空氣輸送斜槽在水泥輸送中的應(yīng)用

葉 炯

中交第三航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司

1 引言

水泥是一種常見(jiàn)的建筑原材料，主要物料特性為粉狀，粒度小于40 μm，平均容重1.45 t/m3，含水率小于1%。水泥的水平運(yùn)輸在水泥卸船項(xiàng)目中是一個(gè)重要的組成部分，采用合理的水平輸送方式可使工藝流程流暢、高效、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)環(huán)保。水泥水平運(yùn)輸?shù)闹饕O(shè)備有帶式輸送機(jī)、埋刮板輸送機(jī)、氣墊皮帶機(jī)、管狀帶式輸送機(jī)、空氣輸送斜槽[1]等。某水泥卸船項(xiàng)目的水平運(yùn)輸采用空氣輸送斜槽，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、密封性好、噪聲低、布置適應(yīng)性好、維護(hù)成本低，可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)進(jìn)料及出料。基于深圳某水泥卸船項(xiàng)目，對(duì)空氣輸送斜槽的參數(shù)取值進(jìn)行介紹。

2 項(xiàng)目概況

該水泥卸船項(xiàng)目建設(shè)1個(gè)1萬(wàn)t級(jí)水泥卸船專用泊位，泊位長(zhǎng)度約275 m，寬度20 m，滿堂式結(jié)構(gòu)，年貨物吞吐量約300萬(wàn)t，可實(shí)現(xiàn)碼頭水泥卸船、水平輸送、筒倉(cāng)儲(chǔ)存及筒倉(cāng)出運(yùn)的功能。

2.1 碼頭卸船工藝

根據(jù)水泥的物料特性及環(huán)保要求，碼頭裝卸設(shè)備采用4臺(tái)螺旋式連續(xù)卸船機(jī)，軌距10.5 m，回轉(zhuǎn)半徑17 m，每臺(tái)最大能力600 t/h。

2.2 水平輸送系統(tǒng)

水平輸送采用空氣輸送斜槽作業(yè)。碼頭軌后布置4路XZ800空氣輸送斜槽，最大能力約700 t/h，碼頭4路空氣輸送斜槽兩兩匯成2路，采用XZ1200空氣輸送斜槽，最大輸送量約為1 400 t/h。在筒倉(cāng)布置2路XZ1200空氣輸送斜槽，每條斜槽分別與每個(gè)筒倉(cāng)相連接。各空氣輸送斜槽之間采用鏈斗提升機(jī)相連，最大輸送能力為1 400 t/h。

2.3 筒倉(cāng)工藝

碼頭后方陸域布置18座鋼結(jié)構(gòu)水泥筒倉(cāng)，沿碼頭至陸域延伸布置9行2列筒倉(cāng)。筒倉(cāng)直徑為15 m，平均高度20 m，每座筒倉(cāng)容量約5 000 t。每座筒倉(cāng)底部布置1路裝車線，裝車能力為250 t/h。

2.4 工藝流程

裝卸工藝流程為：船→螺旋式連續(xù)卸船機(jī)→碼頭空氣輸送斜槽→鏈斗提升機(jī)→筒倉(cāng)區(qū)空氣輸送斜槽→筒倉(cāng)→倉(cāng)底卸料系統(tǒng)→水泥罐車。

