气力输送管道的变径设计

1、气力输送管道的变径设计气力输送管道的变径设计李勇,高天宝青岛科技大学,山东青岛266061气力输送与变径管在气力输送过程中,在压力能转化为物料动能实现物料输送时,具有一定的压力损失.对单一管径的管道,由于压力的降低(特别是长距离输送时)输送气体的密度会减小而质量流量不变,其输送气速为:V一4Q/(7cRpa)(1)式中:Qa输送气体的质量流量;pa输送气体在输送压力下的密度;R输送管道半径.从式(1)中可看出,当输送管道的截面积变大即管径增加时,输送气速会减小,且与管径的平方成反比.因此,采用变径管可在一定范围内降低气速,从而在一定程度上减少了因输送速度过高带来的问题.变径管道应用的范围非常广

2、泛,不但可以应用于长距离输送,还可以应用在高压输送,高真空输送,部分密相输送l1和稀相输送.对于变径管的设计主要包括:管道变径位置的确定和管径大小的确定.设计的主要参数为最小输送速度l2,最大输送速度(由物料的磨蚀性及破碎率等因素决定)和压力损失.2变径管参数的确定如图1所示,在1级变径处,只有速度变小而压力不变即P.和P相等.输送过程可以看成是等温过程,气体状态方程可变为:V1,一V2(2)其中h分别为图1中1和2位置的输送气体体积流量,m./s.由式(2)可得到1,2处的速度,的关系:1,/2一d22,/d(3)其中d,d分别为第1段管道和第2段管道内径.第1级变径第2级变径第月级变径图1

3、分级管径示意因为1次变径后,由于气速的降低和管径的增加,整个系统的压降会有所下降,为了确保管道不发生堵作者简介i李勇(1962一),男,内蒙古卓资人,硕士,青岛科技大学机电工程学院副教授,主要从事气力输送与橡胶机械技术的教学与研究.E-mail:seawill163.corn塞,第2段管道的起始速度应该大于最小输送速度,即要用最小输送速度乘上一个大于1的系数,该系数的大小应该根据实际情况而定(主要与变径次数和物料物性有关).确定了第2段管道的起始速度后就可以根据式(3)求出第2段管道的管径.由于管道管径的标准化,取与计算管径相近的管道作为变径后的管道.如果标准管径比计算管径的尺寸大,应考虑把变

4、径点适当的向管道末端方向推移,防止管道堵塞.用同样的方法可以得出各段管道的管径.输送管道末端的表观气速最大,并且较容易得到,因此把管道末端作为变径计算的切入点较合理.计算出沿管道布置方向距离管道末端为处的表观气速,用此速度与系统允许的最大输送气速比较,如果计算的速度小于最大输送气速,说明需要变径的位置应该在此计算点的后方离管道末端较近处(沿管道布置方向);如果计算的速度大于最大输送气速,说明需要变径的位置应该在此计算点的前方离管道末端较远处.通过这种迭代计算可以求出其表观气速与系统最大输送速度近似相等(稍大于系统最大输送速度)的点,此点就是第1级变径的位置.对管道进行1级变径后,重新进行整个管

5、道的压降计算(由于1级变径后管径及输送气速变化),然后根据输送气体的入口条件计算出管道末端经过1级变径后的气速,再用确定第1级变径位置的方法确定第2级管道变径的位置.以此类推,直到整个管道中的气速都符合输送要求为止.一般情况下,管道变径次数为(23)次.这种迭代计算可以编成计算机程序,实现管道变径的设计.为防止管道横截面积突变,使物料沉积发生堵塞,变径角0应取为30.由于变径后气流速度会明显降低,因此变径点应在弯管之后一定距离的位置(大于弯管后的加速区),以保证物料有足够的动能经过弯管.3输送参数分析文献4介绍了变径管道的试验情况.试验装置(图2)为:管道总长为115m.由9个弯头组成,试验用

6、物料为飞灰.变径前,管道内径为53mm,在总长度的一半处进行第1级变径,管道内径为69mm,在总长度的3/4处进行第2级变径,管道内径为81mm.图3(a)是不变径(管径为53ram)输送试验特性曲线;图3(b)是1级变径(变径后管径为69mm)输送试验特性曲线.从图3可以看出,当物料流量同为20t/h,料气比均为100的情况下,如果不对管道进行变回f热力发电?2007(9)i管道末端2缄变径图2变径管道示意径(管径采用53mm),则管道压损大约为0.22MPa;如果对管道在总长度的一半处进行1级变径(变径后管道内径为69mm),则管道压损大约为0.16MPa,变径后压损减小了0.04MPa.

