氣力輸送系統(tǒng)與工程運(yùn)用(lw2006)

1、氣力輸送系統(tǒng)與工程運(yùn)用氣力輸送系統(tǒng)與工程運(yùn)用 管道氣力輸送技術(shù)屬于氣固兩相流,已有百余年歷史,曾在相當(dāng)?shù)囊欢螘r(shí)間里研究和應(yīng)用停留在對懸浮稀相管道氣力輸送的基礎(chǔ)研究和組成系統(tǒng)的主要裝置部件和構(gòu)造改進(jìn)上,以期解決耗能大,物料的破碎,管道等部件的磨損以及管道的堵塞等在實(shí)際使用中出現(xiàn)的問題.在20世紀(jì)后期20余年中,低速密相氣力輸送技術(shù)的研究開發(fā)的成功,使氣力輸送技術(shù)從機(jī)理,應(yīng)用上均有一個(gè)新的質(zhì)的突破.使氣力輸送技術(shù)機(jī)械化,自動(dòng)化,大容量化,合理化運(yùn)輸成為可能,同時(shí)由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,使以往感到棘手的氣力輸送過程管道中的復(fù)雜流態(tài)可以通過流動(dòng)機(jī)構(gòu)模型的建立用數(shù)值統(tǒng)計(jì)進(jìn)行計(jì)算,使研究不斷深化和定量化

2、;同時(shí),由于制造技術(shù)和材料技術(shù)的飛躍發(fā)展,控制技術(shù)和傳感技術(shù)的長足進(jìn)步及引用,使低速密相氣力輸送技術(shù)在眾多的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域成功地被應(yīng)用,從而解決了以往物料破碎,管道磨損,高耗能等問題,并提高了系統(tǒng)的可靠性和工程的確經(jīng)濟(jì)性.關(guān)鍵字: 氣力輸送 計(jì)算機(jī)技術(shù) 低速密相氣力輸送技術(shù) 制造技術(shù) 材料技術(shù) 控制技術(shù) 傳感技術(shù) 可靠性 The piping physical strength transports the technique to belong to the air and solid two flow mutually, already have the history of more than

3、 100 years, once study to stay around the foundation research to suspend sparsely mutually the piping physical strength transport and constitute the main device parts of the system and construct the improvement with application in equal period of time up, resolve to consume the ability with the peri

4、od big, material of broken up, piping etc. the parts wear away and the piping stop the problem that etc. appears in actual usage.Expect to be in more than 20 years after 20 centuries, the low speed denseness is mutually the physical strength to transport the success of the technical research develop

5、ment, making the physical strength transport the technique from the mechanism, all have a breakthrough of new quality in the application.Make the physical strength transport the technique mechanization, automate, the big capacity turn, rationalizing the conveyance to make possible, at the same time

6、because the calculator flies technically to develop soon, make feel before the tough physical strength transport the process piping in of complications flow the establishment that the complications flows to turn the appearance can pass to flow the organization model to carry on the calculation with

7、the number covariance, make research turned continuously and deeply turn with fixed amount; at the same time, leap the development technically because of the manufacturing technique and materials, control the technique and spread the technical and substantial progress of feeling and quote from, make

8、 the low speed denseness mutually the physical strength transport the technique in numerous industry realms successfully drive apply, thus resolved the former material broken up, the piping wear away, high consume and can wait the problem, and really raised the credibility and engineerings of the sy

9、stem economy.Key words: The physical strength transport the calculator technique The low speed denseness mutually the physical strength transports the technique the material technique control technique spread the feeling technique credibility一 氣力輸送系統(tǒng)與工程運(yùn)用導(dǎo)論氣力輸送工程技術(shù)是一項(xiàng)綜合技術(shù)，涉及流體力學(xué)、材料科學(xué)、自動(dòng)化技術(shù)、制造技術(shù)等領(lǐng)域，屬

10、高新技術(shù)項(xiàng)目, 氣力輸送技術(shù)是典型的物流系統(tǒng)之一,是現(xiàn)代物流技術(shù)和裝備中不可缺少的一個(gè)組成分支! 具有以下特點(diǎn)：1:氣力輸送是全封閉型管道輸送系統(tǒng)2:布置靈活3:無二次污染4:高放節(jié)能,維護(hù)費(fèi)用低5:便于物料輸送和回收、為無泄漏輸送6:氣力輸送系統(tǒng)以強(qiáng)大的優(yōu)勢。將取代傳統(tǒng)的各種機(jī)械輸送。7:計(jì)算機(jī)控制，自動(dòng)化程度高氣力輸送技術(shù)廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、建材、糧食等部門，具有能耗低、自動(dòng)化程度高、可連續(xù)運(yùn)行、環(huán)境污染小等諸多優(yōu)點(diǎn)，是適合散料輸送的一種先進(jìn)技術(shù)。它是一門年輕且應(yīng)用前景廣泛的跨學(xué)科的新技術(shù),其研究開發(fā)應(yīng)用正方興未艾的發(fā)展! 氣力輸送系統(tǒng)是利用有壓氣體作為載體在密封的管道中達(dá)到輸送散

