Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống chuyển tro bay bằng bơm bột

Xuất phát từ yêu cầu thực tế, với kinh nghiệm dày dạn trong công tác nghiên cứu khoa học – công nghệ, Viện Nghiên cứu Cơ khí đã đề xuất và được Bộ Công Thương chấp thuận đề tài: “Nghiên

“Nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ thống vận chuyển tro bay bằng bơm bột”

MỤC LỤC

Mục lục ……… ……… 1

Giới thiệu chung đề tài ……… 2

Danh sách thành viên tham gia ……….… 4

Lời nói đầu ……… … 5

Chương 1: Nghiên cứu, khảo sát thiết bị vận chuyển tro bay bằng phương pháp cơ khí truyền thống ………

6 1.1.Tống quan chung về tro bay và hệ thống vận chuyển tro bay bằng cơ khí truyền thống………

6 1.1.1.Tổng quan chung về tro bay……… 6

1.1.2.Hệ thống vận chuyển tro bay bằng cơ khí……… 8

1.1.3.Các ưu, nhược điểm của hệ thống vận chuyển tro bay bằng cơ khí 15 1.2.Yêu cầu cấp bách sử dụng hệ thống vận chuyển tro bay tiên tiến hiệu quả hơn 18 1.3 Kết luận chương 1……… 21

Chương 2: Tính toán, chọn thông số kỹ thuật, thiết kế hệ thống vận chuyển tro bay bằng bơm bột………

22 2.1.Tính toán, chọn thông số……… 22

2.1.1.Cơ sở tính toán……… 22

2.1.2.Tính toán……… 25

2.2.Lựa chọn thiết bị……… 27

2.3.Lựa chọn thông số kỹ thuật - Thiết kế hệ thốngt 28 2.4 Kết luận Chương 2 30 Chương 3: Hướng dẫn sử dụng hệ thống vận chuyển tro bay bằng bơm bột………

39 3.1.Mô tả hệ thống……… 31

3.2.Hướng dẫn sử dụng……… 32

Chương 4: Qui trình công nghệ chế tạo một số chi tiết thân bơm và ống liên kết 1 43 Kết luận và Kiến nghị 58 Lời cảm ơn 59 Tài liệu tham khảo……… 60

Phụ lục 61

Đề tài Nghiên cứu KHCN - cấp Bộ năm 2010 – KS.Đỗ Thái Cường 2

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỀ TÀI

1 Tên đề tài: “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ thống vận chuyển tro bay bằng bơm

bột”

2 Cơ sở pháp lý của đề tài

- Quyết định số 6228 /QĐ –BCT, ngày 10 tháng 12 năm 2009 về việc đặt hàng thực hiện các nhiệm vụ khoa học và công nghệ năm 2010 của Bộ Công Thương

- Hợp đồng đặt hàng sản xuất và cung cấp dịch vụ sự nghiệp công nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ, số 199.10 RD/HĐ-KHCN, ký ngày 16 tháng 3 năm

Vì vậy đòi hỏi thay thế hệ thống vận chuyển đó bằng hệ thống vận chuyển kín hơn, ít gây bụi và tuổi thọ lâu hơn

3.2 Mục tiêu của đề tài:

- Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ thống vận chuyển tro bay bằng bơm bột

- Đưa vào ứng dụng trong sản xuất

4 Đối tượng, phạm vi và nội dung nghiên cứu

4.1 Đối tượng:

Hệ thống vận chuyển tro bay …

4.2 Phạm vi và nội dung nghiên cứu:

- Nghiên cứu, khảo sát thiết bị vận chuyển tro bay bằng cơ khí truyền thống (gầu nâng, vít tải, băng tải …)

- Tính toán, chọn thông số kỹ thuật, thiết kế hệ thống vận chuyển tro bay bằng bơm bột

- Nội địa hoá một số bộ phận chính: bơm, cấp liệu, cơ cấu phối liệu

- Khảo nghiệm đánh giá kết quả

-Viết báo cáo tổng kết đề tài

5 Kinh phí thực hiện đề tài:

“Nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ thống vận chuyển tro bay bằng bơm bột”

