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摘要：气力输送是一项综合性技术，它涉及流体力学、材料科学、自动化控制、生产工艺、制造工艺等方面技术。气力输送是全封闭型管道输送系统，适用于火力发电、化工、水泥、制药、粮食加工等行业的一些原材料、粉粒料的输送。基于此，本文就气力输送系统常见的问题及对策进行分析与研究。
关键词：气力输送；问题；对策
中图分类号：C35文献标识码： A
引言
气力输送是当前化工生产中常见的高效输送方法，聚丙烯装置对聚丙烯粉料和粒料的输送均采用稀相输送系统。该系统由德国齐柏林(ZEPPLIN)公司设计和制造。我们知道气力输送系统的效率及稳定性会受到诸多方面的影响。因此任何气力输送系统都无法通过单纯的计算来完成设计工作，在系统的设计过程中会使用大量的实际实验来辅助完成设计。同样在系统操作过程中也会遇到各种问题从而导致系统的故障。以下将对气力输送系统遇到的问题做出总结并给出相应的应对方法。
一、气力输送系统
气力输送是一项利用气体能量输送固体颗粒的有效技术，具有设备简单、占地少、布置灵活、建设成本低、高放节能、无污染、自动化程度高的特点，该系统输送灰气比高，耗气量少，输送速度低，有效降低管道磨损。气力输送系统从结构流程上主要分压缩空气气源及净化系统、输送仓泵系统、输送管道系统、灰仓制浆接收系统、控制系统五大部分。控制系统的控制方式分为远程控制和现场控制，现场控制分为自动和手动两种控制方式。
按照该脱硫系统的要求和现场具体情况，采用上引式流态化密相仓泵，输送距离210m，90°弯头9个，提升高度15m，输送能力10m3/h，采用PLC自动控制系统，输送管道做防腐及防护处理。
电除尘器灰斗侧下方开口经手动闸板阀与仓式泵进料口连接，手动闸板阀是在停机和临时检修时用，平时不参加对系统的控制。
二、气力输送仓泵系统的工艺流程
初始状态所有阀门关闭。开始→排气阀打开→进料阀打开→料满信号（或规定时间到）→进料阀关→排气阀关→进气阀打开→仓泵内压力达到高限→压力开关动作→延时→出料阀打开→送灰→仓泵内压力下降到低限→压力开关压力低信号→进气阀关→出料阀关，一次输灰工作完成。
气力输送系统工作共分为四个阶段。
（一）进料阶段
打开排气阀；打开进料阀，物料由自身重力落入泵体内，排气阀的作用是使物料顺利进入仓泵体内，并排出泵内余气。当泵体内物料上升触及料位开关，料位开关发出料满信号，进料阀即自动关闭，排气阀关闭。在控制系统中同时设置了时间监控程序，当物料加到一定程度时有二种控制方式，一种是加料时间控制，一种是料位计控制，以确保料开关失灵也能够继续完成输送工作。
（二）流化加压阶段
进料程序结束后，气动进气阀自动开启，压缩空气从泵体底部的流化装置进入，分散穿过流化床；对物料充分硫化，泵体上部的加压口也同时进气，物料在流化的过程中，泵内的气压逐渐上升。
（三）输送阶段
当泵内压力达到一定值时，压力传感器发出信号，出料阀自动开启，流化床上的物料流化加强，输送开始，泵内物料逐渐减少。此过程中流化床上的物料始终处于边流化边输入输灰管道中。
（四）吹扫阶段
当泵内物料输送完毕，泵内压力下降到管道阻力时，压力传感器发出信号，压力延续一定时间，压缩空气清扫输送管道，进气阀关闭，延时一定时间，关闭出料阀，完成一次输送循环过程，进入下一次工作循环。
以上各部件动作时间均由PLC发出指令自动完成。
三、常见问题及分析
（一）管线的堵塞
1.调试阶段管线堵塞
系统调试阶段气力输送系统出现管线堵塞，此时出现管线堵塞问题，主要原因有以下两种可能：(1)系统的运行参数设置不当；(2)系统的设计可能会存在一定问题。