3 水平運(yùn)輸設(shè)備選型

專業(yè)化的水平輸送主要有帶式輸送機(jī)、埋刮板輸送機(jī)、氣墊皮帶機(jī)、管狀帶式輸送機(jī)、空氣輸送斜槽等。帶式輸送機(jī)運(yùn)用比較廣泛，具有通用性強(qiáng)、對(duì)貨種適應(yīng)性好、投資低等優(yōu)點(diǎn)，但環(huán)保效果一般，噪聲比較大。管狀帶式輸送機(jī)中間輸送膠帶成管，密封性好，環(huán)保效果好，能實(shí)現(xiàn)大傾角輸送，可適應(yīng)復(fù)雜的地形環(huán)境，投資相對(duì)比較高。氣墊皮帶輸送機(jī)采用氣墊將皮帶及上部物料托起，通過(guò)皮帶與盤槽之間的氣膜取代滑動(dòng)或滾動(dòng)摩擦，可大輻減少能耗并適用于大產(chǎn)量長(zhǎng)距離物料輸送，對(duì)物料有一定的要求，主要運(yùn)用于散糧的輸送。埋刮板輸送機(jī)，運(yùn)行穩(wěn)定，故障率低，為中短距離中小產(chǎn)量輸送設(shè)備，最大輸送能力可達(dá)1 200 t/h。空氣輸送斜槽主要用于輸送水分較低的粉狀物料的氣力輸送設(shè)備，按長(zhǎng)度需要將鋼板制作成的槽子拼接而成，中間用法蘭連接，布置時(shí)在輸送方向形成一個(gè)向下的斜度。空氣輸送斜槽殼體分上下層，中間布置空氣層[2]。作業(yè)時(shí)，向斜槽空氣層接入壓縮空氣，物料會(huì)被氣化，使得靜止的物料變?yōu)榱鲃?dòng)狀態(tài)，由于重力原因，從高到低滑下。采用空氣輸送斜槽輸送水泥時(shí)，要求含水量不大于1%，溫度不高于150℃。

3.1 槽寬及傾角的選擇

空氣輸送斜槽的寬度在200～1 200 mm，斜槽的寬度和角度需同時(shí)考慮取值。按照空氣輸送斜槽的工作原理，物料流態(tài)化后，可在傾斜的溜槽內(nèi)像液體一樣從高往低流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)物料的輸送。在密閉的溜槽內(nèi)物料需要一定的厚度才能穩(wěn)定運(yùn)行。如物料太少，輸送能力就越低，物料過(guò)多會(huì)堵塞溜管。根據(jù)實(shí)際的使用情況，一般物料的厚度在料道高度的25%～35%左右最為合適，需按照具體輸送能力選擇合適的斜槽寬度。

空氣輸送斜槽傾角一般為4°、6°、8°、10°、12°。為適應(yīng)輸送能力的需求，本方案采用800 mm和1 200 mm兩種寬度的空氣輸送斜槽，根據(jù)傾角大小輸送水泥所對(duì)應(yīng)的最大能力見(jiàn)表1。

表1 不同傾角輸送能力對(duì)比2

可見(jiàn)，同一規(guī)格的空氣輸送斜槽，角度越大，流速越大，輸送能力越大。同時(shí)，根據(jù)實(shí)際使用情況，斜槽角度越小，物料流速越小，透氣層的磨損程度越小，透氣層的使用壽命越長(zhǎng)。根據(jù)實(shí)際使用數(shù)據(jù)分析，空氣輸送斜槽的角度在6°時(shí)，既能滿足輸送能力的要求，又能滿足使用壽命的要求。綜合考慮使用要求及成本，空氣輸送斜槽按照傾斜角度6°設(shè)計(jì)。

3.2 空氣輸送斜槽耗氣量的選擇

空氣輸送斜槽的用氣主要由離心風(fēng)機(jī)提供，根據(jù)其不同的傾斜角度與輸送的物料特性，用氣量一般取值范圍為：每平方米透氣層需要1.5～3 m3/min。一般可取每平方透氣層2 m3/min，氣壓為4～6 kPa。空氣輸送斜槽長(zhǎng)度越大，所需氣壓越大。

4 結(jié)語(yǔ)

空氣輸送斜槽是一種技術(shù)成熟可靠的水平輸送設(shè)備，在水泥輸送行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用。基于某水泥卸船項(xiàng)目，研究了空氣輸送斜槽運(yùn)用于水泥輸送的設(shè)計(jì)參數(shù)取值，為空氣輸送斜槽在水泥輸送中的應(yīng)用提供參考。