Đề tài Nghiên cứu KHCN - cấp Bộ năm 2010 – KS.Đỗ Thái Cường 4

DANH SÁCH THÀNH VIÊN THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

TT Họ và tên Học hàm, học vị,

chuyên môn

Cơ quan công tác

1 Đỗ Thái Cường Kỹ sư Cơ khí Viện Nghiên cứu Cơ khí

2 Phan Thạch Hổ NCVCC, TS kỹ thuật Viện Nghiên cứu Cơ khí

3 Nguyễn Văn Bình Kỹ sư Cơ khí Viện Nghiên cứu Cơ khí

4 Bùi Khắc Dũng Kỹ sư Cơ khí Viện Nghiên cứu Cơ khí

5 Bùi Anh Tuấn Kỹ sư Cơ khí Viện Nghiên cứu Cơ khí

6 Nguyễn Anh Sơn Kỹ sư thủy lợi

Cơ sở sản xuất tro bay Phả Lại– BQLDA nhà máy thủy điện Sơn La.EST

7 Mai Đức Thái Kỹ sư Cơ khí Viện Nghiên cứu Cơ khí

8 Lê Đồng Thành Kỹ sư Cơ khí Viện Nghiên cứu Cơ khí

“Nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ thống vận chuyển tro bay bằng bơm bột”

LỜI NÓI ĐẦU

Ở nước ta hiện nay, nhiều công trình xây dựng cơ bản như xây dựng giao thông, kiến trúc dân dụng, xây dựng công nghiệp, thủy lợi v.v… đang được đầu tư đáng kể Điều đó dẫn tới các phương tiện cơ giới thi công và các phương tiện vận chuyển và trang thiết bị xếp dỡ tăng lên rất nhiều Trong những năm gần đây, ngoài các máy xây dựng, vận chuyển mang tính chất thông dụng thì các loại máy móc vận chuyển ưu việt gọn nhẹ, độ tin cậy cao năng suất làm việc lớn chất lượng cao, nhưng cũng có những khó khăn nhất định trong việc sử dụng và bảo dưỡng sửa chữa các hệ thống thiết bị máy móc đó Thực tiễn đang đặt ra nhiều nhu cầu cho khoa học công nghệ, cơ chế thị trường thật sự đã thúc bách các doanh nghiệp và người sản xuất quan tâm đầu tư đổi mới công nghệ, nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm, hạ giá thành, tạo lợi thế cạnh tranh trên thị trường Với tốc độ phát triển của nền kinh tế như hiện nay, các ngành công nghiệp như xi măng, hoá chất, tuyển khoáng, than và nhất là các dây chuyền sản xuất tro bay đang được đầu tư, phát triển Việc xây dựng các dây chuyển đòi hỏi các thiết bị phải được cung cấp kịp thời, đáp ứng tiến độ và giảm giá thành, nâng cao hiệu quả kinh tế

Xuất phát từ yêu cầu thực tế, với kinh nghiệm dày dạn trong công tác nghiên cứu khoa học – công nghệ, Viện Nghiên cứu Cơ khí đã đề xuất và được Bộ Công Thương chấp thuận đề tài: “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ thống vận chuyển tro bay bằng bơm bột” Thực hiện đề tài này, nhóm đề tài mong muốn góp phần vào công cuộc làm xanh nền công nghiệp đó là khai thác tận dụng các phế thải công nghiệp gây

ô nhiễm môi trường Nhóm đề tài cũng mong muốn được các nhà khoa học, các độc giả quan tâm đến vấn đề này đóng góp thêm những kinh nghiệm quý báu cho đề tài được hoàn thiện hơn

Xin trân trọng cảm ơn!

NHÓM ĐỀ TÀI

Đề tài Nghiờn cứu KHCN - cấp Bộ năm 2010 – KS.Đỗ Thỏi Cường 6

CHƯƠNG 1 NGHIấN CỨU, KHẢO SÁT THIẾT BỊ VẬN CHUYỂN TRO BAY BẰNG CƠ KHÍ

TRUYỀN THỐNG 1.1 Tổng quan chung về tro bay và hệ thống thiết bị vận chuyển tro bay bằng cơ khớ truyền thống

1.1.1 Tổng quan về tro bay

1.1.1.1.Phõn loại:

a/ Phương phỏp phõn loại tro theo ASTM C618 (Mỹ)

Theo phương phỏp phõn loại này chia thành ba loại: tro N, tro F và tro C, định nghĩa của nú như sau:

Loại tro N: Là loại tro thụ tự nhiờn cũn để nguyờn chất hoặc bụi than tự nhiờn

của nỳi lửa đồng thời phự hợp với cỏc tớnh chất của loại tro này Như là một vài quỏ trỡnh địa chất của quả đất, đỏ phiến xilic cú tớnh chất opan, đỏ phiến sột,đỏ tạo thành từ tro nỳi lửa và tro nỳi lửa được đốt thành than hoặc khụng được đốt thành than và sự phự hợp của vật chất được đốt thành than để đem lại cỏc tớnh chất đỏp ứng đặc điểm của loại than này Như là đất sột và đỏ phiến sột