11、料或成型物品的目的.它有別于常見的輸水、輸油和輸氣等單相流輸送管道,屬于氣固、液固等兩相輸送技術(shù).      二 氣力輸送系統(tǒng)的基本構(gòu)成2.1氣力輸送系統(tǒng)的基本構(gòu)成氣力輸送系統(tǒng)一般由五個(gè)部分構(gòu)成：發(fā)送器、輸送管道、灰?guī)臁?dòng)力源、控制。工作過程大致可以分以下四個(gè)階段:進(jìn)料階段、流化階段、輸送階段、吹掃階段.A)進(jìn)料階段:物料經(jīng)重力或卸料機(jī)落入倉泵殼體內(nèi),當(dāng)料位上升至使料位計(jì)發(fā)出料滿信號時(shí)(或按系統(tǒng)設(shè)定進(jìn)料時(shí)間控制),自動(dòng)關(guān)閉進(jìn)料閥和平衡閥,完成進(jìn)料階段;B)流化加壓階段:當(dāng)進(jìn)料階段完成后,自動(dòng)開啟進(jìn)氣閥,經(jīng)過處理的潔凈壓縮空氣經(jīng)流量閥進(jìn)入倉泵殼體

12、底部,擴(kuò)散后穿過流化盤,使空氣均勻地包圍在每一粒物料周圍,同時(shí)殼體內(nèi)壓力上升.C)輸送階段:當(dāng)殼體內(nèi)壓力上升到系統(tǒng)設(shè)定值時(shí),壓力傳感器發(fā)出信號,自動(dòng)開戶出料閥,流化盤上方的物料流化加強(qiáng)并開始輸送,物料始終處于邊流化邊進(jìn)入管道進(jìn)行輸送;D)清掃階段:當(dāng)倉泵內(nèi)的物料輸送完畢時(shí),倉泵內(nèi)的壓力不斷下降,當(dāng)壓力下降到設(shè)定值時(shí),指示物料輸送完畢,延續(xù)一段時(shí)間,壓縮空氣清掃管道.然后關(guān)閉進(jìn)氣閥和出料閥,打開平衡閥,待泵內(nèi)壓力為大氣壓時(shí)打開進(jìn)料閥,全自動(dòng)入下一工作循環(huán).經(jīng)過幾十年的發(fā)展，氣力輸送技術(shù)日臻成熟，演化出負(fù)壓系統(tǒng)(吸送式氣力輸送)、微正壓系統(tǒng)(壓送試氣力輸送)、正壓單倉泵系統(tǒng)、正壓單多泵系統(tǒng)等多種形

13、式（統(tǒng)稱為常規(guī)氣力輸送系統(tǒng)），其廣泛應(yīng)用為國民經(jīng)濟(jì)、環(huán)保事業(yè)作出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。常規(guī)氣力輸送系統(tǒng)的輸送管道均為單管結(jié)構(gòu)，其余各部分因類型而異.2.2氣力輸送形式·氣力輸送系統(tǒng)按類型分：正壓、負(fù)壓、正負(fù)壓組合系統(tǒng)·正壓氣力輸送系統(tǒng)： 一般工作壓力為0.10.5MPa·負(fù)壓氣力輸送系統(tǒng)： 一般工作壓力為-0.04-0.08 MPa·按輸送形式分： 濃相、半濃相、稀相等系統(tǒng)。2.3氣力輸送系統(tǒng)功能表項(xiàng) 目 氣源壓力MPa 輸送距離m 物料粒度mm 輸送量t/h 正壓系統(tǒng) 0.40.6 2000 13 100 負(fù)壓系統(tǒng) -0.04-0.08 300 13 60

14、 三 氣力輸送基本方法3.1密相輸送：密相輸送分為發(fā)送罐輸送和旋轉(zhuǎn)閥輸送。發(fā)送罐輸送是通過將發(fā)送罐加壓至一定壓力，采用切換出料閥及氣刀對物料進(jìn)行分配(物料在管道中呈柱塞狀態(tài))來實(shí)現(xiàn)輸送的。這種輸送氣流速度較低而固氣比較高，輸送氣壓力較高。輸送氣體常采用空氣或氮?dú)?，?dòng)力一般由壓縮機(jī)提供。主要特點(diǎn)為輸送速度低，對物料品質(zhì)影響較小。旋轉(zhuǎn)閥密相輸送是采用稀相正壓輸送方式，而動(dòng)力采用壓縮機(jī)提供。系統(tǒng)具有較高壓力、較低流速但輸送能力大，對物料幾乎無影響。 3.2密相輸送通常有如下組合：3.2.1:固態(tài)密相常用于單點(diǎn)供料、長距離輸送。適用輸送脆性、磨蝕性大的物料。在管線中幾乎充滿了以柱塞流動(dòng)方式向前移動(dòng)的物

15、料。在管線中以低速、高密度的方式輸送物料。3.2.2:不連續(xù)密相常用于單點(diǎn)供料，較長距離輸送。管線中幾乎充滿了以柱塞流動(dòng)方式向前移動(dòng)的物料。管道磨蝕小、物料不易破碎。般為正壓輸送。 正壓輸送系統(tǒng)是以壓縮空氣把大量物料輸送至較遠(yuǎn)距離的一種節(jié)能高效的輸送方式。其氣源采用壓縮風(fēng)機(jī)。根據(jù)輸送物料的不同，和布置形式的不同，需進(jìn)行嚴(yán)格的氣力輸送計(jì)算。正壓系統(tǒng)有多種不同形式的輸送方式。其方式為：通過星形鎖氣器的給料方式、將排入管道中的物料輸入儲料庫。通過鎖氣器的給料方式，將排入管道中的物料輸入儲料庫。組合的負(fù)壓/正壓輸送系統(tǒng)由負(fù)壓系統(tǒng)將近距離的多點(diǎn)物料輸送到集料斗中，再由集料斗下部設(shè)置的倉泵將物料輸入儲料庫

