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摘 要：通过采用宽流量双管稀相气力输送系统能够满足烟草企业对大流量、宽调节范围的烟草物料进行气力输送的工艺要求，并且相对传统的气力输送系统，造价低，占地面积小，能耗低，经济性好。
关键词：宽流量双管稀相；气力输送；大流量；宽调节范围；经济性好
中图分类号 TH48 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2016）08-128-03
1 气力输送系统及宽流量双管稀相气力输送系统产生的背景
气力输送系统是烟草行业常见的物料输送系统，其作用是采用气力输送方式对各种烟草物料进行输送，同时除去物料中夹带的粉尘碎末。随着烟草行业特色工艺的研究及发展，烟草企业经常需要对不同的烟草物料进行大流量的、且根据工艺需要能够适应不同流量输送要求的气力输送系统。传统的气力输送系统主要由吸料口、物料管路、落料器、除尘系统组成，一般针对单一流量的物料进行输送，通过合适的物料空气比确定系统所需风量，在满足工艺流量的条件下，具有较好的系统经济性。而如果要满足对大流量、宽调节范围的烟草物料进行气力输送，或者采用2套或多套独立的气力输送系统予以实现，造价高、占地面积大，而且能耗也高；或者采用一套能够满足最大流量的气力输送系统进行大系统变流量输送予以实现，不仅整个系统的几何尺寸较大，而且在输送小流量时系统的经济性差，能耗高。因此，传统的气力输送系统不利于烟草企业降本增效、节能减排的发展要求。
2 气力输送的优点和缺点及气力输送状态的分类
气力输送和其它设备相比具有一系列的优点：生产率高、设备的构造简单、管理方便、自动化程度高、节省劳动力、易装载、防潮、防污染。管道气力输送技术属于气固两相流，已有100a以上的历史。随着我国烟草行业的发展，在卷烟生产过程中烟叶、烟梗、碎叶、烟丝、灰土等，越来越广泛地采用了气力输送的方式。由于吸送式比压送式气力输送装置有在负压环境下使用，利于保证环境卫生，避免在正压条件下灰尘外溢，所以烟草行业内的物料风送普遍采用吸送式气力输送系统。
气力输送是指利用气体为载体，利用气体前后压差产生的压降提供能量来连续地输送管道中的物料的一种工艺。概括起来，气力输送有如下的优点和缺点：
2.1 输送管道能灵活地布置，从而使工厂设备工艺配置合理 然而，与其他输送形式相比，其缺点是动力消耗稍大，由于输送风速较高，易产生管道磨损和被输送物料的破碎。
2.2 气力输送状态的分类 根据气力输送状态而言，在气固两相流动时，物料的运动状态会随着输送风速风量的变化而变化的。当物料风速高时，物料处于悬浮状态，呈均匀分布状被气流输送；可以认为在垂直管中物料呈均匀分布界限和水平管中物料飞翔输送的界限，便是稀相和密相的界限。故经济速度线可视为稀相和密相的分界线。因此，概括起来，烟草行业内的整个气力输送系统主要采用了稀相气力输送。稀相气力输送特点：气流速度较高。气力输送是烟草行业内的主要是生产原料（包括烟叶、烟梗、碎叶、烟丝、灰土等）输送的一种重要方式。气力输送又称气流输送，利用气流的能量，在密闭管道内沿气流方向输送颗粒状物料，是流态化技术的一种具体应用。
3 宽流量双管稀相气力输送系统
宽流量双管稀相气力输送系统：涉及烟草加工技术领域，具体涉及对大流量、宽调节范围的烟草物料如叶片、烟梗、烟丝等的气力输送系统。本系统正是为了解决上述现有技术存在的不足而提供一种新的宽流量双管稀相气力输送系统，旨在采用一套系统就能够满足烟草企业对大流量、宽调节范围的烟草物料进行气力输送的工艺要求，并且相对传统的气力输送系统，造价低、占地面积小、能耗低、经济性好。
