专利名称：一种煤粉气力输送系统及其方法
技术领域：
本发明涉及一种气力物料输送系统，尤其涉及一种罐体充压式的，可连续、均匀、定量输送煤粉的系统及方法。
背景技术：
气力输送技术由于结构简单、密闭性强、适合远距离输送的优点，已在很多行业得到应用。然而气力输送在小型锅炉、窑炉上的应用中需考虑较多因素，包括燃烧时负荷变化大、以及随时停炉等特点都会给煤粉的正常输送带来问题，导致煤粉的输送达不到理想的状态；此外，由于锅炉使用和管理对人员的素质要求较高，人员的操作和锅炉的管理不到位往往会影响气力输送时间操控上的精准性。另外，煤粉火焰中含有大量的灰渣，这些灰渣堵塞窑炉的同时还会污染环境，因此工业锅炉煤粉洁净燃烧技术应用的迫切性更强，通过合理精确控制的气力输送能够使得煤粉燃烧稳定、易于调节、以及热效率高。所以如何解决好工业锅炉煤粉输送问题就成了国内很多专家的一个老大难，主要体现在粉仓中的煤粉在落料供应过程中，其供粉的稳定性和可控性难以得到保证，继而影响煤粉输送的连续性和均匀性，具体表现为:料仓内煤粉流动不稳定，忽快忽慢；有时结拱架桥，煤粉无法卸出；有时料仓中央穿孔而周围煤粉停滞不动；有时涌流不止，整个仓料一下子全部卸出，无法控制。
很多人从外部原因出发，提出了改变料仓结构、安装振动机构或设置吸潮管等方法来解决或防止煤粉结块问题，比如改变粉仓壁面与水平面的角度α或在其内部衬上特殊材料，以达到减少煤粉与料仓壁面摩擦力的作用；设置吸潮管以减少料仓内部的水汽从而降低料仓壁面上的结露水。确实来说，这些方法都取得了一定的成效，但是随着运行时间的延长，很难避免煤粉不在料仓壁面上结块，很多事实也证明这些方法只能起到短期的预防作用。此外，当正压气力输送系统用于输送煤粉等细小粒度的物料时，还要解决气流泄露问题，因为供料装置的密封性能不佳容易造成输送管道中的气流反冲到供料装置内，严重时会造成供料的中断。发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种煤粉气力输送系统及其方法，有效地解决了煤粉输送稳定性难以控制的问题，可以很好地保证煤粉输送的连续性和均匀性，同时还有效解决了煤粉结块问题所带来的负面影响。
根据本发明的一个方面，提供一种煤粉气力输送系统，包括气源装置1、储料仓14、计量仓20、给料罐23、计量装置7、供料装置24、泄压装置18、控制模块、第一输料通道19、第二输料通道21，其中:所述储料仓14、计量仓20、给料罐23从上到下依次连接，储料仓14与计量仓20之间通过第一输料通道19相连，计量仓20与给料罐23之间通过第二输料通道21相连，计量装置7连接计量仓20 ；
所述气源装置I连通至计量仓20、给料罐23、供料装置24，计量仓20与给料罐23之间设置有可控通断的气流回路通道5 ；
所述计量仓20的上端设置有泄压装置18 ；
所述给料罐23的下端设置有供料装置24，由供料装置24将煤粉与来自于气源装置I的空气混合后最终输送到燃烧装置中；
所述控制模块用于控制气源装置1、泄压装置18、供料装置24的工作状态，并控制如下装置的通断:气流回路通道5、第一输料通道19、第二输料通道21、气源装置I与计量仓20之间的管路、气源装置与给料罐23之间的管路、气源装置I与供料装置24之间的管路。
优选地，所述气源装置1，其与总充压管道止回阀9进口端相连，总充压管道止回阀9出口端与一个三通的进口端相连，三通的第一出口端与计量仓充压阀10的进口端相连，三通的第二出口端与给料罐充压阀4的进口端相连，计量仓充压阀10的出口端与计量仓20的上端相连，给料罐充压阀4的出口端与给料罐23的上端相连，三通的第一出口端与第二出口端之间的部分、计量仓20及给料罐23构成气流回路通道5。
