粉状物料筒仓气化系统的设计方法

摘要

本发明属于筒仓建设领域，尤其涉及一种粉状物料筒仓气化系统的设计方法。包括以下有效步骤：a、首先确定筒仓的直径大小、出料口个数以及用途；b、然后，确定需要施工的流化棒的表面积；c、确定流化棒所需的耗气量；d、然后，确定主供气管的半径大小；e、确定每个出料口处需安装流化棒的长度；f、最后，根据每个出料口的流化棒的总体长度，在出料口布置流化棒即可。本发明通过提供一种粉状物料筒仓气化系统的设计方法，利用科学合理的设计方法结合相应的计算公式，有效的确定了整个筒仓所需的耗气量，为筒仓的设计提供了技术上的保障，避免了传统胡乱设计所存在的重装或资源浪费的问题，节约了资源，降低了生产成本，保证了企业的利益。

权利要求

1.一种粉状物料筒仓气化系统的设计方法，其特征在于，包括以下有效步骤：a、首先确定筒仓的直径大小、出料口个数以及用途；

b、然后，确定需要施工的流化棒的表面积，确定公式为：其中，SL为筒仓所需施工的流化棒的表面积，SJ为筒仓的横截面积，d为筒仓的直径，λ为气化系数；

c、确定流化棒所需的耗气量，确定公式为：

其中，QZ为筒仓的总耗气量，为流化棒表面耗气量，γ为管道漏风系数；

d、然后，确定主供气管的半径大小，确定公式为：其中，RZ为主供气管的半径，v为主供气管的风速；

e、确定每个出料口处需安装流化棒的长度，确定公式为：其中，L1为每个出料口处需安装流化棒的长度，r1为流化棒的半径，n为筒仓出料口的个数；

f、最后，根据每个出料口的流化棒的总体长度，在出料口布置流化棒即可。

2.根据权利要求1所述的粉状物料筒仓气化系统的设计方法，其特征在于，所述f步骤中，流化棒的布置方法为：在出料口的两个相对边的中心位置处各设置一个流化棒，流化棒与出料口的边垂直设置，然后，以先设置好的流化棒为中心，左右水平均匀布置流化棒，相邻流化棒之间间隔1m，流化棒紧贴导料锥设置，其中，所述出料口为正方形的口。

说明书

粉状物料筒仓气化系统的设计方法

技术领域

[0001] 本发明属于筒仓建设领域，尤其涉及一种粉状物料筒仓气化系统的设计方法。

背景技术

[0002] 筒仓主要用于化工、粮食、饲料、建材等行业。随着国家对节能环保领域的高度重视，筒仓具有广泛的市场和广阔的用于前景。卸空率直接反映出筒仓的实用性能的优劣，是筒仓的主要性能指标。当筒仓出料情况恶化时，库内存料反而越积越多，积料的增加与出料的减缓致使筒仓有效流化容积减少，引起卸空率低。卸空率低不仅使筒仓发挥不出良好的出料功效，还致使筒仓利用的经济效益降低。

[0003] 筒仓内物料吨位偏大，料位过高时，使物料密实度加大，库底受存储物压强增大，物料紧压库底，流化性能降低。若长时间储存未进行对物料活化，致使库内物料压死，将会给出料造成困难。大型筒仓的卸料及均化，离不开筒仓底安装的流化装置。流化装置的均化是筒仓出料的关键。利用流化装置泻出的空气对粉状物料进行搅拌，在重力作用下产生“漏斗效应”，使粉态颗粒状物料向下卸落时尽量切割多层料面使之充分混合。利用不同的流化空气，使筒仓内平行料面发生大小不同的流化膨胀作用，有的区域均化卸料，有的区域流化，从而使筒仓内料面产生倾斜，进而使物料径向均化混合达到顺利出料的目的。

[0004] 而流化装置的使用，离不开气化系统，然而，目前现有的筒仓在设计气化系统中，往往都是根据施工人员的经验来进行判断，缺乏有效的科学依据，这就导致在筒仓建设完成后，可能因为耗气量不足造成的重新整改或者耗气量过多，造成的资源浪费，因此，迫切需求一种合理的设计方法使筒仓的气化系统在最低的成本下，达到最佳的气化效果，避免资源的浪费和重新整改的复杂施工。

发明内容

[0005] 本发明针对上述的缺乏科学的筒仓气化系统设计，提出了一种方法简单、科学有效且能够减少施工，达到最佳气化效果的粉状物料筒仓气化系统的设计方法。

[0006] 为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为，本发明提供一种粉状物料筒仓气化系统的设计方法，包括以下有效步骤：

[0007] a、首先确定筒仓的直径大小、出料口个数以及用途；

[0008] b、然后，确定需要施工的流化棒的表面积，确定公式为：

[0009]

[0010] 其中，SL为筒仓所需施工的流化棒的表面积，SJ为筒仓的横截面积，d为筒仓的直径，λ为气化系数；

[0011] c、确定流化棒所需的耗气量，确定公式为：

[0012]

[0013] 其中，QZ为筒仓的总耗气量，为流化棒表面耗气量，γ为管道漏风系数；

[0014] d、然后，确定主供气管的半径大小，确定公式为：

[0015]

