粉体仓定量给卸料技术取得重大突破

作者:陈立明 时间:2013-01-30 20:05:45

    自水泥发明生产100多年来,工业粉体的仓储定量给卸料技术就一直困扰着整个后续工艺的稳定性。原因在于粉体因外部条件(如料位、水份、细度、粘性、仓口锥度、仓顶进料等)的改变会处于流态固态或气态的复杂状况下,卸放时在仓内中心到边壁的情况以及同垂直点从高到低呈现出明显的从流态向固态的立体分布。特别在仓底出口处因锥形收口必然导致粉体收缩挤压,当粉体水份大且粘性较大时,极易在仓口附近形成拱架结圈,最终形成中心通孔式细长喇叭形漏斗堆料,其中间的料流也称为漏斗流。此种等同于沙漏计时的瓶颈效应就产生了限流性,而且喇叭瓶颈通道因处于中心半流态区,其边壁处于不稳定的弱支撑状态,会因仓顶进料或上部下料的牵引冲击而产生局部空洞垮脱,进而造成喇叭口径的经常随机性改变,最终必然造成出料的限流性和波动性,对后续工艺的定量稳定性需要种下了祸根。

    生产过程中当大型粉料仓从满仓放空中部料后,仓内周边将形成高耸的喇叭圈料堆,对下部产生较大的落差势能压力,越上方的圈壁越脆弱。当中上方圈壁出现局部空洞化支撑脆弱后,在仓顶进料的击发下空洞产生塌陷的粉料高速冲下,将更下部脆弱的支撑中圈壁击溃为流态料,就会产生雪崩式连锁垮塌,使整个高耸的喇叭圈料突然连料带气冲向仓底,形成瞬间的高流态、高含气、高压粉体,经常造成仓口下接的给料设备如螺旋机出现严重的冲料自流情况。

    为解决上述问题,人们开发出库内库外各种辅助卸料手段。空气炮技术算是其中一种,但是该技术要求料位超过炮口位置不能太高时使用,否则反可能将料震得更铁实紧固。所以其安装位置与放炮时机的选择合理时才有效,且只能维持少量的时间,属典型的治标不治本方案。

   流量不大(<40t/ h左右)时,有人采用小仓(一般5-10吨)称重定料位上料控制的办法,由大库先自然不定量卸料输出经提升入小仓,通过对小仓料位的控制使得小仓内流态性较高且仓口压力相对稳定,再由普通螺旋机后加计量(螺旋称或冲量计)定量给出粉料。可见于某种立窑预加水工艺和某些立窑均化配兑工艺中。虽然圈饶大了点,有一定效果,但仅限于小流量情况。

    理论上,只有整体性卸料流才能满足实际的生产需要,但上述事实告诉我们普通仓不可能实现之。显然,在当今日益发展的大型生产线的大流量的必然需求下,普通仓储的漏斗流卸料根本不可能满足实际工艺要求。

    不知何时,以德国人为首的外国工程技术人员发展出气动卸料技术。采取库内特殊结构下的全充气流态化卸料方法,通过多管道引入库底吹入高压空气,将仓底粉料气化为粉气混合体;并配套层叠中心发射状多管空气输送斜槽,将气化的粉料汇集到出口;再用复杂的特制流量闸阀通过控制开度卸放而出,此技术终于能解决放不出料的大问题。我国不少厂商开始仿造改进并以较低的成本价格大力推广之,目前在新型旋窑生产线大型粉磨站及部分立窑等方面获得不少应用,号称为最先进的卸料技术。但明显的总体技术复杂,投资偏高,特别因对其卸出的气固两相的粉体无法直接准确测量,加上调节闸阀的开度与流量的对应线性和重复性都极差,对定量控制存在严重影响,因此在中小规模的水泥企业难免敬而远之。

    我们认为,气动输送技术仅适用于全开全关式卸放料的场合,如气力罐装车、装船或远距离装库等,而且只需库外采用风送斜槽,空气泵输送等方式即可。而在大多数需要定量控制给料的场合,如生料煤粉定量入窑、分别粉磨定量配兑矿渣微粉、生料多库定量搭配均化、多库分标号水泥定量配兑均化等等定量稳定精度决定着工艺质量与效率的地方,气动卸料技术在计量与控制上的天然缺陷引发的负作用太多。

    在关键的旋窑生料煤粉定量入窑环节,西方国家开发出配套了更加复杂先进的转子流量定量给料技术,号称高达0.3%的动态控制精度。不知国内使用的厂家实际效果如何,据说价格不菲,国内仿制改进者也见诸介绍不少,但从其介绍的技术原理来看,其计量上采取了间接测

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