优选地，所述计量仓20的外侧设置有计量仓夹套层6，所述给料罐23的外侧设置有给料罐夹套层3，所述气源装置I通过所述计量仓夹套层6和/或给料罐夹套层3连接至所述供料装置24。
优选地，所述供料装置24，包括:搅拌装置25、给料机26、变频调速电机27、混合器28、输送管道29，搅拌装置25设置在给料罐23的下端，变频调速电机27分别与搅拌装置25、给料机26相连，混合器28的进口分别连接给料机26的出料口、气源装置1，混合器28的出口连接输送管道29 ;所述给料机26的两端设置有气密封装置261 ;所述气密封装置261的进口连接有气管262。
优选地，所述第一输料通道19包括依次连接在所述储料仓14与计量仓20之间的手动阀13、软接12、加料阀11，所述第二输料通道21包括补料阀22。
优选地，所述气源装置I为罗茨风机、空压机或储气罐，所述给料机26为旋转叶片给料机、螺旋输粉机、文丘里供料器中的一种或它们的组合形式。
优选地，所述给料机26的上方设置有搅拌装置25。
优选地，所述泄压装置18为如下装置中的任一种:
脉冲除尘器，所述脉冲除尘器直接与大气连通，在所述脉冲除尘器的顶部设有泄压阀16和脉冲阀17 ；
排气管，所述排气管直接与所述计量仓20的内部连接，在所述排气管上设置有泄压阀16和软接。
优选地，所述计量装置7安装在所述计量仓20的外筒圆周上，沿外筒圆周均匀布置。
优选地，通入所述计量仓夹套层6和/或给料罐夹套层3内的气流温度在30°C 60°C之间。
根据本发明的另一个方面，还提供一种煤粉气力输送方法，由初始状态开始，在控制模块的控制下，首先执行初始化步骤，然后循环执行下料步骤和补料步骤，其中:
所述初始状态，具体为:补料阀22、计量仓充压阀10、加料阀11关闭，泄压阀16打开；
所述初始化步骤，具体为:先打开加料阀11、振动阀15，使得煤粉从储料仓14下料到计量仓20，直到当计量仓20内的煤粉总重量达到计量装置7所设定的下料上限值时，关闭加料阀11、振动阀15 ;然后打开补料阀22，使煤粉从计量仓20补料到给料罐23，直到计量仓(20)内的煤粉完全泄完时，关闭补料阀22，启动供料装置24，气源装置1，打开夹套出口阀门30、给料罐充压阀4 ；
所述下料步骤，具体为:当计量仓20内的煤粉重量达到计量装置7所设定的下料下限值时，打开加料阀11、振动阀15，执行下料动作使得煤粉从储料仓14下料到计量仓20，直到计量仓20内的煤粉重量达到计量装置7所设定的下料上限值时，关闭加料阀11、振动阀15、泄压阀16 ；
所述补料步骤，具体为:打开计量仓充压阀10，当计量仓20与给料罐23内的压力基本相等时，打开补料阀22，开始执行补料动作，使煤粉从计量仓20补料到给料罐23，由于给料罐23中的容积减小，气体会通过气流回路通道5进入计量仓20中，直到计量仓(20)内的煤粉完全泄完时，关闭补料阀22、计量仓充压阀10，打开泄压阀16。
优选地，所述计量仓20的外侧设置有计量仓夹套层6，所述给料罐23的外侧设置有给料罐夹套层3，所述计量仓夹套层6和/或给料罐夹套层3内通入温度在30°C 60°C之间的气流。