16、或其它接收點(diǎn)。3.2.3:連續(xù)密相多點(diǎn)供料，單點(diǎn)出料的輸送方式。物料在管線中輸送速度低于懸俘速度，適合輸送粉末和小顆粒的物料。3.2稀相輸送：稀相輸送通常采用較高的氣流速度和較低的固氣比，輸送距離可達(dá)數(shù)百米。輸送氣體常采用空氣或氮?dú)?，?dòng)力一般由羅茨風(fēng)機(jī)提供，物料在管道中呈懸浮狀態(tài)。輸送方式分為壓送(正壓)式和吸送(負(fù)壓)式，壓送式輸送主要特點(diǎn)為輸送量大，輸送距離長，操作穩(wěn)定。吸送式輸送主要特點(diǎn)為可從低處(或散裝處)、多點(diǎn)向高處、一點(diǎn)輸送。壓送和吸送可進(jìn)行組合以滿足特殊輸送要求。適用于多點(diǎn)供料單點(diǎn)出料的輸送方式。物料輸送速度高于懸浮速度。適合輸送粉末物料。一般采用負(fù)壓輸送方式。3.2.1供氣壓力

17、 空壓機(jī)（風(fēng)機(jī)）排氣壓力等于輸送線路的壓降加上供料器、收塵器、閥等壓降之和，再乘以一個(gè)安全系數(shù)（約為1.1）；如果空壓機(jī)(風(fēng)機(jī))和供料器之間管道較長(如超過)，還需加上傳遞壓損；在供氣線路中調(diào)節(jié)空氣量裝置如節(jié)流噴嘴等的壓損也必須考慮進(jìn)去。 3.2.2體積流量 如果空氣的質(zhì)量流量 ma()已確定，那末可用近似方法求得標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量0() ，見式()。 0 () 體積流量也可通過輸送空氣初始速度來表達(dá)。首先依據(jù)輸送參數(shù)(由理想氣體定律產(chǎn)生)可計(jì)算輸送空氣初始速度；然后根據(jù)式()可求得0值，見式()。 0 ()式中：-輸送空氣初始速度；0-標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，(絕對)；-輸送空氣溫度，；-管道內(nèi)徑，；

18、-管道起始端空氣壓力，；0-標(biāo)準(zhǔn)空氣溫度，。由式()得到()：000()將0和0值代入()得：0 ()需要說明的是值是在管道內(nèi)輸送物料所需空氣的體積流量，而所選空壓機(jī)風(fēng)機(jī)排氣量必須考慮供料器和管道閥門等的泄漏量。對正壓系統(tǒng)來說，旋轉(zhuǎn)葉片供料器的空氣泄漏量約為鼓風(fēng)機(jī)排氣量的，而雙翻板閥供料器的空氣泄漏量約為鼓風(fēng)機(jī)排氣量的。 3.2.3壓力適用范圍 正壓系統(tǒng)中各類空壓機(jī)(風(fēng)機(jī))的壓力適用范圍:對 低 壓 系 統(tǒng) ( 約 ),，軸流式或離心式風(fēng)機(jī)都是適宜的，具體選擇取決于系統(tǒng)負(fù)荷和需要的操作壓力特性。這類風(fēng)機(jī)常用于稀相輸送，作為文丘里式和旋轉(zhuǎn)葉片供料器的供氣源，系統(tǒng)中使用薄壁管道。 當(dāng)排氣壓力小于時(shí)

19、，廣泛使用羅茨鼓風(fēng)機(jī)。該類型具有寬廣的體積流量范圍并能提供無油空氣。此外，它有恒定的速度曲線，當(dāng)傳遞壓力增加時(shí)，體積流量僅輕微減少，從而保證了物料在一定壓力下的懸浮流動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)排氣壓力大于時(shí)，往復(fù)式和螺桿式空壓機(jī)都能滿足氣力輸送系統(tǒng)中所需最高壓力。單級回轉(zhuǎn)滑片式空壓機(jī)的工作壓力可達(dá)到(表壓)。 真空泵，因?yàn)檫@類設(shè)備選用比較少。對負(fù)壓系統(tǒng)，如真空不是太大，常使用離心式通風(fēng)機(jī)和羅茨鼓風(fēng)機(jī)；對于較高真空，則采用水環(huán)或液環(huán)式真空泵。 3.2.4經(jīng)濟(jì)性分析當(dāng)幾種氣力輸送系統(tǒng)都適用于某一具體應(yīng)用時(shí)，應(yīng)選擇最經(jīng)濟(jì)的。這里主要以倉式泵的實(shí)測數(shù)據(jù)為例，證實(shí)通過選擇最佳罐尺寸和最佳操作壓力可大大降低能耗和操作費(fèi)用

20、。 投資費(fèi)用 總的來說，高壓密相輸送中空壓機(jī)和供料器的價(jià)格比較昂貴；低壓稀相輸送系統(tǒng)中管道和收塵器的費(fèi)用較貴。當(dāng)輸送距離小于，使用稀相系統(tǒng)的投資費(fèi)用低；超過，密相系統(tǒng)的投資費(fèi)用較低。對磨琢性物料的輸送，用能周期性更換的零件如彎管等代替昂貴的耐磨合金零件可降低投資費(fèi)用。 操作費(fèi)用 主要?jiǎng)恿M(fèi)用來自空壓機(jī)，其次是旋轉(zhuǎn)葉片供料器和螺旋泵及袋除塵器，其它設(shè)備的動(dòng)力消耗相對空壓機(jī)來說是很小的。 使用集中氣源可減少系統(tǒng)投資費(fèi)用，但其操作費(fèi)用比單獨(dú)供氣要高得多。如工廠集中氣源壓力為()，而氣力輸送系統(tǒng)所需壓力僅為，則使用集中供氣費(fèi)用要比單獨(dú)供氣高出一倍左右。如果必須使用集中供氣，