[0016] 其中，RZ为主供气管的半径，v为主供气管的风速；

[0017] e、确定每个出料口处需安装流化棒的长度，确定公式为：

[0018]

[0019] 其中，L1为每个出料口处需安装流化棒的长度，r1为流化棒的半径，n为筒仓出料口的个数；

[0020] f、最后，根据每个出料口的流化棒的总体长度，在出料口布置流化棒即可。

[0021] 作为优选，所述f步骤中，流化棒的布置方法为：在出料口的两个相对边的中心位置处各设置一个流化棒，流化棒与出料口的边垂直设置，然后，以先设置好的流化棒为中心，左右水平均匀布置流化棒，相邻流化棒之间间隔1m，流化棒紧贴导料锥设置，其中，所述出料口为正方形的口。

[0022] 与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于，

[0023] 1、本发明通过提供一种粉状物料筒仓气化系统的设计方法，利用科学合理的设计方法结合相应的计算公式，有效的确定了整个筒仓所需的耗气量，为筒仓的设计提供了技术上的保障，避免了传统胡乱设计所存在的重装或资源浪费的问题，节约了资源，降低了生产成本，保证了企业的利益，同时，本发明方法简单、有效，适合大规模推广使用。

具体实施方式

[0024] 为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

[0025] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。

[0026] 实施例1，本实施例提供一种粉状物料筒仓气化系统的设计方法

[0027] 在本实施例中，以需要设计一个直径为46m，12个出料口的筒仓为例，本实施例所提供的筒仓用于储存水泥，计划采用循环卸料的方式进行物料的倾卸。在这里需要说明的是，为什么需要先确定筒仓的主要用途，因为盛放不同物料，所需要的流化面积也不同，以水泥为例，水泥筒仓的库底的气化面积最少需达到15％(粉煤灰气化面积需达到20％)即气化面积占水泥库横截面的15％，导料锥度达到30°。根据实际经验，直径为20m-80m的水泥钢板库的气化面积达到25％时为合理，故在设计时，首先要确定这个筒仓的用途。

[0028] 在确定好筒仓的一些基本信息后，即可实施具体的设计了，为了达到25％的气化面积，因此，首先就要确定需要施工的流化棒的表面积，确定公式为：

[0029]

[0030] 其中，SL为筒仓所需施工的流化棒的表面积，SJ为筒仓的横截面积，d为筒仓的直径，λ为气化系数，通过上述的信息可以知道，本实施例所需设计的筒仓横截面积为SJ＝1661.06m2(π取3.14)，λ为0.25(即所需的气化面积)，通过计算可得：SL＝415.265m2。

[0031] 根据确定好的筒仓所需施工的流化棒的表面积，就可以确定筒仓内流化棒所需的耗气量，确定公式为：

[0032]

[0033] 其中，QZ为筒仓的总耗气量，为流化棒表面耗气量，γ为管道漏风系数，在本实施例中，流化棒采用开孔面积占整个流化棒表面积的四分之三(单个流化棒的表面积与上文所说的流化棒的表面积概念不同)，因此在本实施例中，取值为0.73m3/(m2·min)，管道的漏风系数根据实际管道测量，在本实施例中，γ为1.2，通过计算可以得到QZ＝363.772m3/(m2·min)。

[0034] 接着就可以确定主供气管的半径大小，确定公式为：

[0035]

[0036] 其中，RZ为主供气管的半径，v为主供气管的风速，根据实际需要，主供气管的风速v＝8m/s～35m/s，在本实施例中，选取风速25m/s，由于本实施例采用循环卸料的方式进行物料的倾卸，因此，主供气管只供一个出料口即可，因此，需要将总的耗气量进行12等分，在根据上式计算可得，RZ＝80mm，即主供气管道直径为160mm，在这里需要注意的风速的单位是秒，而总耗气量以分钟为单位，因此需要进行相关的换算。

[0037] 最后，确定每个出料口处需安装流化棒的长度，确定公式为：

[0038]

[0039] 其中，L1为每个出料口处需安装流化棒的长度，r1为流化棒的半径，n为筒仓出料口的个数，目前，市场上流化棒规格主要为DN40、DN50两种，在本实施例中，DN40流化棒为例作为库内气化元件，即流化棒的半径为24mm，在本实施例中，出料口的个数为12个，因此，计算L1的长度为229.6m。

[0040] 最后就可以根据每个出料口的流化棒的总体长度，在出料口布置流化棒即可，出料口为正方形的口，流化棒的布置方法为在出料口的两个相对边的中心位置处各设置一个流化棒，即出料口的对边上设置流化棒，流化棒与出料口的边垂直设置，然后使流化棒紧贴导料锥设置，这样就可以确定第一个流化棒的长度，第一个流化棒的长度为以靠近出料口为流化棒的末端，向上延伸，延伸至靠近导料锥顶部20cm左右即可，然后再以先设置好的流化棒为中心，左右水平均匀布置流化棒，相邻流化棒之间间隔1m，由于导料锥的面为倒置的梯形设置，因此，每个流化棒的长度均不相同，这个需要最好根据实际导料锥来确定，当相对的两个边的流化棒全部布置好以后，然后再布置剩余的两个边的面即可，方法一样，在本实施例中，经过计算后，流化棒布置了两个面即可。

