空氣輸送斜槽在水泥輸送中的應用

葉 炯

中交第三航務工程勘察設計院有限公司

1 引言

水泥是一種常見的建筑原材料，主要物料特性為粉狀，粒度小于40 μm，平均容重1.45 t/m3，含水率小于1%。水泥的水平運輸在水泥卸船項目中是一個重要的組成部分，采用合理的水平輸送方式可使工藝流程流暢、高效、節能、經濟環保。水泥水平運輸的主要設備有帶式輸送機、埋刮板輸送機、氣墊皮帶機、管狀帶式輸送機、空氣輸送斜槽[1]等。某水泥卸船項目的水平運輸采用空氣輸送斜槽，其結構簡單、密封性好、噪聲低、布置適應性好、維護成本低，可實現多點進料及出料。基于深圳某水泥卸船項目，對空氣輸送斜槽的參數取值進行介紹。

2 項目概況

該水泥卸船項目建設1個1萬t級水泥卸船專用泊位，泊位長度約275 m，寬度20 m，滿堂式結構，年貨物吞吐量約300萬t，可實現碼頭水泥卸船、水平輸送、筒倉儲存及筒倉出運的功能。

2.1 碼頭卸船工藝

根據水泥的物料特性及環保要求，碼頭裝卸設備采用4臺螺旋式連續卸船機，軌距10.5 m，回轉半徑17 m，每臺最大能力600 t/h。

2.2 水平輸送系統

水平輸送采用空氣輸送斜槽作業。碼頭軌后布置4路XZ800空氣輸送斜槽，最大能力約700 t/h，碼頭4路空氣輸送斜槽兩兩匯成2路，采用XZ1200空氣輸送斜槽，最大輸送量約為1 400 t/h。在筒倉布置2路XZ1200空氣輸送斜槽，每條斜槽分別與每個筒倉相連接。各空氣輸送斜槽之間采用鏈斗提升機相連，最大輸送能力為1 400 t/h。

2.3 筒倉工藝

碼頭后方陸域布置18座鋼結構水泥筒倉，沿碼頭至陸域延伸布置9行2列筒倉。筒倉直徑為15 m，平均高度20 m，每座筒倉容量約5 000 t。每座筒倉底部布置1路裝車線，裝車能力為250 t/h。

2.4 工藝流程

裝卸工藝流程為：船→螺旋式連續卸船機→碼頭空氣輸送斜槽→鏈斗提升機→筒倉區空氣輸送斜槽→筒倉→倉底卸料系統→水泥罐車。

3 水平運輸設備選型

專業化的水平輸送主要有帶式輸送機、埋刮板輸送機、氣墊皮帶機、管狀帶式輸送機、空氣輸送斜槽等。帶式輸送機運用比較廣泛，具有通用性強、對貨種適應性好、投資低等優點，但環保效果一般，噪聲比較大。管狀帶式輸送機中間輸送膠帶成管，密封性好，環保效果好，能實現大傾角輸送，可適應復雜的地形環境，投資相對比較高。氣墊皮帶輸送機采用氣墊將皮帶及上部物料托起，通過皮帶與盤槽之間的氣膜取代滑動或滾動摩擦，可大輻減少能耗并適用于大產量長距離物料輸送，對物料有一定的要求，主要運用于散糧的輸送。埋刮板輸送機，運行穩定，故障率低，為中短距離中小產量輸送設備，最大輸送能力可達1 200 t/h。空氣輸送斜槽主要用于輸送水分較低的粉狀物料的氣力輸送設備，按長度需要將鋼板制作成的槽子拼接而成，中間用法蘭連接，布置時在輸送方向形成一個向下的斜度。空氣輸送斜槽殼體分上下層，中間布置空氣層[2]。作業時，向斜槽空氣層接入壓縮空氣，物料會被氣化，使得靜止的物料變為流動狀態，由于重力原因，從高到低滑下。采用空氣輸送斜槽輸送水泥時，要求含水量不大于1%，溫度不高于150℃。

3.1 槽寬及傾角的選擇

空氣輸送斜槽的寬度在200～1 200 mm，斜槽的寬度和角度需同時考慮取值。按照空氣輸送斜槽的工作原理，物料流態化后，可在傾斜的溜槽內像液體一樣從高往低流動，實現物料的輸送。在密閉的溜槽內物料需要一定的厚度才能穩定運行。如物料太少，輸送能力就越低，物料過多會堵塞溜管。根據實際的使用情況，一般物料的厚度在料道高度的25%～35%左右最為合適，需按照具體輸送能力選擇合適的斜槽寬度。

空氣輸送斜槽傾角一般為4°、6°、8°、10°、12°。為適應輸送能力的需求，本方案采用800 mm和1 200 mm兩種寬度的空氣輸送斜槽，根據傾角大小輸送水泥所對應的最大能力見表1。

表1 不同傾角輸送能力對比2

可見，同一規格的空氣輸送斜槽，角度越大，流速越大，輸送能力越大。同時，根據實際使用情況，斜槽角度越小，物料流速越小，透氣層的磨損程度越小，透氣層的使用壽命越長。根據實際使用數據分析，空氣輸送斜槽的角度在6°時，既能滿足輸送能力的要求，又能滿足使用壽命的要求。綜合考慮使用要求及成本，空氣輸送斜槽按照傾斜角度6°設計。

3.2 空氣輸送斜槽耗氣量的選擇

空氣輸送斜槽的用氣主要由離心風機提供，根據其不同的傾斜角度與輸送的物料特性，用氣量一般取值范圍為：每平方米透氣層需要1.5～3 m3/min。一般可取每平方透氣層2 m3/min，氣壓為4～6 kPa。空氣輸送斜槽長度越大，所需氣壓越大。

4 結語

空氣輸送斜槽是一種技術成熟可靠的水平輸送設備，在水泥輸送行業具有廣泛的應用。基于某水泥卸船項目，研究了空氣輸送斜槽運用于水泥輸送的設計參數取值，為空氣輸送斜槽在水泥輸送中的應用提供參考。