根据本发明提供的系统及其方法在运行过程中，主管路的气流经过计量仓和给料罐的夹套层，可以对罐体的内筒起到良好的保温作用，降低甚至避免了罐体内外的温差，很好地抑制了罐体内部水汽的结露及煤粉水分的迁移，很好地解决了煤粉结块的问题；同时，辅管路的气流持续对罐体内部充压吹扫，不仅改善了罐体内煤粉的流动性，而且由于持续的吹扫也不利于煤粉在壁面上粘结，最主要的是持续的气压提供了强有力的推动力可以使煤粉更加顺畅地下落，很好保证了煤粉输送的连续性。此外，由于系统运行时，罐体内的外力条件始终保持相同，有力保证煤粉输送的均匀性，加之通过调节变频电机的频率可以根据生产要求适时适量地变换输送量。在计算机控制系统的作用下，实现全自动、全封闭，可定量、连续、均匀地输送煤粉。
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1为根据本发明提供的煤粉气力输送系统的结构示意图2为根据本发明提供的煤粉气力输送系统中供料装置的结构示意图3为根据本发明提供的煤粉气力输送方法的程序流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1可以知道，本发明所提供系统的主管路2通过总充压管道8先经过计量仓20外侧设置的计量仓夹套层6和给料罐23外侧设置的给料罐夹套层3再与输送管道连接，而罗茨风机出来的气流温度具有30°C 60°C，在运行过程中，气流持续绕着计量仓20和给料罐23的夹套层，可以对罐体内筒起到良好的保温作用，一方面降低了罐体内筒壁面与煤粉的温差，抑制了煤粉水分向壁面迁移；另一方面由于壁面温度仍然较高，不利于水汽的结露。由于两方面都降低了煤粉结块的可能性，为确保煤粉输送的连续性和均匀性起到了有效作用。
当系统处于运行状态时，手动阀13、给料罐充压阀4均处于常开状态，连接储料仓14的加料阀11关闭，脉冲除尘器顶部的泄压阀16关闭，计量仓充压阀10打开，连接给料罐23的补料阀22打开，即此时计量仓20与给料罐23处于连通状态，煤粉在计量仓充气压力及自身重力的作用下可以更加顺畅地进入供料装置。
当罐体内的煤粉重量达到计量装置7所设定的加料下限值时，信号反馈给控制模块，通过控制模块控制相应阀门的开启和关闭以满足加料条件。为了使得在加料过程中不影响系统的正常运行而又保持相同的外力条件，控制模块控制补料阀22和计量仓充压阀10，将补料阀22和计量仓充压阀10关闭，此时给料罐23中剩余的煤粉可以继续在单股充气压力及自身重力的作用下被输送往目的地(该功能的实现与前述本发明的系统结构相对应)，待补料阀22关闭后，开启脉冲除尘器顶部的泄压阀16，完成对计量仓的泄压工作，再开启脉冲阀17，进行除尘(过滤网振动，去除粉尘)，以便有利于粉仓中的物料依靠自重可以顺利落下，加料阀11在计量仓泄好压后打开，系统便开始进行加料动作。
当罐体内的煤粉重量达到计量装置7所设定的加料上限值时，信号再次反馈给控制模块，控制模块首先发出关闭加料阀11的指令，加料阀11完全关闭后，加料动作也便完成，紧接着关闭泄压阀16，打开计量仓充压阀10开始对计量仓20进行充压，然后打开补料阀22和脉冲阀17，开始进行补料动作，由于给料罐23中的容积减小，给料罐23中的气体会通过气流回路通道5进入所述的计量仓20中以达到给料罐23排气的目的，从而使得补料步骤能够顺利完成。
待计量仓20中的煤粉完成了对给料罐23的补料步骤后，系统回到初始的下料输送步骤，再次执行所述的循环步骤。由于系统不断重复从初始运行、物料重量达到加料下限、开始加料、重量达到加料上限、停止加料、开始补料等过程再次回到初始运行状态的周期性动作，整个过程中各个阀门的切换都由控制模块控制完成，而且保证了煤粉始终在单股充气压力的作用下下落输送，从而有效地确保了煤粉输送的连续性和均匀性。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