21、那末高壓空氣將主要用于倉式泵和分級管道。 密相系統(tǒng)的操作費(fèi)用總是較低的。當(dāng)輸送距離為時(shí)，稀相輸送操作費(fèi)用是密相輸送的倍以上(依據(jù)倉式泵使用情況)；隨輸送距離增大，這個(gè)差異將減少。操作費(fèi)用主要來自電機(jī)的功率消耗，可用式()進(jìn)行粗略估算。()() 或 ()() 式中：-電機(jī)消耗功率， -空氣進(jìn)氣壓力，(絕對) -空氣排氣壓力，(絕對) 電機(jī)消耗功率乘以單位電價(jià)即為每小時(shí)操作費(fèi)用。 倉式泵實(shí)測結(jié)果.1最佳罐尺寸 倉式泵的壓力罐有效容積影響系統(tǒng)所需能量。在雙倉系統(tǒng)中，,是二個(gè)相同的單罐容積之和()。輸送水泥時(shí)空壓機(jī)輸出壓力為(表壓)，輸送粉煤灰時(shí)空壓機(jī)輸出壓力為(表壓)。當(dāng)

22、罐尺寸大于臨界容積時(shí)，其功率消耗獨(dú)立于罐尺寸；當(dāng)罐尺寸小于臨界容積并降至極限容積時(shí)，相應(yīng)的無效時(shí)間會成倍增加。為了完成給定的額定輸送量，就需要在剩余的有效輸送時(shí)間內(nèi)用一個(gè)較高的實(shí)際輸送量來補(bǔ)償。雙倉系統(tǒng)(一個(gè)罐加壓和輸送，另一個(gè)罐排氣和進(jìn)料)罐的臨界容積比單倉系統(tǒng)罐的臨界容積低。雙倉系統(tǒng)比單倉系統(tǒng)的能耗更低。 從能量觀點(diǎn)來看，最佳罐容積就是其臨界容積。粉煤灰和水泥相比，粉煤灰具有更好流動(dòng)和輸送性能，其能耗也明顯減少。四 內(nèi)旁通密相輸送系統(tǒng)4.1一般原理：氣力輸送系統(tǒng)其構(gòu)成不盡相同，各有特色，但存在著共同的缺點(diǎn)：懸浮輸送、流流速高、末端流速可達(dá)：25-30m/s即90-108km/h磨損嚴(yán)重，磨

23、損正比于速度的3次方備品備件更換頻繁，一般不超過3個(gè)月灰氣比小、稀相、運(yùn)行成本高存在堵管的隱患 為了解決技術(shù)問題,國外發(fā)展起來的一些先進(jìn)氣力輸送技術(shù)內(nèi)旁通密相輸送系統(tǒng)是其中之一內(nèi)旁通密相氣力輸送系統(tǒng)是20世紀(jì)80年代在國外發(fā)展起來的一種先進(jìn)氣力輸送技術(shù)，內(nèi)旁通密相系統(tǒng)利用氣固兩相流、管道沉積流自動(dòng)切割的原理，徹底解決了以往氣力輸送系統(tǒng)大管道、高流速、高磨損、低出力、堵管等問題。內(nèi)旁通密相氣力輸送系統(tǒng)的輸灰管道由主輸送管和內(nèi)旁通管組成、內(nèi)旁通管上設(shè)有引流-阻尼隔板、通過輸送管道的自調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)飛灰的率流穩(wěn)態(tài)輸送。當(dāng)輸送空氣進(jìn)入管道，內(nèi)旁通管內(nèi)的空氣在主管道上形成紊流，將主管內(nèi)聚集的飛灰分割成沙丘狀料

24、段。低速輸送狀態(tài)下，隨著輸送管道距離的增長，飛灰紊流流動(dòng)狀態(tài)被破壞，管道的底面出現(xiàn)了飛灰積聚，從而在此形成實(shí)增的阻力，使進(jìn)入旁通這兩點(diǎn)飛灰的壓力，空氣重新流入主輸送管并在此區(qū)域再度形成紊流：這樣料段不斷分割、移動(dòng)、吹散、管道內(nèi)紊流破壞后再形成，不斷重復(fù)，將物料向前輸送?；趦?nèi)旁通密相氣力輸送系統(tǒng)的特點(diǎn)，系統(tǒng)可以在較低的輸送速度下進(jìn)行高灰氣比的輸送。低流速大大減少了飛灰對管壁的磨損，系統(tǒng)的維護(hù)量大大降低。高灰氣比減小了輸送空壓機(jī)容量，系統(tǒng)能耗低。特 點(diǎn)： 系統(tǒng)的工作壓力通常200-300KPa 先進(jìn)的內(nèi)旁通輸送管專利技術(shù) 適中的灰斗下空間 多灰斗、大機(jī)組 高的混合比 輸送距離最長可達(dá)1500米

25、不堵管 幾乎不產(chǎn)生磨損 低能耗 以發(fā)送罐代替了除塵器灰斗，排除了除塵器灰斗下灰不暢的缺陷。常規(guī)氣力輸送系統(tǒng)與內(nèi)旁通輸送系統(tǒng)的比較 類型 項(xiàng)目常規(guī)稀相系統(tǒng)內(nèi)旁通密相輸送系統(tǒng)起始速度M/S10-124-5末速度M/S25-3010-12能耗KWH/T7-94-6粒徑100%<200UM 50%<20-30UM松堆密度KG/L0.4-0.9常規(guī)氣力輸送系統(tǒng)與內(nèi)旁通輸送系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性比較 類型 項(xiàng)目常規(guī)管線內(nèi)旁通管線年出力 T120,000運(yùn)行時(shí)間 H70004000(減少40%)氣耗 立方米7,2000,0002,400,000(減少2/3)壓縮空氣成本RMB注:按0.5元/立方米計(jì)算3,