Loại tro F: Thụng thường thu được trong quỏ trỡnh đốt than yếm khớ (khụng

khúi) hoặc than khúi đồng thời phự hợp với điều kiện kỹ thuật của loại tro này Chỳng

cú tớnh chất của loại tro nỳi lửa

Loại tro C: Thụng thường thu được trong quỏ trỡnh đốt than nõu hoặc than yếm

khớ, đồng thời phự hợp với điều kiện kỹ thuật của loại tro này Chỳng cú tớnh chất của loại tro nỳi lửa và thể hiện một tớnh chất kết dớnh nào đú, một số loại tro C cú hàm lượng CaO cao hơn 10%

b/ Phương pháp phân loại của Trung Quốc

ở Trung Quốc loại tro có hàm lượng Ôxitcanxi cao được gọi là tro Canxi cao, về cơ bản loại tro này tương đương với loại tro C tiêu chuẩn ASTM C618 của Mỹ (trước mắt loại tro này sản lượng tương đối thấp); ngược lại, gọi là tro Canxi thấp (ở Trung Quốc hiện nay chủ yếu là loại tro này) Vì vậy, các bãi thải tro ở Trung Quốc hiện nay

đều tương đương với loại tro F (Mỹ) ASTM C618

Có thể nói, tro thu được qua quá trình đốt than tại các nhà máy nhiệt điện có sự khác nhau về khả năng tuyển và hàm lượng mất khí nung phụ thuộc chủ yếu vào chủng loại than và công nghệ đốt

“Nghiờn cứu thiết kế, chế tạo hệ thống vận chuyển tro bay bằng bơm bột”

1.1.1.2 Tổ chức khoáng vật của tro bay:

Than nhiên liệu đ−ợc cấu thành từ hai thành phần vật chất: hữu cơ và vô cơ Vật

chất hữu cơ đ−ợc chia thành hai loại: các hydroxit các bon và các bon Thành phần hữu

cơ có sau khi cháy tạo thành CO2 , CO, H 2O Thành phần vô cơ chủ yếu là cao lanh, đá

canxit, quặng phe-rit Vật chất vô cơ sau khi cháy tạo thành phế thải, thành phần chủ

yếu gồm SiO2, AL2O3, CaO, MgO không tồn tại ở dạng đơn chất Theo phân tích,

tro bay tại nhà máy nhiệt điện Phả Lại, tro bay có các đặc tính hoá lý và tỷ lệ đ−ợc thể

1.3.3 Tổ chức hóa học của tro bay

Điều tra thành phần hoá học của 36 mẫu than Ôxit Cacbon thấp (bảng 2-2)

Bảng 2-2 Thành phần hóa học của tro bay

Thành

phần SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO MgO SO 3 Na 2 O K 2 O

L−ợng MKN (%)

Bình

quân 50.6 27.2 7.0 2.8 1.2 0.3 0.5 1.3 18.2

Phạm vi 33.9~59.7 16.5~35.4 1.5~15.4 0.8~0.4 0.7~1.9 0~1.1 0.2~1.1 0.7~2.9 12~20.0

Đề tài Nghiên cứu KHCN - cấp Bộ năm 2010 – KS.Đỗ Thái Cường 8

1.1.2 Hệ thống vận chuyển tro bay bằng cơ khí:

1.1.2.1 Băng tải

Băng tải được sử dụng vận chuyển liên tục tro bay theo phương pháp ngang hoặc nghiêng Chúng cho năng suất cao (tới vài nghìn t/h) và có thể vận chuyển đi xa tới hằng cây số Trong sản xuất thường dùng loại băng tải di động và băng tải cố định

Băng tải di dộng vận chuyển vật liệu ở cự ly 10 – 15m và dỡ vật liệu ở độ cao 2 – 4m

Băng tải cố định có khung bệ làm thành từng đoạn 2 – 3m lắp ráp với nhau Băng tải này thường dài 50 – 100m và có thể tăng giảm chiều dài bằng cách thêm, bớt các đoạn khung theo tính toán Băng tải còn được sử dụng như một cơ cấu vận chuyển của máy đào nhiều gầu, máy rải bê tông…

