双套镭宪力输灰系饶管匿优亿研究李俊华12．．’，曹志坚，，。西京学院机电系自动化教研室陕西西安热工研究院有限公司陕西西安西安710123710032双套管气力输灰系统采用了特殊结构的输送管’L道可使输送管道内的输送空气保持连续紊流，。这种紊流是采用两条管道来实现的即管道采用大管内套，小管的特殊结构形式小管布置在大管内的上部在小，，图1单管结构形式示意，管的下部每隔有圆形孔板，。一定距离开有扇形缺口，并在缺，口处装正常输送时大管主要走灰小管主要走在长度为式计算：L的管段上单管的纯空气压损可按下气压缩空气在不断进入和流出内套小管上特别设计的开口及。孔板的过程中产生剧烈紊流效应不断挠动，，ApS：—ULr(1)物料第低速输送会引起输送管道中物料堆积这种堆，式中s为管路的截面积S一积物引起相应管道截面压力降低所以迫使空气通过27cD。／4(2)条管道(即内套小管)“排出第。2条管道中下1个，U为管路的周长：U一开孔的孔板使这部分旁路空气返回到原输送管中此时增强的气流将吹散堆积的物料并使之向前移动，”充D(3)r，为空气与管壁的摩擦应力：A。一。。从而使物料能实现低速输送而不堵管1。百IDu：(4)技术交将式(2)式(3)式(4)代入可得、、双套管内空气阻力特性为了对比首先给出单管内空气阻力特性，。△p—A告呼㈣单管式(5)中A为气体的沿程阻力系数在气力输送中多采，结构形式见图收稿日期作者简介1。用柏列斯公式：：2007—12—24～：李俊华(1978)．女西安科技大学控制理论与控制工程专业毕业硕士学位．．。一０．０１２ ５＋ （６） 式中：／ｘｐ为输送距离Ｌ上的系统压降，Ｐａ；Ｖ 为管内 的气体体积流量，ｍ。／ｓ；Ｍ 为输送系统的出力，ｔ／ｈ。 双套管的主要特点是在输送管道上部装设有一直 径较小的内管，内管每隔一定的问距开设一特定的开 口。当输送管道中某处发生物料堵塞时，堵塞前方的 输送压力增高而迫使输送气流进入内管，进入内管的 压缩气流从堵塞下游的开口处以较高的速度流出，从 而对该处堵塞的物料产生扰动和吹通作用．保证管内 物料的正常输送，其结构如图２所示。 ２管道优化 双套管浓相输送系统不堵塞的特点使其比任合其 它系统都适合于大颗粒、高密度物料的气力输送。目 前，该系统允许少量粒径为２０ ｍｍ物料与粉状物料一 起输送，而不必破碎；允许输送堆积密度在（０．６～１．５） 技 术 交 流 热 力 第发 卜————一，＿——— 图２双套管结构示意 假定正常输送时管内的气固两相混合均匀（气固 混合比为 ，灰粒相的表观密度为ｐｓ），其空隙率为￡， 内管的开口间距为Ｌ。如果忽略小管的影响，则类似 于流体输送的压降方程，此时Ｌ段的压降为： △户一 ＝ ・ ・ （７） 式中： 为气固均匀混合物与管壁的摩擦系数；“ 为管 内颗粒的平均速度；ｄ为内管直径。 内管内Ｌ段长度的压损可根据范宁公式给出： Ａｐ一（４ ＋ ）． ９． Ｌ （８） 式中：＿，’为气流与管道壁面的摩擦系数； 为内管节流 孑Ｌ板处气流的局部压力损失。－厂在气力输送中多采用 柏列斯公式来确定： ，’０．０１２ ５＋ （９） 当流体流过外管内的阻力刚好大于流过内管内的 阻力时，此时内管管径即为Ｉ临界管径。则有： ・ Ｄ・ 一（４ ＋ （１０）２ 一 一 ２・ ｄ… 由此可求得两管的管径配比为： 一 十南・ 毒 。 … 根据对双套管内流动特性的分析，认为表征输送 系统的能耗指标叩（ｋＷ・ｈ）／／（ｔ・ｋｍ）可作为比较不同 管径配比下输送工况经济性的评价指标之一，其数学 表达式可表示为： ）７一 ７一—』＿ （１２）（１ｚ） ｔ／ｍ。的物料，尤其适合高堆积密度粉煤灰的输送。据 此，对双套管管径配比的试验数据进行了分析，重点比 较了在同一外管直径和同样开口间距，且输送物料混 合比相同时内管变化对输送工程的影响，所得结论如 下：（１）双套管浓相输灰系统可在低正压即（２５～４５） ｋＰａ条件下工作；（２）输灰浓度高，灰：气（质量：质 量）可达４０：１～５０：１；（３）输灰流速低，始端为（４～ ６）ｍ／ｓ，末端为（１０—１６）ｍ／ｓ，仅为其它系统的３０ ～ ７Ｏ 。输灰距离１５０ ｍ典型试验结果如图３所示。 图３町与ｄ的关系 低流速、低正压的特点使系统磨损非常小，因而系 统耐用，维护量小。由图３可见，在外管尺寸和其它条 件相同时，双套管系统的输送能耗叩和内管直径ｄ之 间基本上呈正抛物线关系。在所选定的内管尺寸变化 范围内，存在着１个使系统输送能耗最低的极值点，而 这个最低点所对应的内管直径与本文所要寻求的最优 化的内外管道配比直接相关。相配的几种内管在其它 条件相同时，内管直径为ｄ 时系统能耗最低、输送情 况最佳。根据上面的理论模型和对试验灰样的物性分 析，可以计算得到此时内、外管径的比例关系。理论模 型的计算结果与图３所示的试验结果相当接近。 ３ 结 语 在分析双套管管道结构基础上，给出了２管管径 最优化配置所依据的计算公式，并通过试验加以验证， 该模型可使双套管浓相输灰系统的结构设计更加趋于 完善。 ［参 考 文 献］ ［１］ 西南电力设计院．火力发电厂除灰计算手册［Ｍ］．成都：成都科技大学出版社，１ ９８２：４９—１５３． Ｅ３］ 原永寿．火力发电厂气力除灰技术及其应用［Ｍ］．北京：中国电力出版社，２００２：１９—３３． Ｅ４］ 乔林．火力发电厂水力除灰改干灰设备的探讨与分析 ［Ｊ］．河南电力，１ ９９８，（１）：３—８． ［２］ 交通科学研究院水运所．气力输送装置的设计计算［Ｍ］．北京：科技文献出版社，２００３：１ ７—２２． ＳＴＵＤＹ ｏＮ ＰＩＰＥＬＩＮＥ ｏＰＴＩＭＩＺＡＴＩｏＮ ｏＦ ＤｏＵＢＬＥ ＣＡＳＩＮＧ ＰＩＰＥ ＰＮＥＵＭＡＴＩＣ ＡＳＨ ＣｏＮＶＥＹＩＮＧ ＳＹＳＴＥＭ ＬＩ Ｊｕｎ—ｈｕａ ，ＣＡＯ Ｚｈｉ—ｊｉａｎ １．Ｘｉｊｉｎｇ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｘｉ ａｎ ７１０１２３，Ｓｈａａｎｘｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，ＰＲＣ ２．Ｘｉ ａｎ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｐｏｗｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｃｏ Ｌｔｄ，Ｘｉ＇ａｎ ７１００３２，Ｓｈａａｎｘｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，ＰＲＣ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｈｅｏｒｙ ｃｏｎｃｅｒｎｉｎｇ ｇａｓ—ｓｏｌｉｄ ｔＷＯ—ｐｈａｓｅ ｆｌｏｗ，ｔｈｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｄｒｏｐ ｅｑｕａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｄｏｕｂｌｅ ｃａｓｉｎｇ ｐｉｐｅ ｌｉｑ— ｕｉｄ ｃｏｎｖｅｙｉｎｇ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ａｎａｌｙｓｉｎｇ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｄｏｕｂｌｅ ｃａｓｉｎｇ ｐｉｐｅｌｉｎｅ，ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｆｏｒｍｕｌａ，ｂａｓｅｄ ｏｎ ｗｈｉｃｈ ｔｈｅ ｄｉａｍｅｔｅｒ ｏｆ ｔｗｏ ｐｉｐｅｓ ｂｅｉｎｇ ｏｐｔｉｍａｌｌｙ ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ，ｈａｓ ｂｅｅｎ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ，ａｎｄ ｂｅｉｎｇ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｅｓｔ，ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｒｅｓｕｌｔ ｏｆ ｔｈｅｏｒｉｔｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ ｉｓ ｂａｓｉｃａｌｌｙ ｃｏｓｉｓｔｅｎｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｏｆ ｔｅｓｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐｎｅｕｍａｔｉｃ ａｓｈ ｃｏｎｖｅｙｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ；ａｉｒ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｐｒｏｐｅｒｔｙ；ｄｏｕｂｌｅ ｃａｓｉｎｇ ｐｉｐｅ；ｍａｔｃｈ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｐｉｐｅ ｄｉａｍｅｔｅｒｓ （上接第８８页） ［５］ 梁庚煌．运输机械手册［Ｍ２．北京：化学工业出版社， 技术开发，２００１（４）：７—９． １９８３：４６５—４７１． ［７］ 上泊具贞．