26、600,000 1,200,000(減少2/3)五 系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1 長期穩(wěn)定運(yùn)行的基本條件氣力輸送是利用氣體將散料沿著管道從A處輸送到B處，看似非常簡單，但在實(shí)際運(yùn)行中很多系統(tǒng)存在：a)能耗大、零部件磨損嚴(yán)重、壽命短、散料破碎率高等問題；b)管道堵塞、達(dá)不到出力要求等缺餡。氣力輸送系統(tǒng)能否長期穩(wěn)定運(yùn)行完全取決于系統(tǒng)設(shè)計(jì)及零部件質(zhì)量。系統(tǒng)設(shè)計(jì) 主要是基于所送散料料性的輸送管道設(shè)計(jì)（包括沿輸送方向的變徑），從而保證系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠及為零部件創(chuàng)造出良好的工作環(huán)境，延長其使用壽命。部件質(zhì)量 主要是指氣力輸送系統(tǒng)中的關(guān)鍵零部件的選擇及整體系統(tǒng)的組合質(zhì)量。5.2系統(tǒng)的設(shè)計(jì)氣力除灰究其本質(zhì)屬氣固兩相流，其內(nèi)

27、部機(jī)理非常復(fù)雜。雖然氣力除灰技術(shù)在國內(nèi)外已應(yīng)用了幾十年，但其設(shè)計(jì)計(jì)算基本上還處在手工階段。由于氣固兩相流的理論非常復(fù)雜，計(jì)算量龐大，為了簡化設(shè)計(jì)，國內(nèi)出臺了火力發(fā)電廠氣力除灰系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范，但是多為粗線條的定性指導(dǎo)，而非定量計(jì)算公式，其設(shè)計(jì)模式也是查表，插值等手算方式。手算誤差圈較大，因計(jì)算量龐大、人工難以勝任等. 為提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性、可靠性。除灰系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要做好以下設(shè)計(jì)：1、系統(tǒng)設(shè)計(jì)。計(jì)算出設(shè)計(jì)出力下的系統(tǒng)配置：管徑、變徑點(diǎn)、氣灰比、壓力分布、溫度分布、速度分布、功耗等。2、系統(tǒng)尋優(yōu)。得出最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行工況以及相應(yīng)的系統(tǒng)配置、輸送氣量等。3、非設(shè)計(jì)工況下的校核計(jì)算。在同樣的系統(tǒng)配置（管徑、變徑點(diǎn)

28、等）、但不同的外界條件下（如輸送氣量、灰溫、風(fēng)速、環(huán)境溫度等），校核能否正常輸送、氣灰比、壓力分布、溫度分布、流速分布等。 六 控制系統(tǒng)基本設(shè)計(jì)6.1、系統(tǒng)構(gòu)成氣力輸灰系統(tǒng)的控制系統(tǒng)由中央操作臺和模擬顯示屏、PLC控制柜，以及倉泵旁邊的現(xiàn)場控制箱組成。通過中央操作臺上的二位選擇開關(guān)（自動(dòng)、停止）、現(xiàn)場控制箱上的二位選擇開關(guān)（現(xiàn)場、中央），可以選擇氣力輸灰系統(tǒng)的二種運(yùn)行方式，即自動(dòng)方式和停止（現(xiàn)場手動(dòng)方式）。l 操作臺二位開關(guān)撥到自動(dòng)位置，所有倉泵連續(xù)循環(huán)輸送。l 操作臺二位開關(guān)撥到停止位置，倉泵停止循環(huán)輸送。但此時(shí)現(xiàn)場控制箱的二位開關(guān)撥到現(xiàn)場位置，可以由人工操作某個(gè)電磁閥的動(dòng)作。在自動(dòng)工作方式

29、下，中央操作臺上的二位選擇開關(guān)轉(zhuǎn)到自動(dòng)位置，同時(shí)現(xiàn)場控制箱上的二位選擇開關(guān)轉(zhuǎn)到中央位置，系統(tǒng)將根據(jù)預(yù)先設(shè)定的程序自動(dòng)控制相應(yīng)的輸送倉泵連續(xù)循環(huán)工作；在停止（現(xiàn)場手動(dòng)方式）下，中央操作臺上的二位選擇開關(guān)轉(zhuǎn)到停止位置，現(xiàn)場控制箱上的二位選擇開關(guān)轉(zhuǎn)到現(xiàn)場位置，可以通過現(xiàn)場控制箱上的按鈕控制指定閥門或設(shè)備的動(dòng)作。正常情況下，氣力輸灰系統(tǒng)工作在自動(dòng)運(yùn)行方式下?，F(xiàn)場手動(dòng)方式主要用于系統(tǒng)調(diào)試、設(shè)備檢修或故障排除。 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下所示：PLC控制柜總氣源壓力現(xiàn)場控制箱現(xiàn)場控制箱現(xiàn)場控制箱現(xiàn)場控制箱灰?guī)炝衔荒M顯示屏中央操作臺系統(tǒng)具有各種報(bào)警功能。如果發(fā)生堵管、氣源壓力低、灰?guī)炝蠞M等，系統(tǒng)將通過聲音和指示燈