Băng tải gồm băng tựa trên các con lăn đỡ ở nhánh có tải và nhanh không tải, vòng qua tang dẫn động và tang căng Chuyển động của băng truyền từ tang dẫn qua băng nhờ lực ma sát Trục tang dẫn động nối động cơ qua hộp giảm tốc Tăng lực kéo bằng cách lắp thêm tang cạnh tang dẫn để tăng góc ôm α Để tránh bị chùng và tăng lực kéo dùng bộ căng kiểu vít hay đối trọng

Băng vừa là bộ phận mang vật liệu vừa là bộ phận kéo Hay dùng nhất là loại băng vải cao su hay dệt bằng sợi tổng hợp Lớp vải bền là loại chuyên dùng làm đai Lớp vải bền là loại chuyên dùng làm đai Lớp cao su phía trên dày hơn phía dưới vì chịu mài mòn nhiều hơn Số lớp và chiều rộng băng là những số liệu đã được chuẩn hóa B = 0,4 ÷ 1,6m

Băng được chọn theo lực kéo lớn nhất Smax Tải trọng kéo do các lớp vải chịu,

do đó tải trọng càng lớn thì phải chọn băng có lớp vải nhiều

Đối với băng tải thường K = 460 ÷ 550 daN Người ta còn dùng băng tải chuyên dùng có thể tăng tải trọng phá hỏng băng lên hai lần Con lăn ở nhanh có tải có thể dùng loại con lăn thẳng hoặc con lăn đỡ hình lòng máng, còn ở nhánh không tải thường dùng loại con lăn đỡ thẳng Nhánh có tải thường dùng loại lòng máng vì chứa được nhiều vật liệu làm tăng năng suất của băng tải Con lăn đỡ hình lòng máng thường là tổ hợp của hai hoặc ba con lăn đỡ thẳng Đối với băng tải dùng loại băng bình thường (mặt nhẵn), góc nghiên tải vận chuyển vật liệu rời không quá 18 – 20o, vận chuyển gạch không quá 25 – 30o Để tăng độ nghiêng vận chuyển của băng tải đến

“Nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ thống vận chuyển tro bay bằng bơm bột”

60o, băng tải di động không có con lăn đỡ ở nhánh không tải, có thể dùng băng chuyên

dùng có gờ

Khi lắp ráp băng tải, cần phải nối hai đầu băng với nhau bằng cách dán hai đầu

lại bằng nhựa cao su, ép lại rồi đốt nóng, nối bằng khớp thép, vòng thép chuyên dùng

và các vòng thép nối với nhau bằng cáp thép

Trong băng tải, lực dẫn động được truyền từ tang dẫn qua băng nhờ ma sát Vì

vậy để băng khỏi bị trượt trên tang dẫn phải đảm bảo theo yêu cầu của công thức Ơle :

T =t.e fα

trong đó : f – hệ số ma sát giữa băng và tang dẫn ;

α - góc ôm của băng trên tang

Từ đó suy ra :

( 1 1fα)

e T

P= −

Từ công thức ta thấy lực kéo P có thể truyền từ tang qua băng tỷ lệ thuận với hệ

số ma sát giữa băng và tang dẫn f, với góc ôm của băng trên tang α, với lực căng của

băng trên nhánh cuốn

Để đảm bảo cho băng tải làm việc bình thường cần phải : thường xuyên theo

dõi, kiểm tra các con lăn đỡ băng và định kỳ tra dầu mỡ các ổ của con lăn đỡ, kịp thời

thay thế các con lăn hỏng Thường xuyên điều chỉnh cho băng chuyển động đúng

hướng, theo dõi, kiểm tra trạm căng băng, phễu nạp liệu, dỡ liệu và các thiết bị làm

sạch băng

Cấm không được : cọ rửa, sửa chữa băng tải khi băng đang làm việc, mở máy

mà không có tín hiệu báo trước

Năng suất của băng tải xác định theo công thức :

Q=3600 v F γ , t/h

Trong đó : F – diện tích mặt cắt của vật liệu trên băng, m2 ;

v – tốc độ vận chuyển vật liệu, m/s ;

γ - khối lượng riêng của vật liệu , t/m3

Đối với băng phẳng, vật liệu có mặt cắt là hình tam giác cân Để vật liệu không

bị rơi vãi ra khỏi băng, thì đáy của tam giác cân bằng 0,8 chiều rộng của băng B và

