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正压密相气力输送系统的控制系统设计

与实验研究

摘要：随着时代的发展与进步，科技越来越发达，目前各行各业都有新技术

出现，每一种新技术的出现都代表着该行业的各业自动化和智能化程度加深

了．在港口，管道运输的应用十分广泛，正压密相管道运输正是其中一种．在管

道运输过程中，有可能会遇到各种意外状况，为了尽可能的防止这些意外状况的

发生，一个安全有效的控制系统的存在是非常有必要的．这样我们就可以及时的

了解到发生故障的部位和更早的确定解决方案．说管道是长距离运输的重要手段，

必须满足安全水平，质量和效率的要求．针对港口管道运输中遇到的难题，结合

秦皇岛港实际情况，提出利用计算机技术和PLC技术，以PC为中心的集散式控

制的自动化控制系统建设．与之相比，正压密相管道运输系统的控制系统将采用

PLC控制技术，利用人机交互设备触摸屏和气力运输设备以及PLC控制器三者结

合的方式，控制整个输送系统的运行．

关键词：正压密相管道运输;PLC控制系统;试验前准备

引言

正压浓相气力输灰系统是利用气固2相流的气力输送原理，采用压缩空气动

压与静压联合输送方式的灰分输送设备。系统的核心部分是仓储式气力发送泵

（简称仓泵），压缩空气输送到仓泵内部，产生涡流，随着仓泵内部压力的增加，

被送物料成涡旋状流动，实现以较低的气压低速高浓度输送物料的目的。正压浓

相气力输灰系统有着灰气比高、工作压力低、流速低、输送效率高、管道磨损小、

气耗小、自动化程度高、管道布置灵活、无粉尘污染、可保证物料品质、可全天

候运行等一系列优点而被广泛应用于火力发电厂的干灰输送系统中。

1气力输灰简介

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气力输灰技术特点：气力输灰方式与传统的水力输灰及其他输灰方式相比，

具有如下优点：1）节省大量的冲灰水；2）输送过程中，灰不与水接触，故灰的

固有活性及其他物质特性不受影响，有利于粉煤灰的综合利用；3）减少灰场占

地；4）避免灰场对地下水及周围大气环境的污染；5）不存在灰管结垢及腐蚀问

题；6）系统自动化程度较高，所需的运行人员较少；7）设备简单，占地面积小，

便于布置；8）输送路线选取方便，布置上比较灵活；9）便于长距离集中、定点

输送。气力输灰方式存在的不足：1）与机械输灰方式比较，动力消耗较大，管

道磨损也较严重；2）输送距离和输送出力受一定限制；3）对于正压系统，若运

行维护不当，容易对周围环境造成污染；4）对运行人员的技术素质要求较高；5）

对粉煤灰的粒度和湿度有一定的限制，粗大和潮湿的灰不宜输送。

2正压密相气力输送系统的控制系统设计与实验研究

2.1悬浮速度的选择

悬浮速度是指能够使物料在管道中保持悬浮状态而不发生沉降的最小速度。

物料在静止的空气中会因重力自然沉降。而在输送过程中,由于压缩空气的作用,

物料可悬浮在管道中。这种“悬浮力”主要来自紊动气流在垂直方向的分速度和

物料碰撞管壁时产生的反弹力。紊流状态的流动阻力主要来自物料与压缩空气在

流动过程中的相对滑移而产生的肤面摩擦力、颗粒与颗粒之间的内摩擦以及颗粒

与管道内壁之间摩擦碰撞产生的能量损失。当流速增大时,物料颗粒间及颗粒与

管壁的摩擦碰撞加剧,耗能也随之增加;同时高流速带来管道的磨损也随速度的平

方成倍增大。因此输送速度选择在恰好能将物料悬浮在管道中是最经济合理的。

最理想的紊流输送是物料悬浮在管道中,并与空气一起以较低的速度向前推进。

输送初始阶段,物料颗粒将空气包裹其中,紊流效果明显。随着输送过程的继续,

由于重力的作用,一部分物料开始慢慢沉降到管道底部,