粉粒体的空气输送［Ｍ］．电力工业出版社， Ｅ６３ 周波，史宏．料仓内物料的结拱原理及破拱设计［Ｊ］．企业 １ ９７４． ＤＥＳＩＧＮ ＡＮＤ ＳＴＵＤＹ ｏＮ ＳＣＲＥＷ ＴＹＰＥ ＭＩＣＲｏ—ＦＥＥＤＥＲ ＵＳＥＤ ＩＮ ＡＣｏＵＳＴｌＣ ＡＧＧＬｏＭＥＲＡＴＩｏＮ ｏＦ ＡＥＲｏＳｏＬ ＬＩ Ｘｉａｏ—ｍｉｎｇ，ＬＩＵ Ｊｉａｎ—ｚｈｏｎｇ，ＺＨＡＮＧ Ｇｕａｎｇ—ｘｕｅ，ＺＨＯＵ Ｊｕｎ—ｈｕ，ＣＥＮ Ｋｅ—ｆａ Ｓｔａｔｅ—ｌｅｖｅｌ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｃｌｅａｎ Ｅｎｅｒｇｙ Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ，Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３１００２７， Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｐｏｒｖｉｎｃｅ，ＰＲＣ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ ａｃｏｕｓｔｉｃ ａｇｇｌｏｍｅｒａｔｉｏｎ ｔｅｓｔ ｏｆ ａｅｒｏｓｏｌ，ａ ｓｐｅｃｉａｌ ｓｃｒｅｗ ｔｙｐｅ ｍｉｃｒｏ—ｆｅｅｄｅｒ，ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｆｅｅｄ ｆｉｎｅ ｐｏｗｄｅｒ ｍａｔｅｒｉａｌ，ｈａｓ ｂｅｅｎ ｄｅｓｉｇｎｅｄ，ａｎｄ ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ，ｔｈｒｅｅ ｆｅｅｄｉｎｇ ｓｃｒｅｗ ｒｏｄｓ ｗｉｔｈ ｉｄｅｎｔｉｃａｌ ｄｉａｍｅｔｅｒ ａｎｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｉｔｃｈ ｏｆ ｓｃｒｅｗｓ ｆｏｒ ｓａｉｄ ｆｅｅｄｅｒ，ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ａ ｄｉｓｔｉｎｃｔｉｖｅ ａｇｉｔａｔｉｎｇ ｆａｃｉｌｉｔｙ ｂｅｉｎｇ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ａｎｄ ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｅｓｔ，ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ａｍｏｎｇ ｔｈｅ ｆｅｅｄｉｎｇ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｒａｔｅ，ｔｈｅ ｓｃｒｅｗ ｐｉｔｃｈ，ｔｈｅ ｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｓｐｅｅｄ ｏｆ ｓｃｒｅｗ ｒｏｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ａｇｉｔａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｈａｓ ｂｅｅｎ ａｎａｌｙｓｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｅｎｃｅ ｏｆ ａ ｃｒｉｔｉｃａｌ ａｇｉｔａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｂｅｉｎｇ ｄｉｓｃｏｖｅｒｅｄ．Ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｔｅｓｔ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｓｃｒｅｗ ｔｙｐｅ ｍｉｃｒｏ—ｆｅｅｄ— ｅｒ ｃａｎ ｓｔａｂｌｙ ａｎｄ ｕｎｉｆｏｒｍｌｙ ｐｅｒｆｏｍ ｍｉｃｒｏ—ｆｅｅｄｉｎｇ ｗｏｒｋ．ｓａｔｉｓｆｙｉｎｇ ｒｅｑｕｉｒｍｅｎｔｓ ｏｆ ａｃｏｕｓｉｔｉｃ ａｇｇｌｏｍｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ａｅｒｏｓｏ１． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ａｃｏｕｓｔｉｃ ａｇｇｌｏｍｅｒａｔｉｏｎ；ｍｉｃｒｏ—ｆｅｅｄｉｎｇ；ｆｅｅｄｅｒ；ｓｃｒｅｗ ｒｏｄ；ａｇｉｔａｔｉｏｎ 技 术 交 流 扭 力