粉体料仓下料不畅的原因及解决方法 - 李诚

·24·化工设备与管道第39卷

粉体料仓下料不畅的原因及解决方法

李

诚

(齐鲁石化公司研究院,淄博255400)

摘要关键词

本文从主观设计和客观生产因素两方面全方位分析了卸料口堵塞的原因,并有针对性的提出了防止料仓卸料口堵塞的方法。粉体

料仓

卸料口堵塞结拱

流型

1主观因素

这主要是设计者对料仓设计不够重视的原因所

时应按照实际需要来选择合适的流型。

1.2料斗半顶角的计算

确定一个合适的料斗半顶角θ(见图1),目的是为了实现所选择的流型。料仓下料不畅,关键是倾斜角小于物料安息角所致。整体流仓必须保证料仓各个部位的倾斜角大于物料的安息角。如果要将料仓

[2]

设计成整体流,那么料斗半顶角θmax为:

造成。由于料仓设计规范形成较晚,因此有许多设计者把料仓当作一般常压液体储罐来设计,从而忽视

了料仓设计的独特性。料仓流型的错误选择,料斗半顶角的大小、卸料口尺寸大小不正确计算,料仓材质的不当选择以及忽视某些具体焊接结构的影响是造成料仓不当设计的五个主要因素。1.1正确选择料仓流型

料仓的流型基本上有两种:整体流型料仓(又称全流仓)和中心流型料仓(又称漏斗型料仓或核流仓)。在整体流料仓中,卸料时所有物料均向卸料口流动,不存在流动“死区”,料位均匀下降,卸料流动稳定均匀。而在中心流料仓中,卸料时只有中心部位的物料向卸料口流动,在该“流动区”以外的部分为流动“死区”。由于“鼠洞”和粘性拱的形成与崩塌,使卸料流动不稳定,甚至会出现喷泻的情况。因此整体流型料仓是料仓设计的首选流型。但是事实上由于整体流型料仓和中心流型料仓各有利弊,所以并非必须选用整体流型料仓。整体流型料仓和中心流型料仓的优缺点见下表

项目卸料速率卸料密度卸料顺序料仓造价料仓寿命仓储时间通用程度

[1]

图1

θmax=(90°+ -δ-arcsin(sinδ/sin ))/2(1)式中: 为有效内摩擦角,度;δ为物料与仓壁摩擦角,(°)。

形成整体流的必要条件是料斗半顶角θ要小于

max。θ1.3确定卸料口尺寸

:

中心流不稳定不均匀先进后出较低较长不一致较好

整体流和中心流料仓的基本特性及适用场合

整体流稳定均匀先进先出较高较短一致较差

确定合适的卸料口尺寸,目的是为了防止因形结拱(又称架桥)或管流(又称鼠洞)等,造成料仓无法卸料或物料喷泻等问题。按照料仓流型的不同有不同的计算方法。

1.3.1整体流料仓

针对整体流料仓设计计算时,用一定性尺寸B来描述卸料口的大小。对于圆形卸料口,B等于卸料口直径(见图2a);对于方形卸料口,B为对角线长度(见图2b);对于缝形卸料口,B为缝宽(L≥3B)(见图

因此为做到安全、合理、经济,在选择具体流型

2002年第3期·25·

2c)。对于平均直径较小的粉体物料,不产生粘性拱的最小卸料口尺寸由下式确定[2]:

1/B>H(θ)· σγ式中:B—卸料口尺寸,m;

γ—为粉体密度,kN/m;

1—粉体物料的临界开放屈服强度,kPa;σ

H(θ)=(1+m)+0.01(0.5+m)θ式中:θ为锥底半顶角,(°);仓,m=1;对于平面对称的楔形料仓,m=0。

1.3.2中心流料仓

3

物料本身特性也是形成结拱的原因之一。由于物料含水、吸潮或静电作用而增强了物料与仓壁的粘附力,从而在卸料处导致结拱,这种结拱类型一般

称之为粘结粘附拱。另外,由于某些物料呈颗块状,流动中因颗块相互啮合达到平衡从而在卸料处导致结拱,这种结拱类型一般称之为楔型拱。对于粘结粘附拱,我们一般采取的措施有:保持物料干燥;静电接地以避免操作过程中产生静电。对于楔型拱一般是尽量细化和均化物料以减少结拱的可能。2.2振动器的影响