2.短时停运后管线堵塞
当系统停运一段时间后再次启动时出现管线堵塞，主要原因有以下几个方面：(1)管线中的潮气较重，北方的冬季天气寒冷，当带有一定蒸汽的物料进入寒冷的管线时，蒸汽会在管壁上凝结成水珠。当管壁上有水珠时，物料中的细粉就会逐渐在管壁上积累，并形成一层薄壳，这样管线内表面的粗糙度就会下降，因而会影响物料的输送。若凝结水产生在竖管段，物料中细粉形成的薄壳达到一定厚度后，由于管线的振动及自重会从管壁上脱落，从而在弯头处堵塞管线[1]。(2)系统启动时输送气体的温度过低，导致气体的密度偏大，这时风机出口气体的速度就会较正常工况下低，通常风机出入口的温差会在60℃左右，这时风机出口的风速会比常温下风机出口的风速高25%~30%。当风机刚刚启动时，输送气体的温度较低，风速可能会低于物料所要求的最低风速，這种情况下管线容易堵塞。(3)当系统停车时，如果没有吹扫输送管线，在管线中将会存有一定量的物料，尤其是在后路有较长的竖管段的弯头处，一旦系统停车，大量的物料会堆积在此处，当系统重启时会因为风机出口压力高而导致风机连锁停车。
3.长周期运行后管线堵塞
经过长周期的运行，系统开始出现管线堵塞现象，出现这一现象的主要原因是设备磨损造成的。(1)旋转送料器磨损严重，如图2，当旋转送料器的转子与壳体的间隙过大时，大量的输送气体就会泄露，当通过输送管线气体的速度过低时，就容易出现管线堵塞的现象。(2)风机经过长周期运行后，传动装置是否依然可靠，也需要进行排查。当风机采用带传动时，需要定期检查皮带的松紧度，及时更换皮带。
4.输送管线改变后管线堵塞
增加管线的距离，整个系统的物料承载率就会下降，如果依然向系统提供原设计的负荷，就会发生管线堵塞的情况。改变管线的形状，例如改变一个弯头的角度，同样也会改变整个系统的物料承载率，当然物料承载率的增加还是减少要视情况而定。改变系统中水平管段和垂直管段的比例，同样会改变系统的物料承载率，增加水平管段的距离会降低系统的物料承载率。
（二）磨损产生的原因
气力输送中，催化剂颗粒（干铝石）与输送管道内壁之间由于互相接触，发生相对运动产生摩擦，长时间作用形成磨损。物料的粒度、物料密度和硬度越大，对输送管壁的磨损程度越大。物料输送的速度越快，输送管的弯曲率半径就会越小，产生的磨损也会越强。
四、气力输送技术存在问题的解决措施
（一）堵塞预处理技术
1.选择合理的技术参数。催化剂车间平均每班产量为30吨，仓泵原输送周期是6分钟，经过调整后输送周期是4分钟。原气罐排出气体后供应到输送管线与仓泵增压阀中，经过技术调整后，只有储气罐单独为仓泵供应气量。在输送管线问题上，经过设计，将增压阀与扫线所需要的气量独立连接到仪表风的主管道线上。
2.优化输送管道中的压差，选择适宜固气比避免输送堵塞。输送压差是指发料罐和收料罐产生的压力差，是气力的动力，将其优化也是避免堵塞问题产生的原因。干灰输送压差越大，其他条件不改变，物料输送时间越少，由此得出结论，输送系统压差越大，固气比越大。因此，将输送压差定为0.24MPA，会有很好预防效果。
3.改变输送管道走向，减少输送管线弯头数量。气力输送技术借助于物料与气体互相混合流化后方可进行输送，输送管线弯头处阻力较大，所以，对输送管线进行现场研究后，仓泵的出口前20米管线存在4处弯头，在设计阶段可以将其数量减少，设计为两个弯头；在料仓附近的输送管线，需要将过去的水平与竖直相结合的管线走向，改为水平斜坡缓慢上行，省去垂直弯头部分，从而减少阻力因素。
4.定期对仓泵流床物进行清理，保证物料流化性能的最佳运行状态。
