浓相输送的气流速度及管径选择

近年来浓相输送技术在国内外高炉喷煤系统中得到迅速推广，大体上可分为单管路系统和多管路系统。单管路系统按供料方式又有流化罐和可调给料器两种；多管路系统又可分为在喷吹罐设一个大流化罐，上设若干支管直接将煤粉输送到各风口，或者在喷吹罐下再分设若干小流化罐，小流化罐数与风口数相同，负责向高炉风口喷煤。

7.4.2.1　浓相输送特征

浓相输送是先将喷吹罐下部的煤粉通过流化床进行流态化，再在罐压作用下输送到高炉风口。流化床由多孔材料构成，具有一定的透气性。按照煤粉的物理性质——密度、粒度等从流化床下部吹入一定气体后，使流化床上部的煤粉开始“悬浮”起来，形成气固两相混合流，这时通过流化床的气流速度称为临界流化速度。高炉喷吹的煤粉，粒度一般小于0.074mm占80%以上，临界流化速度为0.1m/s左右。将通过流化床的气流速度继续增大，直到将煤粉悬浮起来，这时的气体流速称为煤粉的悬浮速度。如果再增加气流速度，超过煤粉的悬浮速度后，则部分煤粉被吹出，因气体流量增加，单位体积内煤粉的浓度降低，这时则成为稀相输送。因此，实现浓相输送的适宜气流速度应是大于临界流化速度且小于煤粉的悬浮速度。

但是，在气力输送过程中，还要克服煤粉颗粒间摩擦、煤粉颗粒与管壁间的摩擦阻力等，另外，在输送管中由于气流沿管径分布不均匀，管壁附近存在边界层，因而在输送煤粉时所需的实际气流速度比煤粉的悬浮速度大几十倍。一般在浓相输送时，煤粉在水平管道中的输送速度为4～7m/s。

稀相输送与浓相输送在管道中的输送形态有很大差别。稀相输送时煤粉均匀地分布在气流中，煤粉沿管道断面均匀分布呈悬浮状态；而浓相输送时，由于气体流速低，单位体积内煤粉浓度高，形成输送管道下部煤粉较多，上部较少，但没有停滞现象，由于煤粉粒度又不很均匀，较大颗粒的煤粉主要在管底流动，这种现象称为底密悬浮流动。在实验室内用透明的塑料管输送时，可以明显地看到底密悬浮流动现象。另一个差别是：在稀相输送时，煤粉与气流速度基本一致，是一种均匀流动；而浓相输送的底密悬浮流动与气流速度不一致，一般煤粉流动速度仅为气流速度的1/2左右。

浓相输送按出料口在喷吹罐的位置不同，可以分为上出料式和下出料式两种，上出料方式输送较稳定。

7.4.2.2　影响浓相输送的因素

（1）输送浓度与输送压力。浓相输送时输送管道中的压力损失（Δp）可由下式计算

式中　λg——气体的摩擦阻力系数；

m——固气混合比；

λs——煤粉的附加摩擦阻力系数；

L——输送管长度；(www.xing528.com)

D——输送管径；

v——气流的平均速度；

ρg——气体的平均密度。

由上式可以看出，输送浓度越高，即m越大，Δp越大，要求喷吹罐的压力越高。

（2）输送距离与混合比。由上式可知，输送管道越长，Δp越大，因为罐压只能在一定范围内升降，因此增大输送距离，会降低输送浓度。

（3）输送管径与混合比。一般浓相输送要求输送管径不宜太大，应比稀相输送小。因为单位煤粉所需载气量较少，但是如果管径太小，容易造成管道堵塞。根据实验不发生管道堵塞的条件是：

式中　Fr——弗劳德准数；

v——输送速度；

g——重力加速度；

D——输送管道直径。