本系统是通过如下技术方案实现的。宽流量双管稀相气力输送系统，包括有吸料口、与吸料口连接的物料输送管路、连接于物料输送管路另一端的落料器、与落料器连通的带除尘器的除尘系统，所述物料输送管路是由2根并行连接于吸料口的物料管组成的双物料管路，所述落料器是带有2个进料口的双料口落料器，2根物料管分别连接落料器的2个进料口，在2根物料管上分别设置有闸阀，落料器底部带有落料口。落料器是内部设置有2个料仓的双仓落料器，一个料仓对应一个进料口。落料器的2个料仓分别通过管路连接有各自的风机，2台风机的出风口均通过排尘管路与除尘系统的除尘器连接，在连接料仓与风机的管路上设置有出风口蝶阀。除尘风机的风量为两台风机的风量之和。所述双仓落料器的落料口为同时连通2个料仓的一个共用的落料口或者各自分别连通一个料仓的双落料口。在除尘器上通过管路连接有除尘风机，在连接除尘器和除尘风机的管路上设置有除尘蝶阀。
本系统采用创新形式的双物料管路以及对应的双料口落料器结构，通过双管同时启动或单管单独启动对物料进行选择性输送，能够满足最大工艺流量的气力输送，同时也能够满足较小流量的气力输送。落料器可以采用双仓、双进料口的结构形式并且各自连接独立的风机，能够满足双物料管路分别单独供料以及双物料管路同时供料时的气料分离及排尘要求。采用双物料管配置双料口落料器，除尘管路仍可采用单除尘管、单除尘器及除尘器后单除尘风机的优化设计，采用一套气力输送系统就可以满足烟草企业对大流量、宽调节范围的烟草物料气力输送的工艺要求，相对传统的气力输送系统较好的适应了烟草企业降本增效、节能减排的发展要求。
4 具体实施方式
如图1、图2所示，本系统包括有吸料口1、与吸料口连接的物料输送管路、连接于物料输送管路另一端的落料器3、与落料器连通的带除尘器7的除尘系统。在除尘器7上通过管路连接有除尘风机6，在连接除尘器7和除尘风机6的管路上设置有除尘蝶阀10。所述物料输送管路是由2根并行连接于吸料口的物料管2、2’组成的双物料管路，所述落料器是带有2个进料口3a、3b的双料口落料器，2根物料管2、2’分别连接落料器的2个进料口3a、3b，在2根物料管2、2’上分别设置有闸阀8、8’，落料器底部带有落料口3f。 由于除尘系统在输送较大流量物料和较小流量物料时，其系统的风量不同（输送较大流量物料时系统风量是输送较小流量物料时的2倍），因此在2种工作状态下，除尘系统的管道风速不一样。例如，如果除尘管管径按照启动单物料管时除尘风速约12m/s左右设计，保证除尘管道内不积灰，那么双物料管均启动时，由于系统风量增加1倍，除尘风速约为24m/s左右。
5 红塔集团玉溪复烤车间打后烟梗风送技改实施案例
5.1 双管落料器选型 落料器在打叶复烤企业及卷烟企业应用较多，主要作为物料输送环节的料气分离设备，但是双管落料器则在行业是首创，由于红塔集团玉溪复烤车间采用的是叶基和叶身分部位加工工艺，且采用的是一条打叶复烤设备分时处理叶基和叶身2种物料，叶基加工时投料量为12 000kg/h，叶基的含梗率为60%左右，此时产生的烟梗流量为7 000kg/h左右；而叶身加工时投料量为12 000kg/h，叶身的含梗率为28%左右，此时产生的烟梗流量为3 500kg/h左右；而全打加工时投料量为12 000kg/h，含梗率为30%左右，此时产生的烟梗流量为3 600kg/h左右；基于烟梗工艺流量在实际生产时在：3 500～7 000kg/h之间变化，最大差异在一倍左右，因而采用2根物料管输送，每根物料管的输送能力为3 500kg/h左右，叶身加工时只采用1根管道输送烟梗，而叶基加工及全打加工时采用2根管道输送烟梗，即可满足物料性状不同，解决产生的生产工艺流量跳变问题。玉溪复烤车间采用双管落料器型号LYJ1803，宽度1 830mm；工艺流量：3 500～7 000kg/h。
5.2 玉溪复烤打后烟梗风送除尘计算 打后烟梗风送除尘设计采用的宽流量双管稀相气力输送系统设置如下：（1）物料段采用双物料管+双物料进口双除尘出口的落料器；（2）落料器两边除尘出口后不设本地风机，只在除尘器后设除尘风机；（3）落料器出口后双路除尘管不合并，采用双除尘管+双除尘器+双除尘风机+双净气管形式。