5.提高仓泵内部仪表风的压力，输送系统配置专门动力装置，仓泵仪表风的出口总压力是6.1千克，气力输送线终端为各个车间，在此过程中，仪表风压力会降低，因此，减少输送损失的处理措施就是关闭全部仪表风排凝阀，确保输送主管线的有充足压力。如果输送主管线压力不充足，需要适当的调节减压阀门，使减压阀的减压效果达到最低点，保证仓泵压力充足。
6.进一步优化流化风压，选择适宜的固气比预防堵塞问题产生。流化风会通过仓泵流化床，输送管道中的气流速度作用下，有助于气流上升，进一步将催化剂物料悬浮，从而形成流化。但是在气力输送系统实际运行中，其他条件不发生改变，流化风压增大，物料输送时间会呈现先减少后增大的趋势。也就是说，输送系统中固气比会随流化风压增大而逐渐增大，当增加到一定数值时，输送系统内部固气比会逐渐降低。因此，将输送系统的流化风压控制在0.3MPA左右时，输送效果最佳。
7.仓泵内部设置孔径与适宜煤灰特性的工程流化装置，从而从根本上保证仓泵内部的良好流态化环境。
8.在灰库周围设置容积不同、处理方式相同的储气罐，保证输送过程中的气源压力稳定性。
9.气力输送管道比较长，需要在每根输灰管道上设置完整流程的吹堵设备，从而避免煤灰沉降过多，堵塞管道，保证输送系统的可靠与稳定运行。为了避免灰库产生非正常卸料导致的堵塞问题，需要在灰库出料端部设置气化料斗与气化槽，借助于气化槽与气化斗给予灰库充足的气体，灰库内部的输送灰确保处于流态化，从而保证了卸料的順利进行。
10.为了避免灰库产生非正常卸料导致的堵塞问题，需要在灰库出料端部设置气化料斗与气化槽，借助于气化槽与气化斗给予灰库充足的气体，灰库内部的输送灰确保处于流态化，从而保证了卸料的顺利进行。
11.输送管道中的气体顺利排除也很重要，在输灰过程中需要保证灰库的正常压力，避免压力过大造成输灰管道内部的煤灰不能排尽，堵塞管道，因此需要在灰库的顶部设置能满足管道出力150%脉冲仓顶的除尘装置，保证灰库存有正常气体压力。另外，还需要在灰库的顶部设置压力真空态释放阀门，如果灰库产生过高的压力，真空阀由于受到阻力作用，其会自动打开从而排出内部气体，达到解压的效果，保障灰库安全、正常的运行。
12.条件允许情况下，需要在灰库的顶部设置料位检测和检验装置，主要作用是显示灰库高度，如果灰度过高，需要将报警信号及时送达到除灰系统总监控室中，确保操作人员及时、准确的了解灰库情况，从而使输送系统处于正常运行状态。
（二）防止磨损的技术处理
1.在设备安装阶段，需要根据需求合理安排输送管线走向，避免有过多的输送管线的弯头数量，以及磨损部件数量的减少，从而降低输送设备发生磨损的概率。
2.气力输送技术中，输送管线弯头需要使用外壁附加焊钢板增加输送管线弯头的耐磨性。
3.根据磨损产生的原因，需要增大输送管线弯管的曲率半径，从而避免物料与管道产生过多的磨损，减小磨损程度。
结束语
目前气力输送系统在相关行业都得到了很广泛的应用，我们知道粉尘颗粒污染严重、运输困难、不易存放。采用气力输送方式，根据具体需要将物料封闭、安全、高效地输送到目的地，具有相当大的经济效益和社会效益，对环境污染的改善和治理更具有重要意义，本系统在实际的运行中，经过不断的改进、更新，在生产过程中发挥了重要作用，为气力输送系统工艺和技术的完善提供经验。
参考文献：
[1]王泽璞.电容层析成像图像重建与气力输送两相流可视化测量研究[D].华北电力大学,2013.
[2]毛北平.流态化气力输送水泥系统的研究[D].华北电力大学,2012.
[3]李振.火电厂中速磨煤机石子煤负压气力输送系统设计[D].华北电力大学,2012.
[4]姜兆文.吸扫式扫路车总体设计及气力输送系统研究[D].吉林大学,2013.
