叶 炯

中交第三航务工程勘察设计院有限公司

1 引言

水泥是一种常见的建筑原材料，主要物料特性为粉状，粒度小于40 μm，平均容重1.45 t/m3，含水率小于1%。水泥的水平运输在水泥卸船项目中是一个重要的组成部分，采用合理的水平输送方式可使工艺流程流畅、高效、节能、经济环保。水泥水平运输的主要设备有带式输送机、埋刮板输送机、气垫皮带机、管状带式输送机、空气输送斜槽[1]等。某水泥卸船项目的水平运输采用空气输送斜槽，其结构简单、密封性好、噪声低、布置适应性好、维护成本低，可实现多点进料及出料。基于深圳某水泥卸船项目，对空气输送斜槽的参数取值进行介绍。

2 项目概况

该水泥卸船项目建设1个1万t级水泥卸船专用泊位，泊位长度约275 m，宽度20 m，满堂式结构，年货物吞吐量约300万t，可实现码头水泥卸船、水平输送、筒仓储存及筒仓出运的功能。

2.1 码头卸船工艺

根据水泥的物料特性及环保要求，码头装卸设备采用4台螺旋式连续卸船机，轨距10.5 m，回转半径17 m，每台最大能力600 t/h。

2.2 水平输送系统

水平输送采用空气输送斜槽作业。码头轨后布置4路XZ800空气输送斜槽，最大能力约700 t/h，码头4路空气输送斜槽两两汇成2路，采用XZ1200空气输送斜槽，最大输送量约为1 400 t/h。在筒仓布置2路XZ1200空气输送斜槽，每条斜槽分别与每个筒仓相连接。各空气输送斜槽之间采用链斗提升机相连，最大输送能力为1 400 t/h。

2.3 筒仓工艺

码头后方陆域布置18座钢结构水泥筒仓，沿码头至陆域延伸布置9行2列筒仓。筒仓直径为15 m，平均高度20 m，每座筒仓容量约5 000 t。每座筒仓底部布置1路装车线，装车能力为250 t/h。

2.4 工艺流程

装卸工艺流程为：船→螺旋式连续卸船机→码头空气输送斜槽→链斗提升机→筒仓区空气输送斜槽→筒仓→仓底卸料系统→水泥罐车。

3 水平运输设备选型

专业化的水平输送主要有带式输送机、埋刮板输送机、气垫皮带机、管状带式输送机、空气输送斜槽等。带式输送机运用比较广泛，具有通用性强、对货种适应性好、投资低等优点，但环保效果一般，噪声比较大。管状带式输送机中间输送胶带成管，密封性好，环保效果好，能实现大倾角输送，可适应复杂的地形环境，投资相对比较高。气垫皮带输送机采用气垫将皮带及上部物料托起，通过皮带与盘槽之间的气膜取代滑动或滚动摩擦，可大辐减少能耗并适用于大产量长距离物料输送，对物料有一定的要求，主要运用于散粮的输送。埋刮板输送机，运行稳定，故障率低，为中短距离中小产量输送设备，最大输送能力可达1 200 t/h。空气输送斜槽主要用于输送水分较低的粉状物料的气力输送设备，按长度需要将钢板制作成的槽子拼接而成，中间用法兰连接，布置时在输送方向形成一个向下的斜度。空气输送斜槽壳体分上下层，中间布置空气层[2]。作业时，向斜槽空气层接入压缩空气，物料会被气化，使得静止的物料变为流动状态，由于重力原因，从高到低滑下。采用空气输送斜槽输送水泥时，要求含水量不大于1%，温度不高于150℃。

3.1 槽宽及倾角的选择

空气输送斜槽的宽度在200～1 200 mm，斜槽的宽度和角度需同时考虑取值。按照空气输送斜槽的工作原理，物料流态化后，可在倾斜的溜槽内像液体一样从高往低流动，实现物料的输送。在密闭的溜槽内物料需要一定的厚度才能稳定运行。如物料太少，输送能力就越低，物料过多会堵塞溜管。根据实际的使用情况，一般物料的厚度在料道高度的25%～35%左右最为合适，需按照具体输送能力选择合适的斜槽宽度。

空气输送斜槽倾角一般为4°、6°、8°、10°、12°。为适应输送能力的需求，本方案采用800 mm和1 200 mm两种宽度的空气输送斜槽，根据倾角大小输送水泥所对应的最大能力见表1。

表1 不同倾角输送能力对比2

可见，同一规格的空气输送斜槽，角度越大，流速越大，输送能力越大。同时，根据实际使用情况，斜槽角度越小，物料流速越小，透气层的磨损程度越小，透气层的使用寿命越长。根据实际使用数据分析，空气输送斜槽的角度在6°时，既能满足输送能力的要求，又能满足使用寿命的要求。综合考虑使用要求及成本，空气输送斜槽按照倾斜角度6°设计。

3.2 空气输送斜槽耗气量的选择

空气输送斜槽的用气主要由离心风机提供，根据其不同的倾斜角度与输送的物料特性，用气量一般取值范围为：每平方米透气层需要1.5～3 m3/min。一般可取每平方透气层2 m3/min，气压为4～6 kPa。空气输送斜槽长度越大，所需气压越大。

4 结语

空气输送斜槽是一种技术成熟可靠的水平输送设备，在水泥输送行业具有广泛的应用。基于某水泥卸船项目，研究了空气输送斜槽运用于水泥输送的设计参数取值，为空气输送斜槽在水泥输送中的应用提供参考。