Đề tài Nghiên cứu KHCN - cấp Bộ năm 2010 – KS.Đỗ Thái Cường 10

góc đáy ϕ1 bằng 0,35 góc dốc tự nhiên của vật liệu ở trạng thái tĩnh ϕo Để tính gần đúng với vật liệu xây dựng vụn, góc dốc tự nhiên ϕo ≈ 45o và trong khi đó ϕ1 ≈ 16o

1.1.2.2 Băng gạt

Một dạng của băng tải có xích kéo là băng gạt Nó khác với xích tải tấm là trên xích lắp các tấm gạt, còn các nhánh dưới khi làm việc sẽ gạt vật liệu di chuyển trong lòng máng cố định

Gầu tải có tốc độ cao 1,25 – 2,0 m/s thường để vận chuyển vật liệu ở dạng tro bay, bột, và cục nhỏ, còn tốc độ thấp 0,4 – 1,0 m/s khi vận chuyển vật liệu ở dạng cục lớn Hình dạng gầu cũng tùy thuộc vào loại vật liệu vận chuyển và được lắp trên cơ cấu kéo với bước gầu từ 300 đến 600 mm

Gầu tải có ưu điểm là kích thước nhỏ gọn, có thể nâng vật liệu lên độ cao tương đối lớn (trên 50m) Năng suất các loại gầu tải nằm trong khoảng rộng (từ 5 đến 140

m3/h) Nhược điểm của gầu tải là chịu quá tải rất kém, cần phải nạp liệu đều trong quá trình làm việc Năng suất của gầu tải được tính theo công thức :

k v T

“Nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ thống vận chuyển tro bay bằng bơm bột”

Đề tài Nghiên cứu KHCN - cấp Bộ năm 2010 – KS.Đỗ Thái Cường 12

1.1.2.4 Vít tải

Vít tải dùng để vận chuyển vật liệu tro bay, vật liệu rời, tơi xốp,dẻo như xi măng, cát, bột… theo phương ngang hoặc phương nghiêng (tới 20o) với cự ly vận chuyển tới 30 – 40m và có năng suất đến 20 – 40 m3/h Vít tải gồm vỏ thép, trục dẫn động có gắn vít vận chuyển, các ổ đỡ, phễu nạp và cửa dỡ liệu Trục vít quay nhờ động

cơ qua hộp giảm tốc Khi quay vít, vật liệu không quay theo chiều quay của vít mà bị cuốn theo và do đó có chuyển động tương đối giữa vật liệu và vít tải Khối vật liệu coi như ở vị trí đai ốc Nhờ ma sát và trọng lượng vật liệu, theo chiều quay của vít vật liệu được chuyển theo đường ống từ cửa nạp tới cửa xả

Vít tải có ưu điểm là kết cấu đơn giản, kích thước nhỏ gọn Tùy theo tính chất

và kích thước của vật liệu mà sử dụng các loại cánh vít có hình dáng khác nhau

Năng suất của vít tải được xác định theo công thức :

Q=3600F.v , m3/h trong đó : v – vận tốc chuyển vật liệu, m/s

F D .c

4

2ψ

S – bước vít, m ;

n – số vòng quay của vít , vg/ph

ψ - hệ số làm đầy thường không lớn hơn 0,15 – 0,4 để tránh vật liệu lấp kín vào các ổ đỡ ;

“Nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ thống vận chuyển tro bay bằng bơm bột”

c – hệ số kể đến ảnh hưởng của độ nghiêng β của đường vận chuyển

β 0 5 10 15 20

c 1,0 0,9 0,8 0,7 0,65

1.1.2.5 Máy vận chuyển bằng rung động

Máy vận chuyển bằng rung động làm việc trên nguyên tắc khi truyền cho vật liệu dao động với tần số và biên độ nhất định sẽ làm giảm ma sát trong giữa các phần

tử vật liệu ở dạng trobay, bụi tơi, đồng thời giảm ma sát ngoài của vật liệu với bề mặt chứa vật liệu Máy vận chuyển bằng rung động có thể vận chuyển vật liệu không cần

bộ phận kéo cơ khí (gầu, vít) và vận chuyện vật liệu bụi trong ống kín Vật liệu có thể vận chuyển theo độ dốc, phương ngang, thậm chí có thể lên cao

Máy vận chuyển bằng rung động được dẫn động bằng bộ kích thích rung điện

từ, cơ cấu dẫn động cơ khí dưới dạng bánh lệch tâm hay cơ cấu trục khuỷu – thanh truyền Bộ phận mang vật liệu có thể là ống, máng, …