[5]王锟.浓相气力输送分支管道流动特性研究[D].济南大学,2013.
[6]彭宗祥.连续密相气力输送系统设计及实验研究[D].青岛科技大学,2013.
关键词：气力输送；问题；对策
中图分类号：C35文献标识码： A
引言
气力输送是当前化工生产中常见的高效输送方法，聚丙烯装置对聚丙烯粉料和粒料的输送均采用稀相输送系统。该系统由德国齐柏林(ZEPPLIN)公司设计和制造。我们知道气力输送系统的效率及稳定性会受到诸多方面的影响。因此任何气力输送系统都无法通过单纯的计算来完成设计工作，在系统的设计过程中会使用大量的实际实验来辅助完成设计。同样在系统操作过程中也会遇到各种问题从而导致系统的故障。以下将对气力输送系统遇到的问题做出总结并给出相应的应对方法。
一、气力输送系统
气力输送是一项利用气体能量输送固体颗粒的有效技术，具有设备简单、占地少、布置灵活、建设成本低、高放节能、无污染、自动化程度高的特点，该系统输送灰气比高，耗气量少，输送速度低，有效降低管道磨损。气力输送系统从结构流程上主要分压缩空气气源及净化系统、输送仓泵系统、输送管道系统、灰仓制浆接收系统、控制系统五大部分。控制系统的控制方式分为远程控制和现场控制，现场控制分为自动和手动两种控制方式。
按照该脱硫系统的要求和现场具体情况，采用上引式流态化密相仓泵，输送距离210m，90°弯头9个，提升高度15m，输送能力10m3/h，采用PLC自动控制系统，输送管道做防腐及防护处理。
电除尘器灰斗侧下方开口经手动闸板阀与仓式泵进料口连接，手动闸板阀是在停机和临时检修时用，平时不参加对系统的控制。
二、气力输送仓泵系统的工艺流程
初始状态所有阀门关闭。开始→排气阀打开→进料阀打开→料满信号（或规定时间到）→进料阀关→排气阀关→进气阀打开→仓泵内压力达到高限→压力开关动作→延时→出料阀打开→送灰→仓泵内压力下降到低限→压力开关压力低信号→进气阀关→出料阀关，一次输灰工作完成。
气力输送系统工作共分为四个阶段。
（一）进料阶段
打开排气阀；打开进料阀，物料由自身重力落入泵体内，排气阀的作用是使物料顺利进入仓泵体内，并排出泵内余气。当泵体内物料上升触及料位开关，料位开关发出料满信号，进料阀即自动关闭，排气阀关闭。在控制系统中同时设置了时间监控程序，当物料加到一定程度时有二种控制方式，一种是加料时间控制，一种是料位计控制，以确保料开关失灵也能够继续完成输送工作。
（二）流化加压阶段
进料程序结束后，气动进气阀自动开启，压缩空气从泵体底部的流化装置进入，分散穿过流化床；对物料充分硫化，泵体上部的加压口也同时进气，物料在流化的过程中，泵内的气压逐渐上升。
（三）输送阶段
当泵内压力达到一定值时，压力传感器发出信号，出料阀自动开启，流化床上的物料流化加强，输送开始，泵内物料逐渐减少。此过程中流化床上的物料始终处于边流化边输入输灰管道中。
（四）吹扫阶段
当泵内物料输送完毕，泵内压力下降到管道阻力时，压力传感器发出信号，压力延续一定时间，压缩空气清扫输送管道，进气阀关闭，延时一定时间，关闭出料阀，完成一次输送循环过程，进入下一次工作循环。
以上各部件动作时间均由PLC发出指令自动完成。
三、常见问题及分析
（一）管线的堵塞
1.调试阶段管线堵塞
系统调试阶段气力输送系统出现管线堵塞，此时出现管线堵塞问题，主要原因有以下两种可能：(1)系统的运行参数设置不当；(2)系统的设计可能会存在一定问题。
2.短时停运后管线堵塞