瞬时流动函数高的颗粒,在振动时特别容易因为物料的密集而引起流动的中断。用振动器加速流动应该仅限于物料正在流动的时刻。当料仓出口关闭或出口喂料机停车时,应当立即停止振动。然而,有些用户在使用料仓的过程中,发现料仓卸料口有堵塞或下料不畅现象后,在没有正确分析料仓堵塞的真正原因的情况下,盲目采用振动器振动,反而增加了结拱处的固结强度,结果却适得其反。严格讲,目前用振动来加速流动的做法实际上仅仅依靠经验

(2)

(3)

m为料仓形状系数;对于轴线对称的圆锥形料

对于平均直径较小的粉体物料,不产生粘性拱

的最小卸料口尺寸由下式确定[3]:

σ1/B>1.15 γ(4)

图2不同形状的卸料口尺寸

来确定。因此应正确使用振动器以免起相反作用。

1.4料仓材质的影响

所设计的料仓是否处于整体流状态,不仅取决于料斗结构(料斗半顶角),而且与粉体物料(内摩擦

角)以及料斗材料(壁摩擦角)有关。因此,料斗的选材对于料仓的设计也是十分重要的。经试验证实

[4]

3解决方法

如果设计人员能够在设计中遵循正确的方法,

一般来说就可以预防结拱的形成。对于实际生产中存在的料仓各种类型的结拱,可采取相应的有效解

决方法。

3.1结拱或架桥的类型

为了更好的解决料仓结拱问题,首先,我们应当了解料仓结拱的类型。粉体料仓结拱的类型一般有如下四种:

1)压缩拱:粉体因受到仓压力的作用,使固结强度增加而导致起拱;2)楔形拱:颗粒状物料因相互啮合达到力平衡

,

容易形成整体流的料斗材料首选为聚四氟乙烯和不

锈钢,其次为铝合金,最差为碳钢。当然,在具体设计中,应综合考虑安全、经济因素来合理选材。1.5焊接结构的影响

有时卸料口的堵塞仅仅是因为料仓筒体内壁和下锥体内壁不够光滑所导致。为了使料仓筒体内壁及下锥体内壁足够光滑,使物料尽量以整体流动方

式流动,在进行料仓结构设计过程中应注意以下几

状态所形成的料拱;

点:(1)接管、人孔等与料仓筒体焊接后应磨平内壁;

3)粘结粘附拱:粘结性强的物料在含水、吸潮或

(2)圆锥形料斗与筒体连接处的内焊缝应圆滑过渡;

静电作用而增强了物料与仓壁的粘附力所形成的料

(3)卸料口处的接管与圆锥段的内焊缝应圆滑过

拱;

渡。4)气压平衡拱:料仓回转卸料器因气密性差,导

2客观因素

2.1物性的影响

致空气泄入料仓,当上下气压达到平衡时所形成的

料拱。

(下转39页)

2002年第3期·39·

所谓的氧去极化腐蚀,影响这种腐蚀的因素由以下几种:①介质流速:闪蒸汽的流速很大,使得氧很容易到达阴极表面。②K2CO3:由于闪蒸汽中存在这种电解质,提高了溶液的电导率。③介质温度:闪蒸汽的温度比较高。这三种因素都提高了腐蚀的速度。从05A001到05A005,闪蒸汽的流量和流速依次递减,杂质含量也逐步减少,05A001的腐蚀最强烈,并最终导致穿孔。

均设计为碳钢材质并非理想的选择,所以采用5mm厚的1Cr18Ni9Ti不锈钢板,将蒸汽腔圆柱型筒体整体包覆,采用A132焊条,满焊。

运行三年后,打开检查,不锈钢板完好,没有发现腐蚀现象,但发现蒸汽腔后端的法兰盖和前端的喷嘴部位,也出现了相同的腐蚀现象,处理方法是:将这两个部位用不锈钢焊条进行堆焊,然后加工平整。

在此后的大修检查中,内件各部位均没有发现腐蚀现象,说明修复措施是可行的。

3修复措施

根据蒸汽喷射泵的工艺条件,其壳体和蒸汽腔

(上接25页)