30、進(jìn)行報(bào)警。在自動(dòng)運(yùn)行方式下，如果現(xiàn)場操作箱的二位選擇開關(guān)（現(xiàn)場、中央）沒有轉(zhuǎn)到中央位置，中央操作臺上的相應(yīng)指示燈會亮，同時(shí)發(fā)出聲音報(bào)警，提醒操作人員系統(tǒng)不具備自動(dòng)運(yùn)行的條件，并及時(shí)將現(xiàn)場操作箱的二位選擇開關(guān)轉(zhuǎn)到正確位置。此外通過系統(tǒng)設(shè)置的自診斷功能，可以在線診斷系統(tǒng)各部分的工作情況。當(dāng)某個(gè)料位計(jì)、進(jìn)料閥、出料閥、平衡閥或壓力開關(guān)出現(xiàn)異常狀態(tài)，甚至出現(xiàn)故障時(shí)，自診斷系統(tǒng)會發(fā)現(xiàn)問題所在，同時(shí)提醒設(shè)備維護(hù)人員及時(shí)處理。6.2、系統(tǒng)儀表配置l 倉泵配置一只帶遠(yuǎn)程顯示功能的壓力表和一只料位計(jì)l 灰?guī)炫渲靡恢涣衔挥?jì)l 氣源配置一只帶遠(yuǎn)程顯示功能的壓力表l 每根輸灰管配置兩只壓力開關(guān)6.3、模擬顯示屏和中央

31、操作臺顯示裝置和操作臺。安裝一只二位選擇開關(guān)、一只蜂鳴器消音按鈕，以及指示燈等。構(gòu)成系統(tǒng)的模擬顯示屏和中央操作臺。人員通過模擬顯示屏可以動(dòng)態(tài)的了解整個(gè)氣力輸灰系統(tǒng)以及各部分的實(shí)時(shí)工作狀態(tài)。并通過中央操作臺控制整個(gè)系統(tǒng)的工作方式。6.4、PLC控制柜西門子的S7-200 CPU224 系統(tǒng)及系統(tǒng)的I/O點(diǎn)統(tǒng)計(jì)如下：序號控制設(shè)備輸入點(diǎn)輸出點(diǎn)備注1倉泵料位計(jì)壓力開關(guān)上限壓力開關(guān)下限進(jìn)料閥限位出料閥限位手/自動(dòng)狀態(tài)出料閥進(jìn)料閥進(jìn)氣閥平衡閥6DI4D01總氣源總氣源壓力低壓報(bào)警1DI1DO3三次氣輸灰管三次閥1DO4輸灰管道判堵壓力開關(guān)消堵壓力開關(guān)堵管報(bào)警2DI1DO5灰?guī)炝衔涣衔粓?bào)警1DI1DO6PL

32、C控制柜消音按扭自動(dòng) 蜂鳴器倉泵運(yùn)行指示倉泵手/自動(dòng)指示倉泵料位指示2DI4DO合計(jì)12DI12DO根據(jù)上面的I/O點(diǎn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，PLC系統(tǒng)配置如下：l CPU模塊：CPU224交流供電， 繼電器輸出 1塊l 16DI/16DO模塊：EM223，8DI/8DO，繼電器輸出 1塊l 存儲模塊： 1塊6.5、現(xiàn)場控制箱系統(tǒng)有一個(gè)現(xiàn)場控制箱，倉泵的現(xiàn)場控制箱上有一只二位選擇開關(guān)、帶自瑣和人工復(fù)位的按鈕、狀態(tài)指示燈。其中二位選擇開關(guān)用于選擇中央或現(xiàn)場就地操作。如果選擇現(xiàn)場方式，則中央將無法進(jìn)行自動(dòng)控制，此時(shí)可以通過操作箱上的控制按鈕，人工控制相應(yīng)電磁閥的動(dòng)作，此時(shí)中央操縱臺上的二位選擇開關(guān)一定處于停止位

33、置，否則系統(tǒng)會報(bào)警；如果選擇中央方式，則現(xiàn)場操作箱上的控制按鈕將不起作用。6.6、電氣設(shè)備清單序號名稱型號規(guī)格數(shù)量備注1PLCS7-2001套2直流開關(guān)電源24V 10A1個(gè)3繼電器HH53P5個(gè)4斷路器DZ1081個(gè)5遠(yuǎn)傳隔膜壓力表YTZ-150/GL/ML2個(gè)倉泵、管道6數(shù)顯控制儀XMY-121臺7壓力表Y-1001個(gè)氣源8電磁閥組4V210-081組附圖1：系統(tǒng)供電圖附圖2：PLC系統(tǒng)圖附圖3：倉泵現(xiàn)場控制箱電氣原理圖6.7 PLC接口和狀態(tài)說明名稱地址名稱地址泵手/自動(dòng)狀態(tài)I0.0泵進(jìn)料閥Q0.0泵料位I0.1泵進(jìn)氣閥Q0.1泵壓力I0.2泵出料閥Q0.2泵進(jìn)料閥限位I0.3泵平衡閥Q