权利要求
1.一种煤粉气力输送系统，其特征在于，包括气源装置(I)、储料仓(14)、计量仓(20)、给料罐(23)、计量装置(7)、供料装置(24)、泄压装置(18)、控制模块、第一输料通道(19)、第二输料通道(21)，其中:所述储料仓(14)、计量仓(20)、给料罐(23)从上到下依次连接，储料仓(14)与计量仓(20 )之间通过第一输料通道(19 )相连，计量仓(20 )与给料罐(23 )之间通过第二输料通道(21)相连，计量装置(7 )连接计量仓(20 ); 所述气源装置(I)连通至计量仓(20)、给料罐(23)、供料装置(24)，计量仓(20)与给料罐(23)之间设置有可控通断的气流回路通道(5)； 所述计量仓(20)的上端设置有泄压装置(18)； 所述给料罐(23)的下端设置有供料装置(24)，由供料装置(24)将煤粉与来自于气源装置(I)的空气混合后最终输送到燃烧装置中； 所述控制模块用于控制气源装置(I)、泄压装置(18)、供料装置(24)的工作状态，并控制如下装置的通断:气流回路通道(5)、第一输料通道(19)、第二输料通道(21)、气源装置(I)与计量仓(20)之间的管路、气源装置(I)与给料罐(23)之间的管路、气源装置(I)与供料装置(24)之间的管路。
2.根据权利要求1所述的煤粉气力输送系统，其特征在于，所述气源装置(I)，其与总充压管道止回阀(9)进口端相连，总充压管道止回阀(9)出口端与一个三通的进口端相连，三通的第一出口端与计量仓充压阀(10 )的进口端相连，三通的第二出口端与给料罐充压阀(4)的进口端相连，计量仓充压阀(10)的出口端与计量仓(20)的上端相连，给料罐充压阀(4)的出口端与给料罐(23)的上端相连，三通的第一出口端与第二出口端之间的部分、计量仓(20)及给料罐(23)构成气流回路通道(5)。
3.根据权利要求1所述的煤粉气力输送系统，其特征在于，所述计量仓(20)的外侧设置有计量仓夹套层(6 )，所述给料罐(23 )的外侧设置有给料罐夹套层(3 )，所述气源装置(I)通过所述计量仓夹套层(6)和/或给料罐夹套层(3)连接至所述供料装置(24)。
4.根据权利要求1所述的煤粉气力输送系统，其特征在于，所述供料装置(24)，包括:搅拌装置(25)、给料机(26)、变频调速电机(27)、混合器(28)、输送管道(29)，搅拌装置(25 )设置在给料罐(23 )的下端，变频调速电机(27 )分别与搅拌装置(25 )、给料机(26 )相连，混合器(28 )的进口分别连接给料机(26 )的出料口、气源装置(I)，混合器(28 )的出口连接输送管道(29 );所述给料机(26` )的两端设置有气密封装置(261);所述气密封装置(261)的进口连接有气管(262)。
5.根据权利要求1所述的煤粉气力输送系统，其特征在于，所述第一输料通道(19)包括依次连接在所述储料仓(14)与计量仓(20 )之间的手动阀(13 )、软接(12 )、加料阀(11)，所述第二输料通道(21)包括补料阀(22 )。
6.根据权利要求1所述的煤粉气力输送系统，其特征在于，所述气源装置(I)为罗茨风机、空压机或储气罐，所述给料机(26)为旋转叶片给料机、螺旋输粉机、文丘里供料器中的一种或它们的组合形式。
7.根据权利要求4所述的煤粉气力输送系统，其特征在于，所述给料机(26)的上方设置有搅拌装置(25)。
