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散装水泥气力输送上船系统存在的问题及解决方法

发表时间：2021/7/1 来源：《建筑科技》2020年11月下作者：刘勇强

[导读] 水泥建筑工程建设施工过程中的重要材料，每年的消耗量较高，全球产量处于逐渐提升的状态，而我每年消耗的水泥量通常处于世界前列，在采用公路、铁路、水路等多种运输方式进行水泥输送时，大多采用袋装的运输方式进行。

江苏釜鼎能源科技有限公司刘勇强

摘要：水泥建筑工程建设施工过程中的重要材料，每年的消耗量较高，全球产量处于逐渐提升的状态，而我每年消耗的水泥量通常处于世界前列，在采用公路、铁路、水路等多种运输方式进行水泥输送时，大多采用袋装的运输方式进行。这中运输方法需要消耗大量包装纸袋，在长途运输的过程中会受到外界因素的影响，导致包装纸袋破裂出现货量损失，甚至发生外泄造成环境污染，在运输装卸时遇到许多困难。本文主要探讨了散装水泥气力输送上船系统在设计运行过程中存在的问题，并提出了合理的解决方案，希望能够满足水泥运输途中的生态保护需求。
关键词：散装水泥；气力输送上船系统；问题；方法
        散装水泥的运输形式，正在逐渐替代传统的纸袋、塑编袋的水泥装填形式，不同的运输形式要配备专用的设备系统，完成水泥出厂运输的基本需求，散装水泥气力输送，改变了输送形式并简化了水泥运输流程，在进行散装水泥的装车、运输、卸载、储存和使用的各阶段，处于密闭状态需要较高的自动化程度支持。散装水泥替代传统的袋装水泥，能够实现能源节约，避免原材料消耗，推动现代社会发展过程中提出的环境保护策略。
        一、散装水泥气力输送上船系统存在的问题
        1、计量仓的显示质量问题。在进行气力输送的过程中，仓顶的气动锥阀处于关闭状态，逐渐向码头进行水泥输送，这时观察到的计量仓显示质量逐渐变小，通过实验探究，发生设备读数变化的主要原因：DB仓顶部的气动锥阀会产生推动力，想要适应这一输送程序，必须具备足够的气缸行程。当行程不足阀芯与阀体间无法完成紧密挤压的标准，一旦出现缝隙会发生漏气问题，当行程的气压影响到水泥卸料闸板阀的稳定性，会在计量仓区域形成向上推力，需要对输送过程中计量仓称重仪表的读数显示进行观察，假设显示值呈现逐渐减少的现象，判断是否存在漏气问题，出现水泥泄漏后会影响仪表数值的精确性。
        关闭计量仓进卸料闸板阀，这时DB仓内不存在压缩空气，对计量仓的显示质量进行观察，发现其仍然在持续发生变化，寻求发生变化的源头，在卸料闸板阀检查阶段观察到关闭状态不完全，在计量仓内存在水泥内泄漏，泄漏的水泥渗透进DB仓，影响计量仓的显示读数，以上问题影响气力输送上船系统数值精度，缩短了卸料闸板阀的寿命，一部分上船系统失灵。
        2、CAD技术应用程度不足。在进行散装水泥出口泊位建设的过程中，需要将散装水泥出口装卸工艺作为关键性技术，气力输送上船系统设计会受到众多因素的影响，数值计算过程十分复杂，工作人员需要通过网络技术的应用，查看大量的相关数据，对工程图表进行分析，并制定出合理的修正方案，保障气力输送上船系统的整体设计质量，丰富设计者的工作经验。气力输送上船系统设计周期较长，散装水泥输送过程中工作人员的劳动强度大，无法保证最终的系统设计质量，CAD技术和专家系统的运用，能够优化气力输送上船系统的设计方案，减少系统设计花费的时间，全面降低工作强度，提高系统的运行质量。结合各泊位的实际建设规模，根据各港的条件分析泊位整体布局之间的差异性，在进行项目设计审批洽谈的过程中，需要对招标流程进行全面控制，争取在短时间内根据港口条件设计出最优的散装水泥装卸方案。传统的设计方案中主要针对人工装卸遵守的工艺布置要求进行指导，装卸速度慢、装卸成果差，结合用户的需求以及实际环境的变化特点进行设计方案修改，存在明显的设计手段落后问题，对项目审批中的技术合作和项目内容产生影响。
        二、散装水泥气力输送上船系统问题解决方法
        1、流态化输送技术。