3.2对不同的结拱类型采用不同的解决方法

总的说来,目前防止结拱的措施主要有三方面的途径:

1)改善料仓的几何形状及尺寸;2)降低料仓粉体压力;3)减小料仓壁摩擦阻力。

下面针对不同的结拱类型从这三方面提出比较有效的解决办法。

3.2.1压缩拱

2)通过采取排气的措施来减小仓壁摩擦阻力。

例如在料仓的顶部加置排气管等措施。另外,有一点必须说明的是,振动对任何一种结拱形式都不是最佳解决方法。

4结语

综上所述,为了预防料仓结拱或架桥的产生,首

先应当采用正确的料仓设计方法,遵循相应的设计规范。其次,应当全面综合考虑生产过程中各种因素对料仓结拱的影响,对于不同的结拱类型应当采取不同的解决方法。我们决不能一碰到料仓结拱堵塞卸料不畅就采用振动加速的方法,这种做法显然不应提倡。另外,料仓结拱的形成也决非我们想象的那么简单,只有正确的分析料仓结拱的原因,采取相应的科学方法才能圆满解决。

1)通过增加卸料口尺寸,减小斗顶角来改善料斗几何形状。

2)料仓直间隔较多的减少料仓直间隔或者采用改流体来降低粉体压力。

3)改善仓壁材料以减小仓壁摩擦阻力。

3.2.2楔形拱

增加卸料口尺寸,减小斗顶角或者采用非对称性料斗(偏心卸料口)来改善料斗几何形状。3.2.3粘性粘附拱

采取防潮或消除静电的方法来减小仓壁摩擦阻力。将容易吸水的物料妥善存放防潮;在料仓以及防爆和排气装置上设置静电接地板以消除静电。

3.2.4气压平衡拱

1李志义,王淑兰,丁信伟.粉体料仓设计.化学工业与工程技术,1999,20(4):1223

陆厚根.粉体技术导论.上海:同济大学出版社,1998:71,78-79,221

M.E.FayedL.Otten.粉体工程手册.化学工业出版社,1992:356

4李志义,王淑兰,丁信伟,粉体物料和料斗材料对料仓流型的影

参考文献

1)通过采用非对称性料斗(偏心卸料口)来改善料斗几何形状。

Vol.39No.3

Abstract

SelectionofFireProtector

GongRenwei

ChinaHuanQiuChemicalEngineeringCo.

Beijing,100029

Theselectionofthefireprotectoristheproblemfacedinengineer-ingdesignandproductionsafetyintheplantsdealingwithpetrochemicalmaterial,petroleum,naturalgasandcombustiblegas.Inthisarticle,someselectionproceduresoffireprotectorwerepresented.Keywords:fireprotector,characteristic,safetyclass,selectionDesignandConstructionofFireProtectionDam

LiMing

ShanghaiJianyinPropertyCo.Ltd

Shanghai,200040LiMaoxing

ChinaTiancengChemicalEngineeringCo.

Tianjin,300400

Inthisarticle,thefunctions,volumecalculation,designandCon-structionofthefireprotectiondamwereintroduced,whichcanberef-erencedbytheengineers.Keywords:fireprotectiondam,function,design,constructionUltimateLoadAnalysisforCylinderofVesselsforChanging

FlowDirection

MeiLintao,ChenZhaohui,SouBinan,YangGuoyi

ChinaNationalStandardizationCommitteeonPressureVessels

Beijing,100029

Inthispaper,throughthestressanalysisforthecylinderofthevesselusedforchangingtheflowdirection,theapplicationandsignifi-canceoftheultimateloadmethodintheanalyticaldesignofthepressurevesselweredemonstrated.Byusingthismethod,theresultofstressanalysiscanbemoreapproachtherealstressdistribution.Infact,themethodistheapplicationoftheplasticanalysisstatedinJB4732inprac-ticalengineering.Itishopedthattheexamplepresentedinthispapercanbeusedasthereferenceinthestressanalysisdesign.Keywords:vesselforchangingflowdirection,ultimateloadanalysis,analyticaldesign

TreatmentofProblemsinDesignofTitaniumMadePressure

VesselsWangFei

LiaomngProvincePetrochemicalPlanandDesignInstitute

Shenyang,110003

LinYing

ShenyangPassTitaniumEquipmentCo.

