输送量与流化空气量的关系式。
关键词：高浓度；粉体；气力输送特性；试验研究
作者简介：周俊虎(1962-),男,教授,博导,主要从事热能工程、水煤浆燃烧理论与技术、煤的高效低污染燃烧、脱硫等方面的研究。发表论文10余篇。 通讯地址:310027浙江杭州市浙江大学热能工程研究所。
周国民、宋国良、刘建忠、岑可法：浙江大学，浙江杭州 310027
1、前言
国内电站锅炉的无烟煤锅炉大都采用传统的热风送粉，配叶轮给粉机给粉。这种稀相煤粉输送系统存在诸多弊端：输送管道布置极其复杂,金属消耗量大，安装困难，运行检修费用高，厂用电率高，输粉管道和给粉机检修困难等。而采用高浓度输粉系统则可以很好地解决稀相输送系统的上述弊端[1]。国外对高浓度送粉技术已进行了很多研究[2]。日本在20世纪90年代利用小麦、石英、滑石粉和粉煤灰,在实验室对输送固气比大于100kS/kg时进行了试验研究。前苏联从20世纪70年代开始[3],对使用固体燃料的电站采用了燃烧器前高浓度煤粉输送系统,根据流量增压器型式和输送介质(空气)的状态，把这种高浓度煤粉气力输送系统分成正压高浓度输送系统和负压高浓度输送系统两种型式，应用在欧洲部分燃用无烟煤、贫煤的电站及西伯利亚的几个电站,运行效果良好。国内对电站锅炉高浓度输送燃烧系统的研究刚刚展[4-6]。
2、试验系统、物料及步骤
2.1、试验系统
试验是在一套管内径为22m、长为7m的高浓度粉体气力输送试验台上进行的。在流化罐上部悬挂电子吊秤，用来称量流化罐内的粉体重量变化。用流量控制阀来调节空气流量，通过玻璃转子流量计读取空气流量值。通过调速电机来控制搅拌器的转速,加强空气与试验物料的混合，这样利于流化物料，实现稳定输送。试验系统如图1所示。
2.2、试验物料
试验用的物料为细砂和煤粉，它们的物理性质如表1所示。
2.3、试验步骤
(1)装料阶段：打开进料仓门与排气阀，向流化罐内装物料，装好物料后关闭进料仓门与排气阀。
(2)充压阶段：打开空压机，待储气罐压力达到一定值后，开启流化罐底部流化风进气阀，并跟踪记录流化罐内压力随时间的变化。
(3)输送阶段：当流化罐内压力达到一定值后,开始有粉体从出粉管流出,，同时跟踪记录罐压、气体流量计读数、电子吊秤读数随时间的变化情况；打开混合器的混合风阀门，送入混合风，用来调节水平输送管中的固气比，稳定管道内的物料输送；当电子称重仪读数不再减小时，关闭流化风阀门。
(4)管道清扫阶段：关闭流化风阀门，混合器的混合风阀门继续开启片刻，吹扫输送管道。
3、试验结果及分析
图2为物料输送量与流化空气量的变化关系曲线。由图2可知，随着流化空气量的增加，物料输送量也呈逐渐增加趋势。黄沙和煤粉的增加趋势基本相同。在相同的物料输送量情况下，煤粉所需要的空气流量要大些，也就是说，相同的空气流量，携带的黄沙量比煤粉要多些。原因是煤粉较黄沙更难流化，需要较多的空气才能将其顺利输送。
图3为固气比与流化空气量的关系曲线。如图，物料固气比随着流化空气量的增加逐渐减小。随着流化空气量的增加,流化罐出口处的物料会被空气稀释，物料与空气的质量比会减小。试验过程中黄沙的固气比较高,可达到280kg/kg左右；而煤粉的固气比相对较小，最高可达160kg/kg左右(最小为30kg/kg)，均属于高浓度输送。
图4为流化罐压力与流化空气量的关系曲线。由图4可知,随着流化空气量的增加，流化罐的压力呈线性增加。输送黄沙时的压力变化比输送煤粉时的压力变化的斜率大，说明流化空气量对输送黄沙时的流化压力影响较大。
试验中的流化空气有三种作用：(1)改善气固混合状态,流化物料；(2)作为输送物料的介质；(3)为流化罐提供一定的压力。因此，当流化空气量增加时，一方面导致固气比下降，另一方面，由于流化罐压力提高，输送速度加快，物料输送量反而增加。可见，调节流化空气量是调节物料输送量的方法之一。
4、结论
(1)进行试验的高浓度粉体输送装置能够较好地流化物料，稳定输送高浓度的粉体；
(2)物料输送量和流化罐压力随着流化空气量的增加而增加，而流化罐出口物料固气质量比随着流化空气量的增加而降低；并通过试验得到了物料输送量与
流化空气量的关系式；
(3)提高流化空气量可以提高物料的输送量，但会降低输送固气比。 参考文献：
[1]黄少鹊，运用高浓煤粉输送、气动式给粉机改进元烟煤炉燃烧[J]。电站辅机，2m，9(3)：2932。
[2]Matthias BohrBet.Transportation of powder and Bulk Sokuds[A].priceeding of International symposium of Powder Techbology[C].Japan,1981.265-275.
[3]KaBaBcKHH B H,等.燃烧器前高浓度煤粉输送系统的运行经验[J].通讯技术,1985,(2)：22-25。
[4]周建刚,等.煤粉流化罐浓相输送实验研究[J]。钢铁研究学报,1991,3(2)：
1.6。
[5]洪江,等.水平管高浓度连续气力输送特征研究[J].化工冶金,1994,15(2)：122-128。
[6]邱朋华,等.粉体水平管道分层流动速度分布的PDA研究[J].哈尔滨工业大学学报,2002,34(1)：141-144。