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流态化输送技术为粉体物料气力输送技术，首先需要进行输送管道内的粉体物料与空气质量比的计算，当前常见的气力输送形式为稀相输送、流态化输送、密相输送三种形式，结合现有的工作环境采用不同的气力输送形式，需要了解不同的输送机理。稀相输送：借助产生的气流速度，分析当气流速度＞水泥颗粒悬浮速度时，需要计算水泥颗粒达到悬浮条件时气流的速度，并得到标准的数值区间，在气力输送的过程中，保证管道内水泥颗粒的悬浮状态，其分布情况会受到气流流动的影响。稀相输送需要大量的压缩空气作为基础，整体输送效率不理想，正处于被逐渐取代的发展阶段。流态化输送：流态化输送形式的应用最为广泛，在进行气力输送的过程中，气流速度与水泥颗粒悬浮速度十分接近，当水泥颗粒向粉状转变时将逐渐丧失悬浮能力，处于停滞状态并聚集在管底，减少了管道局部流通面积。对流通面积变小区域进行观察分析，节流效应会对气流的运行情况产生影响，气流速度上升的状态下，正处在停滞运行的集聚水泥将会受到气流的推动力作用。观察管道局部流通的面积变化，当气流速度呈现逐渐减小的趋势，水泥颗粒处于停滞状态并逐渐形成集聚，导致脉动集团流具有稀相输送的基本特征，运行状态具有不稳定性、间歇性的特点。密相输送：密相输送形式，运输过程中产生的气流速度＜水泥颗粒的悬浮速度，在输送管道中水泥颗粒集聚，随着时间的推移逐渐占据整个管道截面，导致栓堵问题的发生，水泥输送的过程需要借助气流压力，因此，需要保证气流压力高于水泥栓的运动阻力，让水泥呈现出栓流形态实现气力输送。密相输送技术的空气用量较小，达到的输送效率较为理想，属于近年来得到广泛重视的新型气力输送技术。
        2、散装水泥气力输送上船系统计量仓标定装置。为计量仓创造更加便利的进行标定条件，研发一种具有针对性的标定装置，在计量仓支撑架区域通过焊接工艺进行标定横梁设计，为了保证标定横梁与支撑座的强度，预防受力变形问题的发生，需要在计量仓的仓顶完成撑座焊接。输送状态通过计量仓标定进行显示，当显示读数出现误差，则影响荷重传感器横梁与支撑座之间的计量准确性，在传感器处放置千斤顶，参照技术规范进行手柄按压，千斤顶会对标定横梁形成作用力，并将得到的反作用力回溯到其他传感器，多个传感器之间要保持信号连接状态。同时要进行传感器信号转化，将承受的压力信号转变为毫伏电信号的形式，通过变送器输送到负责压力称重的显示仪表中，传感器显示仪表将千斤顶作用力以仪表数值的形式呈现出来，并通过传感器进行持续传递，通过数值对比分析进行计量显示仪表数值的检验，得到最终的计量仓标定。
        3、散装水泥气力输送上船系统的CAD设计。散装水泥气力输送上船系统设计流程十分复杂，需要结合实际条件进行气力输送设备型号的选择，得到具体的参数数值。如果延用传统的人工设计形式，需要聘请专业的设计人员到港口进行实地考察，明确港口的泊位情况，在实际传输的过程中满足设计要求，计算管路系统的运行，预估初始参数值，通过网络数据库进行相关信息查验，遵循气力输送的根本原理，建立经验公式进行图表数据计算，完成设计成果的核对。由于系统设计流程具有一定的随意性，无法达到预想的设计效果，需要进行初始变量修改，重复验证过程达到设计要求为止。在进行气力输送上船系统的CAD设计，需要建立多个设计方案，传统的人工设计时间过长，对设计人员的专业性要求较高，一旦用户需求或输送环境发生变化，就需要将整个设计方案推倒重建，CAD设计能够解决传统设计的缺陷和不足，利用以上校验方式进行数值分析，随时进行方案调整。
        总结：散装水泥是水泥装载技术改革的主要方向，创新了传统的水泥物流方式，企业实现环保效益的提升，为了推动科技兴散战略的实施，散装水泥设备逐渐将现代化、科技化作为散装水泥发展的关键。
参考文献：
[1]安徽知华粉体装备科技有限公司. 一种散装水泥气力输送装船系统:CN201921312101.7[P]. 2020-05-12.
[2]散装建筑材料气力输送设备:。C/T 2447-2018[S]. 2018.
[3]李旭俊,蒋春玲,李定. 一种经济有效的检验散装水泥车可靠性的试验方法[。]. 企业科技与发展,2017(6):35-38.