摘 要：隨著科技的進(jìn)步和社會(huì)的發(fā)展，人類(lèi)對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益重視，作為散料輸送方式之一的管道物料輸送技術(shù)更得到了快速地發(fā)展和廣泛地應(yīng)用。本文論述了正負(fù)壓氣力輸送系統(tǒng)的自卸式物料運(yùn)輸船，散裝水泥（物料）的氣力卸船的成套技術(shù)的功能系統(tǒng)配置、原理和性能。
關(guān)鍵詞：散體物料運(yùn)輸船 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 開(kāi)發(fā)研究
1.前言
21世紀(jì)環(huán)保是時(shí)代的一個(gè)熱詞。隨著科技的進(jìn)步和社會(huì)的發(fā)展，人類(lèi)對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益重視，作為散料輸送方式之一的管道物料輸送技術(shù)更得到了快速地發(fā)展和廣泛地應(yīng)用。它已廣泛地應(yīng)用在石化輕工、糧食儲(chǔ)運(yùn)、建材、能源、交通、水利、環(huán)保等產(chǎn)業(yè)部門(mén)的裝卸貯運(yùn)和粉體工程各單元操作過(guò)程中。氣力輸送、漿體管道輸送技術(shù)雖已有較長(zhǎng)的發(fā)展和應(yīng)用歷史，但對(duì)我國(guó)來(lái)說(shuō)，管道物料輸送技術(shù)仍是一門(mén)較為年輕且應(yīng)用前景廣泛的跨部門(mén)新興學(xué)科，其研究開(kāi)發(fā)應(yīng)用均方興未艾地發(fā)展。
根據(jù)市場(chǎng)和客戶的需求，我們研發(fā)了系列的正負(fù)壓氣力輸送系統(tǒng)的自卸式物料運(yùn)輸船，散裝水泥（物料）的氣力卸船的成套技術(shù)。
2.系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)計(jì)算
在輸送量（G）和輸送當(dāng)量水平距離（L）一定的情況下，氣力輸送管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括以下3個(gè)方面：
2.1壓縮空氣消耗的計(jì)算
2.2.輸送管道管徑的計(jì)算
式中：
D——輸送管徑（m）
G——輸送量（t/h）140
γs——固體物料重度（kg/rn3）對(duì)粉煤灰可取1700
V——壓縮空氣消耗量（自由空氣）m3/min
ω1——輸送管道出口風(fēng)速，莫勒管長(zhǎng)距離輸送粉煤灰時(shí)，一般取11～15m/s。
2.3壓縮空氣工作壓力計(jì)算
2.3.1.管道內(nèi)平均風(fēng)速為ω的計(jì)算
2.3.3.輸送粉煤灰的輸送壓力為：
P=P損+P1+P2
=0.183
式中：
P——輸送壓力，即管道入口壓力（MPa）
P損——輸送管道的壓力損失（MPa）
P1——送管道出口壓力損失（MPa）一般在0.003～0.005MPa
P2——富余壓力（MPa），查表
系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)的計(jì)算值均在配套設(shè)備的安全值范圍之內(nèi)，符合安全原則。
3.裝卸系統(tǒng)設(shè)備艙布置圖
本船的貨艙區(qū)域分為前后兩部分。裝卸系統(tǒng)設(shè)備布置在前后貨艙之間，這樣方便布局、管理及節(jié)省建造、使用營(yíng)運(yùn)成本（見(jiàn)圖1）。
4.裝卸系統(tǒng)原理
本系統(tǒng)通過(guò)2個(gè)轉(zhuǎn)載罐實(shí)行負(fù)壓抽吸原理。它是粉粒狀物料在氣力輸送工程中的一個(gè)重要裝置，該罐的作用是將粉粒狀物料從一個(gè)裝置吸出并送入另一個(gè)裝置，這種功能是靠一對(duì)真空壓力容器來(lái)完成的。這對(duì)真空壓力容器具有將“分離器”、“過(guò)濾器”和“雙倉(cāng)泵”3種設(shè)備合而為一的功能。