8.根据权利要求1所述的煤粉气力输送系统，其特征在于，所述泄压装置(18)为如下装置中的任一种:脉冲除尘器，所述脉冲除尘器直接与大气连通，在所述脉冲除尘器的顶部设有泄压阀(16)和脉冲阀(17)； 排气管，所述排气管直接与所述计量仓(20)的内部连接，在所述排气管上设置有泄压阀(16)和软接。
9.根据权利要求1所述的煤粉气力输送系统，其特征在于，所述计量装置(7)安装在所述计量仓(20)的外筒圆周上，沿外筒圆周均匀布置。
10.根据权利要求3所述的煤粉气力输送系统，其特征在于，通入所述计量仓夹套层(6)和/或给料罐夹套层(3)内的气流温度在30°C 60°C之间。
11.一种煤粉气力输送方法，其特征在于，由初始状态开始，在控制模块的控制下，首先执行初始化步骤，然后循 环执行下料步骤和补料步骤，其中: 所述初始状态，具体为:补料阀(22)、给料罐充压阀(4)、计量仓充压阀(10)、加料阀(11)关闭，泄压阀(16)打开； 所述初始化步骤，具体为:先打开加料阀(11)、振动阀(15)，使得煤粉从储料仓(14)下料到计量仓(20)，直到当计量仓(20)内的煤粉总重量达到计量装置(7)所设定的下料上限值时，关闭加料阀(11)、振动阀(15);然后打开补料阀(22)，使煤粉从计量仓(20)补料到给料罐(23)，当给料罐(23)内的煤粉重量达到计量装置(7)所设定的补料上限值时，关闭补料阀(22 )，启动供料装置(24)，气源装置(I)，打开夹套出口阀门(30 )、给料罐充压阀(4); 所述下料步骤，具体为:当计量仓(20)内的煤粉重量达到计量装置(7)所设定的下料下限值时，打开加料阀(11)、振动阀(15)，执行下料动作使得煤粉从储料仓(14)下料到计量仓(20)，直到计量仓(20)内的煤粉重量达到计量装置(7)所设定的下料上限值时，关闭加料阀(11)、振动阀(15 )、泄压阀(16 ); 所述补料步骤，具体为:打开计量仓充压阀(10)，当计量仓(20)与给料罐(23)内的压力基本相等时，打开补料阀(22)，开始执行补料动作，使煤粉从计量仓(20)补料到给料罐(23)，由于给料罐(23)中的容积减小，气体会通过气流回路通道(5)进入计量仓(20)中，直到计量仓(20)内的煤粉完全泄完时，关闭补料阀(22)、计量仓充压阀(10)，打开泄压阀(16)。
12.根据权利要求11所述的煤粉气力输送方法，其特征在于，所述计量仓(20)的外侧设置有计量仓夹套层(6)，所述给料罐(23)的外侧设置有给料罐夹套层(3)，所述计量仓夹套层(6)和/或给料罐夹套层(3)内通入温度在30°C 60°C之间的气流。
全文摘要
本发明提供一种煤粉气力输送系统，包括气源装置(1)、储料仓(14)、计量仓(20)、给料罐(23)、计量装置(7)、供料装置(24)、泄压装置(18)、控制模块、第一输料通道(19)、第二输料通道(21)，其中所述储料仓(14)、计量仓(20)、给料罐(23)从上到下依次连接，储料仓(14)与计量仓(20)之间通过第一输料通道(19)相连，计量仓(20)与给料罐(23)之间通过第二输料通道(21)相连。本发明还提供相应的方法。采用本发明的充压式煤粉气力输送系统及方法，可以有效保证煤粉输送的连续性和均匀性，而且通过罐体外部保温及罐体内部充压吹扫的方法可以有效改善煤粉壁面结块问题。
文档编号B65G53/36GK103144965SQ20131007900
公开日2013年6月12日 申请日期2013年3月12日 优先权日2013年3月12日
发明者潘玉明, 马正召, 汪林杰, 贾明生 申请人:上海题桥能源科技发展有限公司, 上海题桥纺织染纱有限公司