Способ пневматического транспортирования сыпучего материала по трубопроводу Советский патент 1990 года по МПК B65G53/00 

Изобретение относится к дальнему трубопроводному транспортированию сыпучих материалов в потоке газа, например измельченного угля, дисперсных рудных концентратов и т. п.

Цель изобретения - улучшение эксплуатационных характеристик.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема установки для реализации способа; на фиг. 2 - кривые изменения скорости потока взвеси по длине пневмопровода протяженностью 3 км в зависимости от величины налагаемого статического давления (1-Рст 0; 2 - РСТ 0,2; 3 - 0,5; 4 - 1,0; 5 - 2,0 МПа); фиг. 3 - то же, для трубопровода длиной 50 км (1-Рст 0; 2 - 1,0; 3 - 2,0; 4 - 3,0; 5 - 4,0 МПа).

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

С помощью отдельного компрессора трубопровод 1, бункеры 2 высокого давления, смеситель 3, циклон 4 и штатный компрессор 5 заполняют чистым газомносителем, например воздухом, и доводят его давление до величины, равной заданному значению статического давления РСт . Затем включают в расходный режим штатный компрессор 5, создающий напор АР, который обеспечивает перекачку газа-носителя, а следовательно, и взвеси до потребителя. При этом в установившемся состоянии давление после компрессора 5, т. е. на входе в трубопровод 1, будет равно Р&. РСТ + +ДР, а на выходе - Рвь« Рст , так как напор АР, создаваемый штатным компрессором, срабатывается на преодоление сопротивления транспортного тракта в процессе перекачки. После достижения заданной производительности по газу в смеситель 3 из бункера 2 высокого давления подают угольную пыль для образования углегазо- вой взвеси. Когда опорожнится один из бункеров 2, в котором поддерживают давление не меньше, чем давление в системе, подключают второй бункер, а первый в это время загружают углем из бункера низкого давления (хранилища) при атмоссл

о

Јь

сп ел

феркых условиях. Приготовленная в смесителе 3 взвесь за счет создаваемого штатным компрессором напора АР будет двигаться по трубопроводу 1 до промежуточной компрессорной станции, где потоку любым известным способом снова сообщают энергию для преодоления следующего участка трассы и т. д. На короткие расстояния (до 100 км) транспортирование осуществляют без промежуточных станций. В конеч- ном пункте двухфазный поток разделяют в циклоне 4. Сыпучий материал через затвор 6 выгружают в хранилище и далее подают на потребление, а сжатый до Рст газ-носитель после соответствующей очистки используют для технологических целей или сбрасывают в атмосферу.

Нормативный срок службы магистральных трубопроводов 30 лет. Это накладывает жесткие ограничения на интенсивность эрозионного износа труб, который не должен превышать 0,15-0,5 мм/г. По некоторым данным такая скорость износа может быть обеспечена лишь тогда, когда скорость потока, например, углегазовой взвеси снизится до значения порядка V,,, 3-4 м/с. На конкретном примере оп- ределим параметры, при которых реализуются условия, обеспечивающие нормативный срок службы трубопровода.

Пример реализации способа. В зависимости от геометрических размеров частиц ма- териала и транспортного трубопровода задают из условия износостойкости трубопровода скорость смеси на выходе из него. Затем принимают скорость смеси на входе в трубопровод несколько меньшей скорости на выходе. По известным формулам или за- висимостям определяют потери напора по длине трубопровода ДР. И по предлагаемой зависимости определяют предвари- тегльное статическое давление в системе Р« . Затем по известным зависимостям опреде- ляют критическую скорость материала в смеси с газом для данного материала при давлении газа на входе в трубопровод равном Р. +ДР+Р17М Если полученная критическая скорость меньше или равна принятой скорости смеси на входе в трубо- провод, то процесс транспортирования будет стабильным. При несоблюдении этого условия скорость на входе увеличивают и расчеты повторяют до получения скорости на входе в трубопровод не менее критической для данных условий.

Поскольку предварительно создаваемое статическое давление действует одинаково по всем направлениям, то в процессе транспортирования повышается общий уровень давления в каждом сечении на всем протяжении трубопровода на величину Р«т- В результате уменьшается относительная разность между начальным давлением и давлением на любой отметке трубопровода и нивелируется разница в скоростях взвеси по длине пневмопровода, т. е. достигается возможность транспортирования сыпучего материала в потоке сжатого газа, при котором скорость взвеси на любой отметке от исходной точки практически мало отличается от начальной скорости устойчивого транспортирования. Выравнивание скорости потока по длине трубопровода позволяет увеличивать дальность транспортирования с 3 до 10 км без промежуточных станций перекачки, причем достигается это при умеренном эрозионном износе и приемлемых энергозатратах на перекачку.

Использование предлагаемого способа трубопроводного транспорта сыпучего материала значительно расширяется диапазон применения пневмотранспорта по дальности перекачки сыпучего материала; снижение критической скорости, а следовательно, и скорости транспортирования взвеси приводит к снижению интенсивного эрозионного износа труб и оборудования (пропорционально квадрату скорости потока, а по некоторым данным - кубу скорости); уменьшению гидравлических потерь на перекачку (пропорционально квадрату скорости потока); снижению дегредации (разрушения частиц) сыпучего материала в процессе транспортирования.

Формула изобретения

Способ пневматического транспортирования сыпучего материала по трубопроводу, включающий перемещение поданного в трубопровод материала в смеси с газом под действием перепада давления и вывод материала в смеси с газом из трубопровода, отличающийся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик в трубопроводе перед подачей в него материала создают-и поддерживают в процессе транспортирования статическое давление, определяемое по формуле

Р ЈЈ ст ,

Vex

где ДР - перепад давления между входным и выходным концами трубопровода;

Увыхи VBX - скорости потока материала в смеси с газом на выходном и входном концах трубопровода.

Уюмь из бункера

низкого давления

Газ-носите ль

Очищенный

-

гпз

Уголь S хранилище

Фиг.1

Изобретение относится к пнематическому транспортированию сыпучих материалов по трубопроводам. Цель изобретения - повышение дальности транспортирования. Способ пневматического транспортирования сыпучего материала по трубопроводу заключается в перемещении материала в смеси с газом по трубопроводу под действием перепада давления ΔР. При этом в трубопроводе предварительно создают и поддерживают в процессе транспортирования статическое давление P ст, определяемое по формуле P ст=ΔР/V вых/V вх-1, где V вых и V вх - скорости смеси на выходе и входе в трубопровод. Создание в трубопроводе P ст позволяет снизить разность скоростей на входе и выходе трубопровода, повысить износостойкость трубопровода и увеличить дальность транспортирования. 1 ил.

I

«

/ Фие.2

2J

Алина трубопровода, нм

50

W

JO

20

10

Ю20304050

Фиг.Ъ Длина труЪопроёода, км