[其他]氣、固、液三相流高濃度管道輸送系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 87100296
• 申請日: 1987-01-12
• 公開（公告）號(hào): CN87100296A
• 公開（公告）日: 1988-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張興榮;鄒履泰;章少強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢水利電力學(xué)院
• 主分類號(hào): B65G53/00
• 分類號(hào): B65G53/00
• 代理公司: 武漢水利電力學(xué)院專利事務(wù)所
• 代理人: 羅紹軍,梅俊祥

本發(fā)明屬于多相流管道輸送技術(shù)領(lǐng)域。

目前對橫向管道輸送技術(shù)研究極少，最有代表性的是匈牙利Banhida發(fā)電廠正在運(yùn)行的氣、固、液三相流工業(yè)管道系統(tǒng)，輸送管長不超過2公里（見《多相流管道輸送》譯文集和《赴匈牙利發(fā)電廠除灰考察報(bào)告》）。

該系統(tǒng)輸送固體物料的流動(dòng)介質(zhì)是以氣體為主，液體為輔。加氣方式是在泵的進(jìn)口前面進(jìn)行加氣，因而需要購置較大功率的侖式泵系統(tǒng)，基建投資較大。由于該系統(tǒng)加氣量大，氣體在管道內(nèi)沿程發(fā)生嚴(yán)重膨脹，使管道輸送阻力沿程增加，因此，固體物料輸送距離較短，最大不超過兩公里，不適宜長距離輸送，經(jīng)濟(jì)效益低。

本發(fā)明就是針對上述情況而研制的一種減阻、節(jié)能、且適宜長距離輸送的“新型氣、固、液三相流橫向管道輸送系統(tǒng)”。

參見本發(fā)明的附圖，其中：

圖1，表示各濃度下流速與最佳加氣量比值K_s關(guān)系圖。

圖2，表示加氣管埋設(shè)位置布置平面圖。

圖3，表示加氣管埋設(shè)位置正面圖。（A-A）為加氣固定支架。

圖4，表示三相流的水力坡降iogs最佳加氣量比值K_s關(guān)系圖。

此圖在重量濃度為C_ω＝42.95%情況下。

圖4（8）V_PJ＝4.65m/s

圖4（9）V_PJ＝3.35m/s

圖4（10）V_PJ＝2.01m/s

圖4（11）V_PJ＝1.315m/s

新型氣、固、液三相流橫向管道輸送系統(tǒng)由濃縮池、泵、加氣管（圖2（3））、法蘭盤（圖3（1））、控制閥（圖3（2））及液、固兩相流輸送 管道（圖2（4））等部件組成，且輸送固體物料的流動(dòng)介質(zhì)是以液體為主，氣體為輔。加氣管長度由進(jìn)口段長為300毫米（圖2（7））、加氣量安全控制段長為1000毫米（圖2（5））、加氣管位置固定段長為300毫米（圖2（6））及出口段長為300毫米（圖2（3））等部件組成。

該系統(tǒng)加氣位置距泵出口處約20-40米處，其加氣管與液、固兩相流管為褲衩形，加氣咀為拋物曲線，并且加氣管管軸與漿體輸送管道軸線順?biāo)鞣较虻膴A角（α）為-0.5--4.5度如圖3。在該范圍內(nèi)微小氣珠沿管斷面分布較均勻，減阻效果較好。

加氣量是三相流減阻效果的關(guān)鍵。加氣量大小，直接影響其減阻效果。由實(shí)驗(yàn)可知，三相流的水力坡降iogs與加氣量比值K_s（K_s＝加氣量/三相流總流量）的關(guān)系曲線（如圖4）大致為一條向上凹起的曲線，存在極小點(diǎn)，該點(diǎn)iogs值最小，對應(yīng)該點(diǎn)的K_s即為該濃度流速下的最佳加氣量比值K_佳，此時(shí)其減阻效果最佳。

三相流輸送流速（Vogs）與最佳加氣量比值K_s的關(guān)系呈向上凹的曲線（如圖1）。隨著流速減小，最佳加氣量比值K_s增大。

氣量輸入管道，必須施加一定壓力，該壓力與固、液兩相流輸送壓力有關(guān)。因此，三相流輸送漿體時(shí)施加多大壓力將會(huì)影響減阻效果。本發(fā)明所施加的加氣壓力一般高于加氣孔處漿體壓力的20%左右。

按照上述方式制造的新型氣、固、液三相流橫向管道輸送系統(tǒng)具有節(jié)電、節(jié)水，減輕管道磨損以及防止管道堵塞等優(yōu)點(diǎn)，適宜長距離輸送。不僅對現(xiàn)有兩相流設(shè)備改造方便，且見效快，投資少。據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)，本發(fā)明與現(xiàn)有兩相流設(shè)備相比，可節(jié)約電能60%左右。

下面以粉煤灰的輸送為例，進(jìn)一步說明新型氣、固、液三相流橫向管 道輸送系統(tǒng)的減阻效果，由實(shí)測可知，對漿體流速含灰濃度的變化，其減阻效益如下：

a）高濃度（C_ω≥34.45%），小流速（V_P3＝1.1～1.35m/s）最佳加氣量比值K_佳為5～7%時(shí)，三相流比固、液兩相流的減阻值為70%左右。

b）低濃度（C_ω≤13.8%，大流速（V_P3≥4.3m/s），K_佳＝1.11.4%時(shí)，減阻值為9～13%。

c）在其它濃度與流速的組合條件下，減阻效果為15%～60%。