气力输送在干燥盐项目中的应用

魏炳举，程京山，夏德富，朱丽丽

(天津长芦海晶集团有限公司，天津 300450)

1 前言

山东肥城海晶盐化有限公司(以下简称“肥城公司”)成立于2008-11，是天津长芦海晶集团有限公司投资成立的子公司，主要从事工业精制盐生产，产能为1 200 kt/a，其产品方案设计中包括300 kt/a的干燥盐，但在精制盐项目施工设计中仅预留了干燥盐项目的建设位置，未与建设。

2015-07，两套MVR蒸发装置投入生产，至2018年，经过3 a左右的生产运行，精制盐项目工艺、设备及管理逐步稳定成熟。

2017-01-01，国家《盐业体制改革方案》开始实施，打破了过去以省(或市)县为单位的封闭市场，形成了一个有限主体的竞争性市场。面临机遇与挑战，各盐企都在不断丰富产品种类，调整产业结构，快速提升竞争力，为实现跨区经营、拓展市场而努力。

为响应国家的盐改政策，充分利用精制盐生产设施，丰富肥城公司产品结构，并能够根据市场行情合理调节淡旺季库存及生产计划，提高企业的经济效益，海晶集团决定补齐完善其干燥盐产品，批准了300 kt/a干燥盐项目建设。

干燥盐项目用离心机脱水后的湿盐，取自原1号皮带机，用电动犁式卸料器将部分湿盐分流进入内热式固定干燥床进行干燥，干燥后的原盐需输送到水平距离145 m的包装车间，经过现场勘察，如果用皮带机输送，需要两条皮带机接力，其中一条与原湿盐皮带机在皮带机廊并列布置，两条皮带机均无维修空间，也影响人员通行。经过调研，决定采用气力输送，将干燥后的原盐用一条管道直接输送至位于包装车间的干燥盐料仓中，采用自动包装机和机器人码垛系统完成干燥盐的包装及码垛。

气力输送完全利用密闭管道，没有机械传动部分，也没有回程；管道可沿墙柱空中固定敷设，不占用地面空间，管道体积小，工艺布置灵活，可以远程输送，而且输送中物料与外界隔绝，不受外界的干扰，也不会对外界环境造成污染。

2 项目概述

干燥盐项目从2018年初开始，项目组对干燥盐的输送方案进行了详细技术调研与论证，一致认为，气力输送是项目的最佳方案。

气力输送可分为压送式和吸送式，吸送式也称真空输送，压送式即正压输送。项目干燥盐的输送能力为55 t/h，总的输送距离达145 m，提升高度7 m，通过对两种输送方式的比选研究，采用正压输送方式，操作简单，运行费用低。

气力正压输送又分为稀相输送和浓相输送，稀相输送的物料悬浮在整个管道的空气中，输送气流速度较高，输送料气比小，用气量大，输送能力低，但输送压力低，配置简单，投资小；浓相输送的物料在管道中被分成多个料栓段，采用栓流式输送，料气比大，耗气量少，能耗低，输送能力大，运距长，自动化程度高，但结构复杂，输送压力高，造价高。根据比选研究，项目选用瑞德克正压浓相式气力输送装置。

2.1 浓相输送系统的原理

正压浓相气力输送是利用具有一定的速度和压力的气流通过管道输送散状物料的技术。利用物料的重力下料，仓泵循环输送，仓泵采用特殊的进料圆顶阀，密闭式进料充满仓泵后，圆顶阀门关闭密封，压缩空气进入仓泵，物料以低于悬浮速度的速度通过管道输送，由于输送管道完全充满物料，只需很少的压缩空气，就可实现高的料气比，输送速度低，对管道磨损小，可使用普通钢管，且运行噪音小。

2.2 系统构成

该套气力输送装置输送能力55 t/h。干燥后的精制盐，用管链机提升至中间过渡仓，过渡仓下设正压浓相输送泵系统，主要有仓泵、下料阀、供气管路，气控箱、电控箱、输送管路、接收仓、排气管路、真空释放阀、仓顶除尘器等组成，2个仓泵交替循环操作，3个接收仓分别对应3台包装机，具体构成见图1。

图1 正压浓相输送系统图

2.3 系统操作与控制

中间过渡仓通过手动插板和柔性接管与仓泵法兰连接，过渡仓中的干燥精制盐在重力作用下落入仓泵，随着物料的加入，仓泵中的物料达到设定料位后，仓泵上部进料口圆顶阀关闭，在进料口圆顶阀关闭且密封后，打开进气阀和出料阀，仓泵中的精制盐进入输送管道，沿途被切割成一段一段的料栓，然后被输送至接收仓，在精制盐卸入接收仓后，发出输送压力下降信号，输送空气阀关闭，仓泵出料阀关闭，完成一个输送循环。两个仓泵交替循环工作，共用一条输送管路，通过程序自动控制管路控制阀的切换，物料源源不断输送到指定接收仓中。