Shenyang,110000

BasedontheaddendaforaddingcolormetalmaterialinGB151?1999andwiththeproblemsinthedesignofthepressurevesselsandheatexchangersmadebytitanium,inthisarticle,someaspectsneededtoaccountforinthedesignoftitaniummadepressurevesselsweredis-cussed.Keywords:designoftitaniummadepressurevessel,designdata,weldstructure,heattreatment

TreatmentofSealLeakageinHighPressureFlange

DaiXinxi

HunanDachengzhiNitrogenGroupCo.Ltd

Lengsbuijiang,417506

Thestructureandoperationoftheringgasketusedinthehighpressureflangesealwerebrieflystatedinthisarticle.Basedonthecauseoftheleakage,themethodsofprotectingleakagefromthediffer-entaspectsofvibration,assembly,theoperationandthematerialofthepipingwereintroduced.Then,basedonthedamageofthesealcompo-nents,the-methodsforprotectingleakagebyuseofsealcomponent

·3·

repairandringgasketimprovementwereproposed.

Keywords:highpressureflange,ringgasket,leakagereducing,leakageremoving

DesignandApplicationofFlashEvaporationGasRemoval

EquipmentLiuDianyu

HeilongjiangProvinceDairyMachineryFactory

Anda,151400

Notlikeliquidinotherevaporationequipment,doestheliquidintheflashevaporationgasremovalequipmentevaporatebyitselfardnoheatingsurfaceisneeded.Inthisarticle,withtheequipmentusedfor487.8kg/hproductionofthemilk,thedesignandapplicationoftheflashevaporationgasremovalequipmentwasintroduced.Keywords:flashevaporationgasremoval,equipment,structure,designCausesandSolvingMeasuresofDischargeBlockinginHopper

forPowderLiCheng

ResearchInstitute,QiluPetrochemicalCo.

Zibo,255400

Inthisarticle,fromtheaspectsofdesignandproduction,thecausesofthedischargeblockingwereanalyzed.Inaccordancewiththesecauses,themethodsofprotectingdischargeblocking,then,wereproposed.Keywords:powder,hopper,dischargeblocking,foulingOptimumDesignofHeatExchangerwithMixedBundleof

Inclined-pinFinThbes

FangJiangming,MaXiaoming,QianSongwenSouthChinaUniversityofScienceandTechnology

Guangzhou,510641

Throughintroducingtheoptimumanalysistheoryandthepropertyexperimentresearchforthestructureoftheheatexchangerswiththemixedbundleofinclined-pinfintubes,thecomparisonoftheschemesofusingtheinclined-pinfintubesandsmoothtubeswascarriedoutinthispaperbyuseofthesemi-empiricalequationfromtheresultsoftheoreticalanalysisandexperiment.Theoptimumdesignschemewas,then,obtained.Thisschemenotonlycanreducetheinvestmentoftheequipment,butalsocanlowthecostoftheoperation.Keywords:inclined-pinfin,heatexchanger,mixedbundle,optimiza-tion,enhancedheattransfer

CharacteristicAnalysisofOilandGasCombustor

CalXiaojun,XuYuan

BeijingInstituteofPetrochemicalTechnology

Beijing,102600

Thestructureofoilandgascombustorwasintroducedinthisarti-cle.Theperformanceofthecombustorwasanalyzedaswell.Theresultoftheanalysisisvaluableinenhancingtheheatefficiencyoftheheatingfurnace.Keywords:heatingfurnace,combustor,heatefficiencyFailureanalysisandImprovedDesignofAmmoniaCoolerUsing

ExchangedAirXieYedong

GuangxiNanningChemicalCollege

Nanning,530001

Inthisarticle,basedontheanalysisofthefailurecauseoftheam-moniacooler,theimproveddesignmethodwasproposed.Keywords:ammoniacoolerusingexchangedair,failurecause,analy-sis,improveddesign

PracticeofTechniqueofLeakageBlockingwithPressure

DingSaojun,ZhaoWen.jie

ShengliPetroleumRefinery,QiluPetrochemicalCo.

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/qivd.html