经计算，系统设计相关参数如下：双物料管D=420mm，管内风速v=21.7m/s；尘气段双除尘管D=530mm，管内风速v=13.6m/s；净气段双净气管D=560mm，管内风速v=12.2m/s；系统风量风压要求为：Q系=12 422m3/h，风压P系=8 576Pa；采用宽流量双管稀相气力输送系统需配除尘风机型号如下：需2台型号为9-19N012.5D；风量12 577m3/h，全压9 229Pa，转速1 450r/min，电机：Y250M-4，功率：55kW。
若采用传统气力输送系统设置如下：（1）落料器出口配本地风机需提供吸口至本地风机出口风压；（2）除尘器后风机需提供合并除尘段风压，风机需变频调速设置；经计算，系统设计相关参数如下：双物料管D=420mm，管内风速v=21.7m/s；尘气段双除尘管D=530mm，管内风速v=13.6m/s；
净气段双净气管D=560mm，管内风速v=12.2m/s；传统落料器出口本地风机需满足风量Q=12 422m3/h，风压P=5 697Pa；落料器出口本地风机配双除尘风机型号如下：需2台型号为9-19N011.2D，风量13 269m3/h，全压
7 428Pa，转速1 450r/min，电机：Y255M-4，功率：45kW。除尘器后风机需满足风量Q=24 844m3/h，风压P=6 918Pa；除尘器后配除尘风机型号如下：需1台型号为9-26N011.2D，风量27 142m3/h，全压7 637Pa，转速1 450r/min，电机：Y280M-4，功率90kW。
通过上述比较可以看出采用宽流量双管稀相气力输送系统要比传统气力输送系统少配置一台风机，节约装机功率90kW。
目前该系统已投入使用，经过生产实践验证，该系统运行稳定、状态良好；采用宽流量双管稀相气力输送系统能够满足烟草企业对大流量、宽调节范围的烟草物料进行气力输送的工艺要求，并且相对传统的气力输送系统，造价低，占地面积小，能耗低，经济性好。
（责编：张长青）
关键词：宽流量双管稀相；气力输送；大流量；宽调节范围；经济性好
中图分类号 TH48 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2016）08-128-03
1 气力输送系统及宽流量双管稀相气力输送系统产生的背景
气力输送系统是烟草行业常见的物料输送系统，其作用是采用气力输送方式对各种烟草物料进行输送，同时除去物料中夹带的粉尘碎末。随着烟草行业特色工艺的研究及发展，烟草企业经常需要对不同的烟草物料进行大流量的、且根据工艺需要能够适应不同流量输送要求的气力输送系统。传统的气力输送系统主要由吸料口、物料管路、落料器、除尘系统组成，一般针对单一流量的物料进行输送，通过合适的物料空气比确定系统所需风量，在满足工艺流量的条件下，具有较好的系统经济性。而如果要满足对大流量、宽调节范围的烟草物料进行气力输送，或者采用2套或多套独立的气力输送系统予以实现，造价高、占地面积大，而且能耗也高；或者采用一套能够满足最大流量的气力输送系统进行大系统变流量输送予以实现，不仅整个系统的几何尺寸较大，而且在输送小流量时系统的经济性差，能耗高。因此，传统的气力输送系统不利于烟草企业降本增效、节能减排的发展要求。
2 气力输送的优点和缺点及气力输送状态的分类
气力输送和其它设备相比具有一系列的优点：生产率高、设备的构造简单、管理方便、自动化程度高、节省劳动力、易装载、防潮、防污染。管道气力输送技术属于气固两相流，已有100a以上的历史。随着我国烟草行业的发展，在卷烟生产过程中烟叶、烟梗、碎叶、烟丝、灰土等，越来越广泛地采用了气力输送的方式。由于吸送式比压送式气力输送装置有在负压环境下使用，利于保证环境卫生，避免在正压条件下灰尘外溢，所以烟草行业内的物料风送普遍采用吸送式气力输送系统。