7、料气比4O一三0面20世萎10空气质量流量/kgs空气质量流量/kgs(a)单一管径(b)1级变径图3管中飞灰的输送特性可见,由于变径后压损的降低,会使管道中的气速进一步降低,而且有可能低于最小输送速度.因此,下一级管道的初始速度设计值应稍大一些,或下一级的管径要选取比计算值稍小一些的标准管径.设计结束后,要根据新的管道参数进行验算,防止管道变径后的输送气速低于最小输送气速.参考文献1崔功龙.燃煤发电厂粉煤灰气力输送系统M.北京:中国电力出版社,2005.C2杨伦,谢一华.气力输送工程M.北京:机械工业出版社,2006.I-3宋国良,周俊虎,刘建忠,等.浓相气力输送中变径管道优化设计方法的研究

8、EJ.浙江大学(工学版),2005,39(11):17881792.1-41DMillsandJSMason.AnanalysisofsteppedpipelinesforpneumaticconveyingsystemsA.proc12thPowderandBulkSolidsCon.Chicago.1987.(下转第65页)制”页面上,确认”默认访问权限”和”默认启动权限”的默认值中无”Everyone”存在.如果”Everyone”存在,应用服务器将不能正常启动;4)在”常规”页面中,双击应用服务器IFIXOPCSERVER,打开其DCOM属性设置,将”常规”页面中的”身份验证级别”改为

9、”无”;在“位置”页面上选中”在这台计算机上运行应用程序”选项;在”安全性”页面中,所有的选项都选择”使用自定义访问权限”,编辑每一个权限,将”Everyone”加入用户列表中;在”身份标识”页面中,选择”交互式用户”.(2)OPCCLIENT的DC0M设置作为OPCCLIENT的OvationDCS操作员站所使用的计算机操作系统为Windowsxp,具体设置可以参阅DCS的相关手册,该部分工作由DCS厂家完成,在此不进行详述.(3)在OPCCLIENT上访问OPCSERVER正确配置了OPCSERVER和CLIENT的DC0M后,就在DCS和BOPPLC系统之间构建了一条基于OPC的网络通道

10、,从而将BOP的过程数据库纳入DCS过程数据库中,实现在DCS操作员站上对BOP的监控.3结语上海漕泾热电有限责任公司的DCS与BOPPIC系统的通讯选用的是基于OPC方案,该方案实现了在DCS集控室对BOP的监控和无人值守.通过一段时间的运行,该方案也暴露出一定的问题,主要是在DCS操作员站启动OPC通讯时,OPCCUENT会对()PcSERVER写数据(如设定值),影响PIc系统的正常运行.该问题可以通过对DCS进行设置和编写程序得到解决,经完善后系统目前运行稳定.参考文献1OPC国际基金会.OPC技术综述Ez3.2001.2GEINTEIIUTION公司.IFIXUSERMANUAIz.

11、2002.3EMERSONPROCESS公司.OvationUSERMANUAIrZ.2002.CoMMUNICATIoNSCHEMEBETWEENDCSANDPLCSYSTEMSBASEDoNoPCQIANJun,ZHANGJiGuodianNanrunScienceandTechnologyCoItd,Nanjing210003,JiangsuProvince.PRCAbstract:Throughcomparisonofthreedifferentcommunicationschemesbetweendistributedcontrolsystem(DCS)andprogrammable

12、logiccontroller(PLC),acommunicationschemebasedonOPCtechnologyusedforprocesscontrolrealizedinShanghaiCaojingThermalPowerCoLtdhasbeenpresented.Keywords:DCS;PIC;OPC;upperpositionedcomputer;ethernet;localareanetwork;redundancy(上接第58页)STEPPEDDIAMETERDESIGNoFPNEUMATICCoNVEYINGPIPELINESLIYong,GAOTianbaoQingdaoUniversityofScience&Technology,Qingdao266061,ShandongProvince,PRCAbstract:Amethodofsteppeddiameterdesignforpneumaticconveyingpipelines.aswellasrelationshipamongpressureloss,ratioofmaterialtOair,andmassflowrateofmaterialsetc.inpneumaticconveyingtesthavebeenpresented.Adoption