當(dāng)它作為卸船機(jī)使用時(shí)，就可將散裝水泥（或粉煤灰）從船艙中抽吸到一個(gè)轉(zhuǎn)載罐內(nèi)，并在下一個(gè)工作循環(huán)中將散裝水泥（或粉煤灰）壓送到岸上的中轉(zhuǎn)庫(kù)內(nèi)。
當(dāng)2個(gè)轉(zhuǎn)載罐實(shí)行負(fù)壓抽吸卸船機(jī)與裝有流花床的船組合使用時(shí)，就使散裝粉料的水路運(yùn)輸真正做到全天候作業(yè)，徹底排除了二次污染，輸送效率較高，更適合專(zhuān)業(yè)運(yùn)輸船隊(duì)的使用。轉(zhuǎn)載罐（非標(biāo)定制）2個(gè)。罐體內(nèi)徑：2800mm，罐體高度：5600mm，設(shè)計(jì)壓力：0.44Mpa，工作壓力：0.40MPa，容器類(lèi)別：一類(lèi)，設(shè)計(jì)溫度：20℃，最高工作溫度：100℃，主體材料：Q345R，濾袋面積：35m2，過(guò)濾風(fēng)量：4500m3/h，脈沖噴吹間隔：1-60s。
如圖所示（見(jiàn)圖2），在圖2-a中A罐在抽吸進(jìn)料，B罐在壓送排料。在圖2-b中，已經(jīng)轉(zhuǎn)換成A罐在壓送排料，B罐在抽吸進(jìn)料，其轉(zhuǎn)換的指令是由罐內(nèi)的料位器發(fā)出的。當(dāng)然，也可以用時(shí)間繼電器發(fā)指令。
其中，正壓輸送供氣系統(tǒng)，壓力o.40MPa，風(fēng)量20m3/min，管徑φ100mm；負(fù)壓抽吸供氣系統(tǒng)，壓力-o.07MPa，風(fēng)量70m3/min，管徑φ250mm。
5.裝卸系統(tǒng)管路
5.1裝貨系統(tǒng)
在裝貨狀態(tài)時(shí)，庫(kù)區(qū)上的物料通過(guò)通經(jīng)為φ300mm的落料管在船舶貨艙區(qū)域的頂部直接灌輸?shù)角昂筘浥摚昂筘浥擁敻髟O(shè)有1臺(tái)布袋式除塵器，每個(gè)貨艙頂各設(shè)有和岸上裝貨相接的關(guān)系及控制閥門(mén)。裝貨時(shí)，貨艙產(chǎn)生的粉塵右布袋式除塵器吸收，粉塵留下，氣體通過(guò)過(guò)濾排至大氣中（見(jiàn)圖3）。
5.2.卸貨系統(tǒng)
本船設(shè)有1套卸散體物料的機(jī)械設(shè)備及相關(guān)管路。卸貨時(shí)，壓縮機(jī)產(chǎn)生的空氣通過(guò)管路向貨艙斜槽面的帆布吹氣，帆布振動(dòng)使物料流化后進(jìn)入貨艙底吸口處，通過(guò)設(shè)備艙的正負(fù)壓雙轉(zhuǎn)載罐，壓力輸送至岸上儲(chǔ)物罐（見(jiàn)圖3）。
上述的裝貨和卸貨管路可以看出，貨艙的負(fù)壓吸入管管徑和正壓輸送管管經(jīng)較大，因?yàn)椋跉怏w流量相同的情況下，輸送管徑越大，輸送壓力越低.原因在于管徑大，則流體的流動(dòng)速度就越小，由此產(chǎn)生的壓力損失也就越小。換言之，在相同的輸送壓力下，較大直徑的輸送管將對(duì)應(yīng)著較大的氣體流量，同時(shí)也就能夠攜帶更多的粉煤物料流動(dòng)，在輸送壓力相同的條件下，隨著輸送管徑的增大，粉煤質(zhì)量流量有較大幅度的增加。
6.結(jié)束語(yǔ)
自卸式散體物料運(yùn)輸船裝卸系統(tǒng)的成功研發(fā)，對(duì)散裝水泥（或粉煤灰）的運(yùn)輸和其相關(guān)行業(yè)的發(fā)展有著重要的意義。同時(shí)為社會(huì)解決了進(jìn)入高齡化社會(huì)招收年壯勞動(dòng)力的不足；制造業(yè)中的臟、累、危險(xiǎn)工種和工作環(huán)境招工困難；需求的多樣化、個(gè)性化要求產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)多品種；要求產(chǎn)品的高質(zhì)量化和潔凈化；要求高效化和節(jié)能化。本文為相關(guān)的自卸式散體物料運(yùn)輸船裝卸輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。
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