34、0.3泵出料閥限位I0.4三次氣閥Q0.4泵進(jìn)氣閥限位I0.5泵進(jìn)料閥指示Q0.5泵平衡閥限位I0.6泵進(jìn)氣閥指示Q0.6泵三次氣限位I0.7泵出料閥指示Q1.0泵消堵閥限位I1.0泵平衡閥指示Q1.1管道低壓I1.1氣源低壓報(bào)警Q1.2管道高壓I1.2堵管報(bào)警Q1.3總氣源壓力I1.3灰?guī)炝蠞M報(bào)警Q1.4系統(tǒng)停止輸送I1. 4蜂鳴器Q1.5消音按扭I1.5泵1正在輸送Q1.6倉泵循環(huán)輸送M0.0(位存儲器)倉泵停止輸送M0.2泵輸送允許M0.3堵管判斷M0.6泵料滿M1.5輸送允許M3.1泵裝料允許M3.2泵所有閥關(guān)閉M4.0泵出料閥延時(shí)到M8.0泵可以結(jié)束M8.3泵進(jìn)料等待M9.0泵進(jìn)料時(shí)

35、間VW1(變量存儲器)泵輸送時(shí)間VW7泵進(jìn)料延時(shí)VW13泵流化時(shí)間VW19七 單倉泵運(yùn)行邏輯及最小系統(tǒng)控制梯形圖 進(jìn)料時(shí)間料位低未到時(shí)間加壓高到壓力輸送壓力壓力到未到低低高高高壓時(shí)間力(0.1-0.2)高否輸送 時(shí)間壓力吹掃未到 到未到到低(0.02)否時(shí)間未到到倉泵漏氣報(bào)警堵管報(bào)警Network1設(shè)置1#倉泵的進(jìn)料時(shí)間（以0.1秒為單位） Mov-wEN ENOIN OUT SM0.0+300泵1進(jìn)料時(shí)間 Mov-wEN ENOIN OUTnetwork2設(shè)置1#倉泵輸送時(shí)間（以0.1秒為單位） SM0.0+1500泵1輸送時(shí)間 Mov-wEN ENOIN OUTnetwork3設(shè)置1#倉泵

36、進(jìn)料延時(shí)（以0.1秒為單位） 倉泵循環(huán)輸送 +1800泵1進(jìn)料延時(shí)network4 設(shè)置1#倉泵流化時(shí)間（以0.1秒為單位） Mov-wEN ENOIN OUT SM0.0 +600泵1流化時(shí)間network5 操作臺2位開關(guān)切換到停止位置，需要延時(shí)3秒才能確定確實(shí)需要停止系統(tǒng)運(yùn)行IN TON PT SM0.1系統(tǒng)停止輸送T101+30Network6系統(tǒng)停止運(yùn)行 T101倉泵循環(huán)輸送R1SM0.1系統(tǒng)停止輸送倉泵停止輸送S1Network7操作臺2位開關(guān)切換到自動(dòng)位置，需要延時(shí)3秒才能確定確實(shí)需要自動(dòng)運(yùn)行T102IN TON PT 系統(tǒng)停止輸送 SM0.1 倉泵循環(huán)輸送 +30Network

37、8系統(tǒng)進(jìn)入自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)T102倉泵循環(huán)輸送S1SM0.1 系統(tǒng)停止輸送 倉泵人工輸送Network10 1#倉泵進(jìn)料允許倉泵循環(huán)輸送泵1出料閥延時(shí)到泵1裝料允許 Network11 1#倉泵進(jìn)料開始，啟動(dòng)進(jìn)料閥和平衡閥 泵1裝料允許 泵1進(jìn)料閥 泵1出料閥 泵1平衡閥 泵1進(jìn)氣閥 泵1料滿 泵1進(jìn)料閥 S1泵1平衡閥S1Network12 1#倉泵進(jìn)料定時(shí)開始泵1裝料允許 泵1平衡閥 泵1進(jìn)料閥 泵1料滿T105IN TONPT泵1進(jìn)料時(shí)間Network13 1#倉泵進(jìn)料結(jié)束，泵1料滿狀態(tài)置1泵1料位 泵1裝料允許泵1料滿PS1T105泵1出料閥延時(shí)到R1Network14 關(guān)閉1#泵的進(jìn)料閥

38、和平衡閥泵1料滿泵1進(jìn)料閥R1泵1平衡閥R1Network16 確定1#泵是否可以輸送倉泵循環(huán)輸送 泵1請求輸送 泵1料滿 泵1正輸送 泵1正輸送S1Network17 開啟泵1進(jìn)氣閥泵1正在輸送泵1進(jìn)料閥 泵1出料閥 泵1平衡閥 泵1進(jìn)氣閥 泵1進(jìn)氣閥S1Network18 泵1流化定時(shí)開始泵1進(jìn)氣閥泵1正在輸送 泵1出料閥 T110IN TONPT泵1流化時(shí)間Network19 滿足倉泵壓力，開啟出料閥泵1壓力泵1正在輸送泵1出料閥PS1T110三次氣閥三次氣閥S 1Network20 泵1開始輸送定時(shí)開始泵1正在輸送 泵1進(jìn)氣閥 泵1出料閥 T111IN TONPT泵1輸送時(shí)間Netwo

39、rk21 輸送定時(shí)到后,吹掃延時(shí)30秒判斷灰管低壓力(泵1輸送結(jié)束判斷延時(shí))泵1正在輸送 泵1進(jìn)氣閥 泵1出料閥 T112IN TONPT+300Network22 泵1輸送可以結(jié)束T112 管道低壓力 M8.3Network23 泵1輸送結(jié)束，關(guān)閉進(jìn)氣閥T111 泵1正在輸送 泵1進(jìn)氣閥 RM8.3 1Network24 進(jìn)氣閥關(guān)閉后再延時(shí)5秒，關(guān)閉泵1出料閥泵1進(jìn)氣閥泵1正在輸送 泵1出料閥 T113IN TONPT+50Network25 關(guān)閉泵1出料閥，料滿信號和泵1輸送指示信號置0泵1正在輸送 T113 泵1出料閥 R 1 泵1正在輸送 R 1 泵1料滿 R 1Network26 泵