Đề tài Nghiên cứu KHCN - cấp Bộ năm 2010 – KS.Đỗ Thái Cường 14

Máy vận chuyển bằng rung động bằng kích thích rung điện từ gồm ống mang vật liệu treo trên các bộ treo đàn hồi ; ống thực hiện dao động theo phương x – x nhờ

bộ kích thích rung động điện từ nắp, lắp trên bộ treo

Dao động nghiêng một góc α với phương tâm ống tạo ra chuyển động từng bước của các hạt vật liệu dài, có thể chia ra làm nhiều đoạn và trên mỗi đoạn đều có bộ kích thích rung điện từ

Bộ kích thích rung động điện từ gồm đế gắn cứng vào ống mang vật liệu và lõi với cuộn cảm Giữa đế và lõi đặt lò xo để đảm bảo tần số dao động riêng của bộ phận mang vật liệu bằng tần số dao động cưỡng bức của trọng lượng lõi tức là máy làm việc

ở chế độ cộng hưởng Khi đó biên độ dao động của ống mang vật liệu làm tăng bước chuyển động của vật liệu trong ống, dẫn đến năng suất của máy tăng

Loại dẫn động cơ khí vận chuyển lên cao khi ống máng dao động với tần số cao hay trung bình, mỗi lần dao động máng từ vị trí I sang vị trí II và rồi lại trở về vị trí I Khi thực hiện mỗi dao động, hạt vật liệu từ điểm A cùng với máng chuyển tới điểm B

và khi máng trở về vị trí ban đầu nó sẽ ở điểm C, nằm cao hơn vị trí điểm A và thực hiện dao động nhảy trong máng hay trong ống Trong xây dựng các loại máy vận chuyển bằng rung thường dùng để vận chuyển đều dòng vật liệu đi một khoảng cách

xa, thí dụ khi định lượng vật liệu hoặc chất tải cho băng truyền

Năng suất của máy vận chuyển bằng rung động được xác định theo công thức :

“Nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ thống vận chuyển tro bay bằng bơm bột”

trong đó : D – đường kính ống mang liệu , m ;

F – diện tích tiết diện dòng vật liệu vận chuyển bằng 0,25πD2/4, m2 ;

γ - khối lượng tiêng của vật liệu , kg/m3

Đề tài Nghiên cứu KHCN - cấp Bộ năm 2010 – KS.Đỗ Thái Cường 16

1.1.3 Các ưu, nhược điểm của hệ thống vận chuyển tro bay bằng cơ khí:

1.1.3.1.Ưu điểm:

-Vít tải có ưu điểm là kết cấu đơn giản, kích thước nhỏ gọn Tùy theo tính chất

và kích thước của vật liệu mà sử dụng các loại cánh vít có hình dáng khác nhau

- Vận chuyển bằng rung thường dùng để vận chuyển đều dòng vật liệu đi một khoảng cách xa, thí dụ khi định lượng vật liệu hoặc chất tải cho băng truyền

- Gầu tải có ưu điểm là kích thước nhỏ gọn, có thể nâng vật liệu lên độ cao tương đối lớn (trên 50m)

-Băng tải được sử dụng vận chuyển liên tục tro bay theo phương pháp ngang hoặc nghiêng Chúng cho năng suất cao (tới vài nghìn t/h) và có thể vận chuyển đi xa

-Sự mài mòn của các cơ cấu chuyển động trong quá trình vận hành do tro bay lọt vào các khe hở

-Gây bụi trong quá trình hoạt động do thực tế không thể làm kín tuyệt đối các thiết bị mà hạt tro bay lại rất nhỏ và nhẹ

“Nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ thống vận chuyển tro bay bằng bơm bột”

Hình 1-1: Dây chuyền sấy khô và vận chuyển tro bay sử dụng gầu nâng, vít tải

9400 1800

2510 5500

Đề tài Nghiên cứu KHCN - cấp Bộ năm 2010 – KS.Đỗ Thái Cường 18

Hình 1-2: Dây chuyền vận chuyển tro bay bằng vít tải Cơ sở sản xuất tro bay Phả Lại.EST

“Nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ thống vận chuyển tro bay bằng bơm bột”

1.2.Yêu cầu cấp bách sử dụng hệ thống vận chuyển tro bay tiến tiến hiệu quả hơn

Trong những năm gần đây, để tăng hiệu quả kinh tế dự án thông qua việc áp dụng các giải pháp kỹ thuật tiên tiến trong công tác xây dựng đập thuỷ điện, nhiều dự