气力输送是指利用气体为载体，利用气体前后压差产生的压降提供能量来连续地输送管道中的物料的一种工艺。概括起来，气力输送有如下的优点和缺点：
2.1 输送管道能灵活地布置，从而使工厂设备工艺配置合理 然而，与其他输送形式相比，其缺点是动力消耗稍大，由于输送风速较高，易产生管道磨损和被输送物料的破碎。
2.2 气力输送状态的分类 根据气力输送状态而言，在气固两相流动时，物料的运动状态会随着输送风速风量的变化而变化的。当物料风速高时，物料处于悬浮状态，呈均匀分布状被气流输送；可以认为在垂直管中物料呈均匀分布界限和水平管中物料飞翔输送的界限，便是稀相和密相的界限。故经济速度线可视为稀相和密相的分界线。因此，概括起来，烟草行业内的整个气力输送系统主要采用了稀相气力输送。稀相气力输送特点：气流速度较高。气力输送是烟草行业内的主要是生产原料（包括烟叶、烟梗、碎叶、烟丝、灰土等）输送的一种重要方式。气力输送又称气流输送，利用气流的能量，在密闭管道内沿气流方向输送颗粒状物料，是流态化技术的一种具体应用。
3 宽流量双管稀相气力输送系统
宽流量双管稀相气力输送系统：涉及烟草加工技术领域，具体涉及对大流量、宽调节范围的烟草物料如叶片、烟梗、烟丝等的气力输送系统。本系统正是为了解决上述现有技术存在的不足而提供一种新的宽流量双管稀相气力输送系统，旨在采用一套系统就能够满足烟草企业对大流量、宽调节范围的烟草物料进行气力输送的工艺要求，并且相对传统的气力输送系统，造价低、占地面积小、能耗低、经济性好。
本系统是通过如下技术方案实现的。宽流量双管稀相气力输送系统，包括有吸料口、与吸料口连接的物料输送管路、连接于物料输送管路另一端的落料器、与落料器连通的带除尘器的除尘系统，所述物料输送管路是由2根并行连接于吸料口的物料管组成的双物料管路，所述落料器是带有2个进料口的双料口落料器，2根物料管分别连接落料器的2个进料口，在2根物料管上分别设置有闸阀，落料器底部带有落料口。落料器是内部设置有2个料仓的双仓落料器，一个料仓对应一个进料口。落料器的2个料仓分别通过管路连接有各自的风机，2台风机的出风口均通过排尘管路与除尘系统的除尘器连接，在连接料仓与风机的管路上设置有出风口蝶阀。除尘风机的风量为两台风机的风量之和。所述双仓落料器的落料口为同时连通2个料仓的一个共用的落料口或者各自分别连通一个料仓的双落料口。在除尘器上通过管路连接有除尘风机，在连接除尘器和除尘风机的管路上设置有除尘蝶阀。
本系统采用创新形式的双物料管路以及对应的双料口落料器结构，通过双管同时启动或单管单独启动对物料进行选择性输送，能够满足最大工艺流量的气力输送，同时也能够满足较小流量的气力输送。落料器可以采用双仓、双进料口的结构形式并且各自连接独立的风机，能够满足双物料管路分别单独供料以及双物料管路同时供料时的气料分离及排尘要求。采用双物料管配置双料口落料器，除尘管路仍可采用单除尘管、单除尘器及除尘器后单除尘风机的优化设计，采用一套气力输送系统就可以满足烟草企业对大流量、宽调节范围的烟草物料气力输送的工艺要求，相对传统的气力输送系统较好的适应了烟草企业降本增效、节能减排的发展要求。
4 具体实施方式
如图1、图2所示，本系统包括有吸料口1、与吸料口连接的物料输送管路、连接于物料输送管路另一端的落料器3、与落料器连通的带除尘器7的除尘系统。在除尘器7上通过管路连接有除尘风机6，在连接除尘器7和除尘风机6的管路上设置有除尘蝶阀10。所述物料输送管路是由2根并行连接于吸料口的物料管2、2’组成的双物料管路，所述落料器是带有2个进料口3a、3b的双料口落料器，2根物料管2、2’分别连接落料器的2个进料口3a、3b，在2根物料管2、2’上分别设置有闸阀8、8’，落料器底部带有落料口3f。 由于除尘系统在输送较大流量物料和较小流量物料时，其系统的风量不同（输送较大流量物料时系统风量是输送较小流量物料时的2倍），因此在2种工作状态下，除尘系统的管道风速不一样。例如，如果除尘管管径按照启动单物料管时除尘风速约12m/s左右设计，保证除尘管道内不积灰，那么双物料管均启动时，由于系统风量增加1倍，除尘风速约为24m/s左右。