接收仓为常压密闭状态，在空气与精制盐的的混合料进入接收仓后，空间瞬时扩大，气流气压突降，会产生大量盐尘，部分含尘气体随气流向仓顶扩散进入布袋除尘器后回收，接收仓顶部设置真空压力释放阀，保护接收仓在除尘不畅和其它异常情况时，保护接收仓不受过量的正压和负压影响而破坏。

整个输送系统完全自动化运行，操作人员可在终端计算机上对输送系统进行监控。具体步骤为：

(1)启动系统，当中间过渡仓达设定高料位，气力输送系统可以人工或自动控制启动，仓泵进料口圆顶阀打开，在重力的作用下，过渡仓内的精制盐落入仓泵内，在装料的过程中，仓泵上的排气阀打开，置换排出泵体内的空气。

(2)当仓泵内物料达设定料位后，进料圆顶阀关闭，排气阀关闭，并且启动密封装置。

(3)当圆顶阀关闭并密封后，进气阀和补气阀控制打开，输送空气通过管路进入仓泵，准备发送。

(4)当仓泵内压力升高，开启出料阀，物料沿管道输送，通过管路切换阀输送到指定接收料仓。

(5)精制盐被输送到接收仓后，输送管路上压力降低并发出信号，当输送压力低于设定的结束压力后，经短暂延时，进气阀、补气阀和出料阀关闭，仓泵排气阀打开，输送结束。

(6)按设定程序，开始下一个输送循环。两个仓泵相邻布置，并联运行，交替工作。

2.4 系统特点

(1)仓泵也叫发送泵或喷射泵，属于压力容器，特种设备，是系统的关键设备。

(2)管道直径小、不占地面空间，输送效率高，耗气量低。

(3)系统采用两种控制方式：自动控制、就地手动控制，正常情况下按自动控制方式，方便操作。

(4)在自动控制方式下，输送系统是在PLC的统一控制下运行工作，通过控制终端实现对设备的监视，完成输送系统操作与控制，并确保其正常、可靠运行，控制系统的设计能够实现物料输送系统现场无人值守正常运行，自动化程度高。

(5)仓泵采用下出料方式，且在泵出口设置流化装置，有效防止物料在泵出口出现堵塞，同时能够保证泵体内物料在每次输送的时候能够全面排空，并且压损较小。

(6)由于精制盐的比重较大，容易沉降堆积，为此在输送管线上方增加一条并行的小直径伴吹空气管道，沿途均布设置浓度稳定装置，能够将料柱控制在特定长度，保证料栓在输送过程中保持浓相状态而不堵塞管道，提高系统可靠性，同时把起始点的用气量平均分摊在整个管道中，降低管道流速，减少物料的破碎。

3 应用及改进

2018-11，干燥盐项目全线安装完毕，分别进行设备单台试运行和系统整体联动试车，气力管道输送装置经过调试和试验，运行逐步正常，满足了项目的要求。

气力输送装置经过了1 a多的实际运行，整体效果较好，但由于精制盐比重大，更易吸潮、粘附，加上首次应用，运行中也出现了一些问题，针对出现的问题，项目单位经过认真探索，均已改进和解决。

3.1 对管道支架的改进

气力输送管道与一般的压缩空气管道外形上一样，但在管道受力及管道支撑上区别很大，气体管道一般只考虑管道重量，管架受力平稳，但对于浓相气力输送系统来讲，管道中为物料与空气混合物，物料被分成多个栓段，充满管道前进，当仓泵及管道阀门突然启动或停止时，因瞬时流速发生急剧变化，引起物料栓柱动量迅速改变，而使压力显著变化，从而发生“水击现象”，输送管道发出巨大的音响和振动，造成管道支架移位破坏，严重时可能造成管道、管道附件及设备的损坏。

项目输送管道直径为DN200 mm，初始按普通管道支架安装，多为滑动支撑，运行后，管道振动是的管道支架发生不同程度的移位变形，尤其在管道变向位置及起点终点附近，支座受力大，振动、变形、移位非常严重，根据实际情况，重新设置多个固定支座，固定支座牢固生根在建筑结构物上，运行时，注意缓慢开启或关闭阀门，减少了管道的振动现象。

3.2 接收仓除尘系统的改进

干燥盐到达接收仓后，连同空气瞬间释放，输送压缩空气0.7 MPa，流量2 200 m3/h，物料粒径范围0.15 mm～0.85 mm，卸料时会产生大量粉尘，项目在仓顶设计安装100 m2布袋除尘器，废气由除尘器出风口排入大气，但由于粉尘量大，造成布袋除尘器出风口粉尘指标不合格。

经过研究，新加工φ400×3不锈钢出气筒，3个包装料仓的布袋除尘口分别与新增出气圆筒连接，出气圆筒设取样监测口，及时清理。排气口距地面高度为26 m，满足环保要求。

4 结束语

浓相气力输送装置在干燥盐的输送中得到了成功的应用，使用效果良好。气力管道输送，设备简单，工艺布置灵活，体积小，输送能力大，运距长，环境友好，能够同时向多点输送，并且具有较高的自动化程度，可广泛用于各种和精制盐具有相似性质的物料的输送。