án trên thế giới và Việt Nam đã áp dụng công nghệ bê tông đầm lăn (RCC) thay thế cho công nghệ bê tông thông thường ở các đập thuỷ điện có công suất trung bình và lớn

Để áp dụng được công nghệ bê tông đầm lăn, vấn đề quan trọng là phải xác định được nguồn cung cấp vật liệu kết dính (Pozzolan) theo 2 hướng: Sử dụng vật liệu Pozzolan tự nhiên từ các mỏ Pozzolan hiện có (phương án này theo đánh giá của các chuyên gia là khó khả thi ở điều kiện Việt Nam); hoặc sử dụng tro bay từ các nhà máy nhiệt điện (có tính khả thi cao về kỹ thuật, trữ lượng và đáp ứng được nhu cầu sử dụng trong thời gian ngắn)

Qua nghiên cứu đánh giá của các chuyên gia tư vấn cho dự án Thuỷ điện Sơn

La, về cơ bản, tro bay của Nhà máy Nhiệt điện Phả Lại có thành phần lý hoá và các chỉ tiêu kỹ thuật đáp ứng yêu cầu làm vật liệu kết dính cho công nghệ bê tông đầm lăn Duy nhất tồn tại là cần thiết phải giảm hàm lượng cácbon không cháy hết (UCB) tương đương với chỉ tiêu mất khi nung (LOI) trong tro hiện tại từ 16,34 - 22,00% xuống còn 6%, độ ẩm 3% theo yêu cầu Tuy nhiên, điều này không phải là vấn đề nan giải khi các công nghệ chế biến tro bay nhà máy nhiệt điện thành tro bay có thể sử dụng làm phụ gia bê tông trên thế giới đã trở nên phổ biến

Căn cứ theo các báo cáo Quy hoạch phát triển nguồn điện gần đây thì trong giai đoạn 2006 - 2010, sẽ khởi công đưa vào vận hành khoảng 40 dự án thuỷ điện có quy

mô công suất từ 30 MW trở lên, tổng công suất các dự án này khoảng 4.850 MW Các

dự án này dự kiến sử dụng 70% bê tông đầm lăn, khoảng 12,6 triệu m3 Với khối lượng bê tông dùng công nghệ đầm lăn nói trên, dự kiến cần khoảng 1,7 - 2 triệu tấn phụ gia

Giai đoạn sau năm 2010, do số lượng và quy mô công suất của dự án thuỷ điện tăng lên đáng kể nên nhu cầu phụ gia bê tông cho công nghệ bê tông đầm lăn cũng tăng tương ứng Dự kiến, bình quân hằng năm nhu cầu phụ gia cho bê tông đầm lăn nằm trong khoảng 200.000 - 300.000 tấn/năm Đặc biệt, đối với dự án Nhà máy Thuỷ

Đề tài Nghiên cứu KHCN - cấp Bộ năm 2010 – KS.Đỗ Thái Cường 20

điện Sơn La có công suất 2.400 MW, khối lượng bê tông đầm lăn cần phải sử dụng là 4,4 triệu m3

Xuất phát từ các nghiên cứu về tro bay sử dụng trong công nghệ bê tông đầm lăn ở trên, một trong những đơn vị có thể cung cấp tro bay đảm bảo yêu cầu chất lượng, số lượng theo yêu cầu tiến độ xây dựng đập chứa nước Nhà máy Thuỷ điện Sơn

La là Công ty cổ phần Nhiệt điện Phả Lại Dây chuyền xử lý tro bay được EVN quyết định đầu tư đặt tại Phả Lại, trên khuôn viên diện tích khoảng 2,23 ha, ngay cạnh Công

ty Nguồn tro bay nguyên liệu được lấy từ dây chuyền 2 của Nhà máy Hiện nay, Công

ty có thể cung cấp 326.000 tấn tro bay/năm Nếu chọn được dây chuyền xử lý tro bay phù hợp thì Công ty có thể cung cấp lượng tro bay qua xử lý là 200.000 tấn/năm trở lên

