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气力输送系统一问一答

来源：嘉燕发布时间：2023-03-30 浏览次数:

气力输送设备主要用于粉末颗粒的密封输送，依据流态化理论建立起来的气力输送使得粉体材料在各工艺单元及设备间输送的更理想。

气力输送系统简图（图片来源：马爱纯等.气力输送管道压降预测影响的数值模拟研究）

什么是气力输送系统？
气力输送系统是依靠空气流动将干燥的散状固体粒子或颗粒物料输送到指定地点的一种输送装置。其原理是利用输送风机在密封管道内产生与外界大气压不同的压力，形成压力差。这个压力差值赋予了空气流动的能量，使得空气能够以气流的形式携带小颗粒固体（例如：煤灰）一起顺着管道向前。

气力输送系统有什么特点？
优点：

输送管道占地面积最小。
管路柔性灵活，设备投资少。可以因地制宜选择最优方案；如进行由数点集中送往一处，或由一处分散送往数点的远距离操作。
清洁、低污染。密封系统能防止被输送物对环境的污染；通过合理的设计，能使得气力输送系统做到真正的无尘，这在负压输送中尤为明显。
输送效率高，可将输送过程与工艺过程相结合，简化工艺设备和过程。
作业人员与输送量无关，人员配置可以最少，管理方便。
可用于长距离输送。
对于化学性能不稳定的物料，可以采用惰性气体输送。

缺点：
与其他输送形式相比，气力输送的缺点是动力消耗大，稀相气力输送的动力消耗为斗式提升机的2~4倍，为带式输送机的15~40倍。而且，输送距离愈近，这种现象愈明显。

气力输送与机械式输送的比较

此外，伴随高速高能耗的运行，气力输送也存在设备磨损和被输送物的破损问题。物料特性如堆积密度、粒度、硬度、休止角、磨琢性等的微小变化，都能造成操作上的困难。而且输送距离、应用均受到一定限制。

气力输送有那些类别？
气力输送系统有多种不同的分类方法，可按气力输送的输送装置型式、体现气力输送的实质来分类，也可按状态相图来分类。对于不同类型的气力输送系统，其流动差异很大，相互间的流动规律也不能通用。

按输送实质分类
从气力输送实质考虑来分类，有按料、气两相数量比分类；按料、气两相流体力学特征分类；按料、气两相运动特征分类；按装置特征分类等几种分类法。

气力输送分类方法一览表

概括起来，现有的气力输送系统可分为四类：
1.稀相气力输送
气流速度较高，物料悬浮在铅垂管中呈均匀分布，在水平管中呈飞翔状态，空隙率很大。物料的输送主要依靠由较高速度的空气所形成的动能，因而也称稀相动压输送。
特点：该输送方式由于流速高而物料质量流率较小，因此颗粒与管道碰撞摩擦剧烈，从而能耗和输送系统的磨损都比较大，生产效率低下，适合于输送质量和粒度较小、流动性强的物料。

2.浓相动压气力输送
气流速度在8～15m/s之间。物料在管内已不再均匀分布，而呈密集状态，但管道并未被物料堵塞，因而依然依靠空气的动能来输送，称为浓相动压输送。
这类流动状态的气送装置有：高压压送、高真空吸送和流态化输送。料气比的变化范围很大，高压压送与高真空吸送的料气比大致在15～50之间，流动状态呈脉动集团流。而对于易输送的粉料，料气比可高达200以上，呈流态化输送。

3.浓相静压气力输送
物料密集而栓塞管道，依靠气流的静压来输送物料，称为浓相静压气力输送。可分为柱流和栓流两种。
柱流气力输送密集状物料连绵不断地充塞管道内而形成料柱，其运动速度较低，一般仅0.2~2m/s。但仅能用于30m以内的短距离输送。
栓流气力输送人为地把料柱预先切割成较短的料柱，输送时，气栓与料栓相间分开。从而可以提高输送速度，降低输送压力，减少动力消耗，以及增加输送距离，是目前最好的中距离输送方法。

4.筒式气力输送
将需要输送的物料、物件装入传输筒或筒车内，利用空气的静压使传输筒在管道内飞速滑行的一种输送方式，用于既难于悬浮，而本身又无法成栓的成件货物输送。这种输送方式应用面小，适用于特定场合。

气流速度与流型之间的关系

按输送装置型式分类
负压（吸送）输送系统
负压（吸送）输送系统是利用输送系统终点的风机抽吸系统内的空气，在系统中形成低于大气压的负压气流，物料与空气同时从吸嘴进入系统内并随气流到达系统终点，最后经过滤分离将空气排放到大气中。

吸送式气力输送装置

特点：负压输送系统是比较理想的系统，由于输送管道中的压力低于大气压，因此不存在管道内气体向外漏的问题，因而比较适合于对有毒或者有害物料的输送。

正压（压送）输送系统
压输送系统是气力输送的最基本形式。在系统中，利用输送系统起点处的风机等气源设备，将高于大气压的压缩空气通入输送系统中，同时物料定量送入高速运行的气流中，在气流的带动下，物料到达输送系统终点经过滤后，物料与空气分离，物料进入料仓，空气排入大气。

压送式气力输送装置

特点：正压输送主要用于将物料输送到一个或几个料仓的工况。与负压输送系统相比，正压输送系统具有比较高的容量并且适合于较远距离的输送。
混合输送系统
混合输送系统是在同一输送系统中既有正压又有负压，利用两种不同系统的优势，因而可以应用于比较复杂的输送中。混合系统可以是压一送式，也可以是送一压式的输送组合系统。
特点：能够完成较长距离的输送，而结构及管道内的气流变化也更加复杂，同时也易造成输送系统尤其是风机的磨损。

气力输送系统如何选用？
气力输送中不同输送模式的出现主要由三方面的因素综合决定的：

两相物性（如气体密度、粘度、颗粒密度、粒径分布、形状、大小，硬度以及松散堆积密度等）
操作条件（如输送量、气体速度、固相含量、操作温度、压力等）
过程设备（如输送管道形状、大小、相对位置及方向、供料装置的类型等）

不同形状的物料与气力输送系统类别的选用关系

物料性质对气力输送系统运行性能的影响

在物料的气力输送过程中，影响气力输送的物料、工艺、系统方面的因素往往是彼此关联的，而且，各种影响气力输送因素的本身也与多种条件有关，这就使得在对气力输送系统进行分析时，要全面、精确的对输送系统进行了解与把握变得十分困难。因此，在现场应用与实验分析时，应当根据不同的输送介质、应用场合以及外界条件，对影响气力输送效果的各个可把握的因素进行着重考虑，并对影响气力输送效果但目前却无法把握的因素予以估计，给出其影响程度，通过逐步的实验与分析，不断促进气力输送技术的完善与发展。

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