40、1進(jìn)料等待 泵1出料閥 M9.0N S1Network27 等待延時(shí)M9.0T114IN TONPT泵1進(jìn)料延時(shí)Network28 等待延時(shí)結(jié)束T114泵1料滿泵1出料閥延時(shí)到S1M9.0R1Network29 出料閥關(guān)閉，輸灰管清掃延時(shí) 泵1出料閥 三次氣閥T120IN TONPT +100Network30 清掃結(jié)束,關(guān)閉三次氣T120 三次氣閥 P R 1Network32 判斷倉泵所有氣動(dòng)閥是否已經(jīng)全部關(guān)閉 泵1進(jìn)料閥 泵1平衡閥 泵1進(jìn)氣閥 泵1出料閥 泵1所有閥關(guān)閉 Network33 氣源低壓報(bào)警總氣源壓力 氣源低壓報(bào)警Network34 觸發(fā)蜂鳴器總氣源壓力 蜂鳴器 P S堵管

41、判斷 1Network35 消音 消音按扭蜂鳴器 R 1Network36 結(jié)束參考文獻(xiàn)：(1)陳宏勛.管道物料輸送與工程應(yīng)用 化學(xué)工業(yè)出版社2003.5(2)鐘肇新,范建東.可編程控制器原理及應(yīng)用原理與應(yīng)用(三凌系列) 華南理工大學(xué)出版社2003.1.18(3) 康華光,鄒壽彬. 電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分(第四版) 高等教育出版社 1998.7(4) 康華光,陳大欽. 電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分(第四版) 高等教育出版社 1998.8(5) 曾建華,謝祖榮.電工電子基礎(chǔ)實(shí)踐教程 機(jī)械工業(yè)出版社 2002.3(6) 潘松,黃繼業(yè).EDA技術(shù)實(shí)用教程 科學(xué)出版社 2002.10(7) 李道霖,張仕軍,李顏

42、梅,李雪梅.電氣控制與PLC原理及應(yīng)用(西門子系列) 電子工業(yè)出版社2004.4(8) 原永濤. 火力發(fā)電廠氣力除灰技術(shù)及其應(yīng)用 中國電力出版社 2001.4(9) 胡漢才.單片機(jī)原理及其接口技術(shù)(第二版) 清華大學(xué)出版社 2003.12(10) 謝自美 .電子線設(shè)路計(jì).實(shí)驗(yàn).測試(二第版) 華中科技大學(xué)出版社 2000.7(11) 高鵬,安濤,寇懷成. Protel 99 入門與提高 人民郵電出版社 2000.2(12) 謝淑如.Protel99SE電路板設(shè)計(jì) 清華大學(xué)出版社 2000.5(13) 章宏甲,黃誼,王積偉.液壓與氣壓傳動(dòng) 機(jī)械工業(yè)出版社 1999.10(14) 譚浩強(qiáng). C程序

43、設(shè)計(jì)(第二版) 清華大學(xué)出版社 1999.12(15) 馬忠梅,籍順心,張凱,馬巖. 單片機(jī)的C語言應(yīng)用程序設(shè)計(jì) 北京航空航天大學(xué)出版社1999.1(16) 陳龍三.8051單片機(jī)C語言控制與應(yīng)用 清華大學(xué)出版社 1999.8(17) 周立功.增強(qiáng)型80C5單片機(jī)速成與實(shí)戰(zhàn) 北京航空航天大學(xué)出版社 2003.7(18) 葉欣.Turbo C使用大全 北京科海培訓(xùn)中心 1990.4英語資料翻譯：WinAC-PC( PC- based) control of automationsIn the process of the each realm of the industry and manufa

44、cturing industry toward scale turn the direction development, the need of the automation degree is more and more extensive, to from control the request of the system also more and more high.Have a great deal of system of DCS and the PLC system materials annually in various equipments and automations

45、.Because industry and manufacturing industry to the electricity control, the instrument controls the integral whole to turn and the control integral whole turn of need, because of the technical development of information and high gather the degree controls the system of need, and the PC is technical

46、 and perfect to make its function price compare raise increasingly, for a kind of all new from control the system solution- according to the PC( PC- based) control of fast development provided beneficial condition and the foreground of the amplitudes, also provided for many multiuser in addition to

47、DCS and PLCs of another a kind of choice. The PC- based controls the technique is a kind of according to the PC machine, the match operate system( for example Microsoft Windows2000/ XP) and a set of from a development of different factory of according to PC of control software, plus the control syst

48、em that some I/ Os of necessity hardware equipments constitute.Should control the development of the system to circulate the environment to put in the PC machine, among them can include to gather of a 態(tài) software, HMI( person's machine connects), procedure edit and translate to circulate the envi

49、ronment and necessities to adjust to try the environment and drive procedure database etc. Have the following advantage according to the PC control: (1) The system opens the function good.The software can support various open sex agreement, for example: OPC, DDE, COM/ DCOM, OLE etc.The hardware not

50、only can support various sport control product, but also can support the total line system of various spot, for example: The DeviceNet, PROFIBUS etc., can also pass the EtherNet to carry on the network enlargement expediently. (2) Have the solid hour controls the ability.Mainly have according to the technical solid hour function of PC control three kinds of.A kind of be called the SoftPLC, namely the software PLC, it is to make use of its internal software to make sure to scan the period, attain solid the hour controls the purpose.This kind of function ch