当系统停运一段时间后再次启动时出现管线堵塞，主要原因有以下几个方面：(1)管线中的潮气较重，北方的冬季天气寒冷，当带有一定蒸汽的物料进入寒冷的管线时，蒸汽会在管壁上凝结成水珠。当管壁上有水珠时，物料中的细粉就会逐渐在管壁上积累，并形成一层薄壳，这样管线内表面的粗糙度就会下降，因而会影响物料的输送。若凝结水产生在竖管段，物料中细粉形成的薄壳达到一定厚度后，由于管线的振动及自重会从管壁上脱落，从而在弯头处堵塞管线[1]。(2)系统启动时输送气体的温度过低，导致气体的密度偏大，这时风机出口气体的速度就会较正常工况下低，通常风机出入口的温差会在60℃左右，这时风机出口的风速会比常温下风机出口的风速高25%~30%。当风机刚刚启动时，输送气体的温度较低，风速可能会低于物料所要求的最低风速，這种情况下管线容易堵塞。(3)当系统停车时，如果没有吹扫输送管线，在管线中将会存有一定量的物料，尤其是在后路有较长的竖管段的弯头处，一旦系统停车，大量的物料会堆积在此处，当系统重启时会因为风机出口压力高而导致风机连锁停车。
3.长周期运行后管线堵塞
经过长周期的运行，系统开始出现管线堵塞现象，出现这一现象的主要原因是设备磨损造成的。(1)旋转送料器磨损严重，如图2，当旋转送料器的转子与壳体的间隙过大时，大量的输送气体就会泄露，当通过输送管线气体的速度过低时，就容易出现管线堵塞的现象。(2)风机经过长周期运行后，传动装置是否依然可靠，也需要进行排查。当风机采用带传动时，需要定期检查皮带的松紧度，及时更换皮带。
4.输送管线改变后管线堵塞
增加管线的距离，整个系统的物料承载率就会下降，如果依然向系统提供原设计的负荷，就会发生管线堵塞的情况。改变管线的形状，例如改变一个弯头的角度，同样也会改变整个系统的物料承载率，当然物料承载率的增加还是减少要视情况而定。改变系统中水平管段和垂直管段的比例，同样会改变系统的物料承载率，增加水平管段的距离会降低系统的物料承载率。
（二）磨损产生的原因
气力输送中，催化剂颗粒（干铝石）与输送管道内壁之间由于互相接触，发生相对运动产生摩擦，长时间作用形成磨损。物料的粒度、物料密度和硬度越大，对输送管壁的磨损程度越大。物料输送的速度越快，输送管的弯曲率半径就会越小，产生的磨损也会越强。
四、气力输送技术存在问题的解决措施
（一）堵塞预处理技术
1.选择合理的技术参数。催化剂车间平均每班产量为30吨，仓泵原输送周期是6分钟，经过调整后输送周期是4分钟。原气罐排出气体后供应到输送管线与仓泵增压阀中，经过技术调整后，只有储气罐单独为仓泵供应气量。在输送管线问题上，经过设计，将增压阀与扫线所需要的气量独立连接到仪表风的主管道线上。
2.优化输送管道中的压差，选择适宜固气比避免输送堵塞。输送压差是指发料罐和收料罐产生的压力差，是气力的动力，将其优化也是避免堵塞问题产生的原因。干灰输送压差越大，其他条件不改变，物料输送时间越少，由此得出结论，输送系统压差越大，固气比越大。因此，将输送压差定为0.24MPA，会有很好预防效果。
3.改变输送管道走向，减少输送管线弯头数量。气力输送技术借助于物料与气体互相混合流化后方可进行输送，输送管线弯头处阻力较大，所以，对输送管线进行现场研究后，仓泵的出口前20米管线存在4处弯头，在设计阶段可以将其数量减少，设计为两个弯头；在料仓附近的输送管线，需要将过去的水平与竖直相结合的管线走向，改为水平斜坡缓慢上行，省去垂直弯头部分，从而减少阻力因素。
4.定期对仓泵流床物进行清理，保证物料流化性能的最佳运行状态。
5.提高仓泵内部仪表风的压力，输送系统配置专门动力装置，仓泵仪表风的出口总压力是6.1千克，气力输送线终端为各个车间，在此过程中，仪表风压力会降低，因此，减少输送损失的处理措施就是关闭全部仪表风排凝阀，确保输送主管线的有充足压力。如果输送主管线压力不充足，需要适当的调节减压阀门，使减压阀的减压效果达到最低点，保证仓泵压力充足。