[0041] 在前文中说了，本筒仓将采用循环卸料的方式进行物料的倾卸，即任何时间段只有一个出料口再卸料，这种情况下，需要引入支气管，使主供气管道与流化棒连通，在本实3 2
施例中，共分了2个气化区，因此，每个气化区所需的耗气量为QZ/12/2＝15.15m /(m ·min)，这样，按照25m/s的风速计算，可得支气管的半径为43mm，因此，选用直径为90mm的支气管，这样，主供气管连通支气管，支气管再连通流化棒即可。

[0042] 实施例2，本实施例提供一种粉状物料筒仓气化系统的设计方法

[0043] 在本实施例中，以需要设计一个直径为60m，6个出料口，3个廊道的筒仓为例，本实施例所提供的筒仓用于储存粉煤灰，计划采用三个廊道内3个出料口进行同时卸料的方式进行物料的倾卸。在这里需要说明的是，为什么需要先确定筒仓的主要用途，因为盛放不同物料，所需要的流化面积也不同，粉煤灰气化面积需达到20％即气化面积占粉煤灰库横截面的20％，导料锥度达到30°，故在设计时，首先要确定这个筒仓的用途。

[0044] 在确定好筒仓的一些基本信息后，即可实施具体的设计了，为了达到20％的气化面积，因此，首先就要确定需要施工的流化棒的表面积，确定公式为：

[0045]

[0046] 其中，SL为筒仓所需施工的流化棒的表面积，SJ为筒仓的横截面积，d为筒仓的直径，λ为气化系数，通过上述的信息可以知道，本实施例所需设计的筒仓横截面积为SJ＝2826m2(π取3.14)，λ为0.20(即所需的气化面积)，通过计算可得：SL＝565.2m2。

[0047] 根据确定好的筒仓所需施工的流化棒的表面积，就可以确定筒仓内流化棒所需的耗气量，确定公式为：

[0048]

[0049] 其中，QZ为筒仓的总耗气量，为流化棒表面耗气量，γ为管道漏风系数，在本实施例中，流化棒采用开孔面积占整个流化棒表面积的四分之三(单个流化棒的表面积与上文所说的流化棒的表面积概念不同)，因此在本实施例中，取值为0.73m3/(m2·min)，管道的漏风系数根据实际管道测量，在本实施例中，γ为1.2，通过计算可以得到QZ＝495.115m3/(m2·min)。

[0050] 接着就可以确定主供气管的半径大小，确定公式为：

[0051]

[0052] 其中，RZ为主供气管的半径，v为主供气管的风速，根据实际需要，主供气管的风速v＝8m/s～35m/s，在本实施例中，选取风速30m/s，经过计算可得，RZ＝290mm，即主供气管道直径为600mm。

[0053] 最后，确定每个出料口处需安装流化棒的长度，确定公式为：

[0054]

[0055] 其中，L1为每个出料口处需安装流化棒的长度，r1为流化棒的半径，n为筒仓出料口的个数，目前，市场上流化棒规格主要为DN40、DN50两种，在本实施例中，DN40流化棒为例作为库内气化元件，即流化棒的半径为24mm，在本实施例中，出料口的个数为6个，因此，计算L1的长度为625m。

[0056] 最后就可以根据每个出料口的流化棒的总体长度，在出料口布置流化棒即可，出料口为正方形的口，流化棒的布置方法为在出料口的两个相对边的中心位置处各设置一个流化棒，即出料口的对边上设置流化棒，流化棒与出料口的边垂直设置，然后使流化棒紧贴导料锥设置，这样就可以确定第一个流化棒的长度，第一个流化棒的长度为以靠近出料口为流化棒的末端，向上延伸，延伸至靠近导料锥顶部20cm左右即可，然后再以先设置好的流化棒为中心，左右水平均匀布置流化棒，相邻流化棒之间间隔1m，由于导料锥的面为倒置的梯形设置，因此，每个流化棒的长度均不相同，这个需要最好根据实际导料锥来确定，当相对的两个边的流化棒全部布置好以后，然后再布置剩余的两个边的面即可，方法一样，在本实施例中，经过计算后，流化棒布置了四个面即可。

[0057] 在前文中说了，本筒仓将采用三个廊道内3个出料口进行同时卸料的方式进行物料的倾卸，因此，管道的布局应该是主供气管、一级支气管(每个廊道内的供气管)、二级支气管(每个导料锥面的供气管道)、流化棒的布局方式，因此，每个廊道内所需的耗气量为QZ/6＝82.5m3/(m2·min)，这样，按照30m/s的风速计算，可得一级支气管的半径为110mm，因此，选用直径为220mm的一级支气管，那么二级支气管的耗气量为QZ＝20.6m3/(m2·min)，这样，按照30m/s的风速计算，可得二级支气管的半径为60mm，因此，选用直径为120mm的二级支气管。

[0058] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。