搅拌楼粉料储存输送系统的节能分析与改进

【摘 要】为了解决搅拌楼（站）粉料储存输送系统的节能问题，根据机械设计节能基本原理对沥青和水泥搅拌站粉料输送系统进分析与改进。通过分析得出了现有粉料输送系统工作过程中消耗电能较高的原因；通过对现系统的结构改进和优化设计得到了相对比较节能的粉料输送系统，可为该系统的节能研究及产品研发提供新的方法。

【Abstract】 In order to make progress in energy?鄄saving of powder storage and transit system of mixing plant, the system was analyzed in terms of mechanical principle and some improvement were made. The analysis fig?鄄ured out the reasons for the huge consumption of electric power, and some structural changes and optimization were made in order to cut the consumption, which provides reference for the study on energy?鄄saving project.

【关键词】搅拌站；粉料输送系统；气力输送；螺旋输送机

【Key words】 mixing plant; powder transit system; pneumatic conveying; spiral conveyor

中图分类号：U415.52 文献标志码：B 文章编号：1000-033X(2012)03-0073-05

0 引言

无论沥青混凝土搅拌站还是水泥混凝土搅拌站，都有骨料输送系统和粉料（矿石粉、水泥、粉煤灰、膨胀剂等）存储输送系统，沥青混凝土搅拌站还配有成品料存储输送系统。

关于沥青混凝土成品料存储输送系统以及搅拌站骨料输送系统的节能研究，曾有人针对不同机型作了阐述，但是关于两种搅拌站（沥青混凝土搅拌站和水泥混凝土

搅拌站）粉料存储输送系统的节能研究则不多见。虽然有部分沥青混凝土搅拌站粉料存储输送系统已稍做了改进，但仅是从满足工作要求的目的出发，未能按节能的要求从原理出发进行系统研究和改进。通过对该系统改进来降低电能的消耗，这就是本文的研究目的。

1 粉料存储输送系统的节能分析

1.1 粉料存储输送系统简介

目前绝大部分的搅拌楼粉料存储输送系统主要由粉料储存仓（罐）和粉料输送机构两部分组成。粉料储存仓由料仓筒体、排气除尘风帽、支架、进料管道、进料口、出料口以及破拱装置等构成；粉料输送机构则由螺旋输送机和电机构成。在工程应用中粉料存储输送系统有两种工作状况：一种是料仓筒体进料口的地面高度为10 m左右，出料口的地面高度为1 m左右，螺旋输送机将离地1 m高左右的粉料输送到离地10 m高左右的计量器或搅拌机内；另一种是料仓筒体进料口的地面高度为15 m左右，出料口的地面高度为5 m左右，螺旋输送机将离地5 m高左右的粉料输送到离地10 m高左右的计量器或搅拌机内。两种情况如图1所示。

1.2 能耗分析

沥青混凝土和水泥混凝土搅拌设备在工作过程中首先由外部的输送装置（散装水泥运输车）将粉料输送到高15 m或10 m左右的料仓入口进入储料仓内，然后又从高1 m或5 m左右出口通过螺旋输送机将粉料输送到高10 m左右的搅拌机内，最终粉料与其他材料一起搅拌成为合格的混凝土。若将上述过程消耗的能量相加，就会发现经过这些过程后粉料输送系统消耗的能量是将粉料直接从地面输送到搅拌机或计量器内消耗能量的2倍左右。粉料的势能则在0最大较小较大的过程中不断变化，这与机械设计节能基本原理相违背［1］。由以上分析看出，系统消耗的功率主要集中在粉料输送入储料仓内和由筒仓输送至搅拌机两个过程。

粉料由运输车罐内输送到筒仓中主要靠气压卸料装置完成。气压卸料装置风机消耗功率计算公式为

粉料由筒仓中运输到搅拌机的核心设备为螺旋输送机，为了分析其电能消耗的过程，必须对其功率进行计算。为此根据螺旋输送机的使用特点，将其抽象为数学模型，如图2所示。

螺旋输送机的消耗功率计算公式为

式中：N■——螺旋输送轴所需的功率；

Q——输送量；

k——功率系数，在1.2～1.4之间选取；

w——物料的阻力系数（水泥、沙子取3.2，煤灰、矿渣粉取4.0）；

L——螺旋输送机的水平投影长度；

H——螺旋输送机的垂直投影高度。

考虑到机械系统的效率，螺旋输送机所需的额定功率可按公式（3）计算

N=■（3）

式中：N——螺旋输送机的额定功率；

h——机械系统的效率，通常选取0.94。

分析系统能量消耗和由公式（1）和（2）不难发现，输送系统的功率消耗主要由气力和螺旋输送两部分组成。对于输送量相同的螺旋输送系统，其消耗功率与粉料的运行功率和粉料提升功率有关；对于输送量相同的气力输送系统，其消耗功率与粉料的输送距离或高度有关，由此可得螺旋和气力两种输送系统所消耗的功率大小主要取决于粉料的输送距离和高度。由于粉料的输送距离和高度又与储存粉料仓的入料口和出料口以及搅拌机的入料口有关，所以粉料输送系统消耗功率的大小主要取决于三者间的高度及距离（入料口与出料口之间的距离）。在设计搅拌设备时，由于成品料装运和对粉料计量的要求，搅拌机的入料口高度已基本确定，粉料仓的入料口和出料口要考虑其储存量且与散装水泥运输车的运送量匹配。因此，要在保证物料输送量Q不变的情况下，达到节约电能的目的，应对气力输送、螺旋输送和粉料仓三者进行共同分析和设计。