6.进一步优化流化风压，选择适宜的固气比预防堵塞问题产生。流化风会通过仓泵流化床，输送管道中的气流速度作用下，有助于气流上升，进一步将催化剂物料悬浮，从而形成流化。但是在气力输送系统实际运行中，其他条件不发生改变，流化风压增大，物料输送时间会呈现先减少后增大的趋势。也就是说，输送系统中固气比会随流化风压增大而逐渐增大，当增加到一定数值时，输送系统内部固气比会逐渐降低。因此，将输送系统的流化风压控制在0.3MPA左右时，输送效果最佳。
7.仓泵内部设置孔径与适宜煤灰特性的工程流化装置，从而从根本上保证仓泵内部的良好流态化环境。
8.在灰库周围设置容积不同、处理方式相同的储气罐，保证输送过程中的气源压力稳定性。
9.气力输送管道比较长，需要在每根输灰管道上设置完整流程的吹堵设备，从而避免煤灰沉降过多，堵塞管道，保证输送系统的可靠与稳定运行。为了避免灰库产生非正常卸料导致的堵塞问题，需要在灰库出料端部设置气化料斗与气化槽，借助于气化槽与气化斗给予灰库充足的气体，灰库内部的输送灰确保处于流态化，从而保证了卸料的順利进行。
10.为了避免灰库产生非正常卸料导致的堵塞问题，需要在灰库出料端部设置气化料斗与气化槽，借助于气化槽与气化斗给予灰库充足的气体，灰库内部的输送灰确保处于流态化，从而保证了卸料的顺利进行。
11.输送管道中的气体顺利排除也很重要，在输灰过程中需要保证灰库的正常压力，避免压力过大造成输灰管道内部的煤灰不能排尽，堵塞管道，因此需要在灰库的顶部设置能满足管道出力150%脉冲仓顶的除尘装置，保证灰库存有正常气体压力。另外，还需要在灰库的顶部设置压力真空态释放阀门，如果灰库产生过高的压力，真空阀由于受到阻力作用，其会自动打开从而排出内部气体，达到解压的效果，保障灰库安全、正常的运行。
12.条件允许情况下，需要在灰库的顶部设置料位检测和检验装置，主要作用是显示灰库高度，如果灰度过高，需要将报警信号及时送达到除灰系统总监控室中，确保操作人员及时、准确的了解灰库情况，从而使输送系统处于正常运行状态。
（二）防止磨损的技术处理
1.在设备安装阶段，需要根据需求合理安排输送管线走向，避免有过多的输送管线的弯头数量，以及磨损部件数量的减少，从而降低输送设备发生磨损的概率。
2.气力输送技术中，输送管线弯头需要使用外壁附加焊钢板增加输送管线弯头的耐磨性。
3.根据磨损产生的原因，需要增大输送管线弯管的曲率半径，从而避免物料与管道产生过多的磨损，减小磨损程度。
结束语
目前气力输送系统在相关行业都得到了很广泛的应用，我们知道粉尘颗粒污染严重、运输困难、不易存放。采用气力输送方式，根据具体需要将物料封闭、安全、高效地输送到目的地，具有相当大的经济效益和社会效益，对环境污染的改善和治理更具有重要意义，本系统在实际的运行中，经过不断的改进、更新，在生产过程中发挥了重要作用，为气力输送系统工艺和技术的完善提供经验。
参考文献：
[1]王泽璞.电容层析成像图像重建与气力输送两相流可视化测量研究[D].华北电力大学,2013.
[2]毛北平.流态化气力输送水泥系统的研究[D].华北电力大学,2012.
[3]李振.火电厂中速磨煤机石子煤负压气力输送系统设计[D].华北电力大学,2012.
[4]姜兆文.吸扫式扫路车总体设计及气力输送系统研究[D].吉林大学,2013.
[5]王锟.浓相气力输送分支管道流动特性研究[D].济南大学,2013.
[6]彭宗祥.连续密相气力输送系统设计及实验研究[D].青岛科技大学,2013.