5 红塔集团玉溪复烤车间打后烟梗风送技改实施案例
5.1 双管落料器选型 落料器在打叶复烤企业及卷烟企业应用较多，主要作为物料输送环节的料气分离设备，但是双管落料器则在行业是首创，由于红塔集团玉溪复烤车间采用的是叶基和叶身分部位加工工艺，且采用的是一条打叶复烤设备分时处理叶基和叶身2种物料，叶基加工时投料量为12 000kg/h，叶基的含梗率为60%左右，此时产生的烟梗流量为7 000kg/h左右；而叶身加工时投料量为12 000kg/h，叶身的含梗率为28%左右，此时产生的烟梗流量为3 500kg/h左右；而全打加工时投料量为12 000kg/h，含梗率为30%左右，此时产生的烟梗流量为3 600kg/h左右；基于烟梗工艺流量在实际生产时在：3 500～7 000kg/h之间变化，最大差异在一倍左右，因而采用2根物料管输送，每根物料管的输送能力为3 500kg/h左右，叶身加工时只采用1根管道输送烟梗，而叶基加工及全打加工时采用2根管道输送烟梗，即可满足物料性状不同，解决产生的生产工艺流量跳变问题。玉溪复烤车间采用双管落料器型号LYJ1803，宽度1 830mm；工艺流量：3 500～7 000kg/h。
5.2 玉溪复烤打后烟梗风送除尘计算 打后烟梗风送除尘设计采用的宽流量双管稀相气力输送系统设置如下：（1）物料段采用双物料管+双物料进口双除尘出口的落料器；（2）落料器两边除尘出口后不设本地风机，只在除尘器后设除尘风机；（3）落料器出口后双路除尘管不合并，采用双除尘管+双除尘器+双除尘风机+双净气管形式。
经计算，系统设计相关参数如下：双物料管D=420mm，管内风速v=21.7m/s；尘气段双除尘管D=530mm，管内风速v=13.6m/s；净气段双净气管D=560mm，管内风速v=12.2m/s；系统风量风压要求为：Q系=12 422m3/h，风压P系=8 576Pa；采用宽流量双管稀相气力输送系统需配除尘风机型号如下：需2台型号为9-19N012.5D；风量12 577m3/h，全压9 229Pa，转速1 450r/min，电机：Y250M-4，功率：55kW。
若采用传统气力输送系统设置如下：（1）落料器出口配本地风机需提供吸口至本地风机出口风压；（2）除尘器后风机需提供合并除尘段风压，风机需变频调速设置；经计算，系统设计相关参数如下：双物料管D=420mm，管内风速v=21.7m/s；尘气段双除尘管D=530mm，管内风速v=13.6m/s；
净气段双净气管D=560mm，管内风速v=12.2m/s；传统落料器出口本地风机需满足风量Q=12 422m3/h，风压P=5 697Pa；落料器出口本地风机配双除尘风机型号如下：需2台型号为9-19N011.2D，风量13 269m3/h，全压
7 428Pa，转速1 450r/min，电机：Y255M-4，功率：45kW。除尘器后风机需满足风量Q=24 844m3/h，风压P=6 918Pa；除尘器后配除尘风机型号如下：需1台型号为9-26N011.2D，风量27 142m3/h，全压7 637Pa，转速1 450r/min，电机：Y280M-4，功率90kW。
通过上述比较可以看出采用宽流量双管稀相气力输送系统要比传统气力输送系统少配置一台风机，节约装机功率90kW。
目前该系统已投入使用，经过生产实践验证，该系统运行稳定、状态良好；采用宽流量双管稀相气力输送系统能够满足烟草企业对大流量、宽调节范围的烟草物料进行气力输送的工艺要求，并且相对传统的气力输送系统，造价低，占地面积小，能耗低，经济性好。
（责编：张长青）