Để xử lý lượng tro bay làm phụ gia cho công nghệ bê tông đầm lăn đòi hỏi phải

có công nghệ hoàn chỉnh để tách cácbon ra khỏi tro bay đạt yêu cầu tiêu chuẩn Mỹ ASTM C618 đối với tro bay loại F Trong thời gian qua, được EVN giao nhiệm vụ tư vấn quản lý dự án đầu tư xây dựng dây chuyền xử lý tro bay, Công ty cổ phần Nhiệt điện Phả Lại đã nỗ lực thực hiện nhiệm vụ, đẩy nhanh tiến độ dự án theo yêu cầu Tuy nhiên, do công nghệ lựa chọn để tuyển tro bay là mới mẻ và chưa có dự án tương tự nào được triển khai tại Việt Nam nên vẫn chưa lựa chọn được nhà thầu đáp ứng yêu cầu công việc đề ra

Để rút ngắn các thủ tục từ khi chuẩn bị đầu tư, đầu tư và sử dụng, tăng cường trách nhiệm, EVN đã chính thức giao cho Ban QLDA Nhà máy Thuỷ điện Sơn La thực hiện tiếp dự án này Tin rằng, dự án này sẽ thực hiện thành công, cung cấp sản phẩm tro sạch làm phụ gia bê tông đầm lăn, đáp ứng yêu cầu về số lượng, chất lượng cho công trình xây dựng đập chứa nước của Nhà máy Thuỷ điện Sơn La

Trên thế giới, các công nghệ chế biến tro bay nhà máy nhiệt điện thành tro bay sử dụng làm phụ gia bê tông bao gồm:

+Công nghệ tuyển nổi:

Nguyên lý của công nghệ tuyển nổi tro bay là dùng chất tạo váng có chuỗi cácbon cao hơn ốctan (thường dùng dầu hoả) để bao bọc lấy các hạt cácbon làm các hạt này trở nên kỵ nước (không thấm nước) Khi được khuấy trộn mạnh trong một bể nước sục không khí, các hạt cácbon kỵ nước bám vào các bọt khí tạo ra, nhờ đó nổi lên

“Nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ thống vận chuyển tro bay bằng bơm bột”

trên bề mặt bể thành một lớp váng Váng được vớt đi, còn tro ít cácbon được tách ra khỏi nước thành sản phẩm

+Công nghệ tách tĩnh điện:

Công nghệ tách tĩnh điện sử dụng sự khác biệt về đặc điểm điện học giữa tro bay nghèo cácbon và tro bay giàu cácbon Trong máy tách, tro nguyên liệu được cấp vào khe hẹp giữa hai bản cực phẳng đặt song song Các hạt tro bị nhiễm điện do sự cọ sát mạnh giữa chúng với nhau, các hạt giàu cácbon nhiễm điện “dương”, các hạt nghèo cácbon nhiễm điện “âm” Dưới điện trường mạnh giữa hai bản cực, các hạt tro đã bị nhiễm điện bị hút về các bản cực trái dấu Các hạt tro sau đó được một băng tải chuyển động liên tục “quét” về hai đầu đối diện của máy tách Chuyển động ngược chiều của các hạt tro và sự nhiễm điện liên tục do ma sát giữa hạt tro giàu cácbon và hạt tro nghèo cácbon tạo ra sự phân ly nhiều cấp dẫn đến hiệu quả tách cao

+Công nghệ phân ly bằng ly tâm:

Dòng hỗn hợp khí hạt tro bay được đưa vào thiết bị tách ly tâm hình trụ theo chiều tiếp tuyến sẽ chuyển động xoắn ốc từ trên xuống dưới Hạt chuyển động xoắn ốc

sẽ chịu lực ly tâm văng đến vách thiết bị, bị mất tốc độ do ma sát và rơi xuống phễu gom đặt phía dưới thiết bị ly tâm Tro nguyên liệu được vận chuyển bằng không khí đến thiết bị ly tâm Tại đây, những hạt tro thô (nhiều cácbon) tách ra rơi xuống silô thứ phẩm Hỗn hợp tro - không khí còn lại tiếp tục đi tới xyclon ở đây, tro mịn (ít cácbon) được tách ra và rơi xuống sillo sản phẩm

+Công nghệ đốt cácbon:

Bản chất của công nghệ đốt cácbon là giảm hàm lượng cácbon chưa cháy hết trong tro bay bằng cách đốt tro Quá trình cháy có thể tự duy trì khi hàm lượng cácbon không cháy hết trong tro bay đủ lớn hoặc được hỗ trợ bởi nhiên liệu phụ trợ khi hàm lượng cácbon không cháy hết trong tro bay quá nhỏ

Tuy vậy, các cơ sở sản xuất hiện đang sử dụng hệ thống vận chuyển tro bay sau khi tuyển và sấy khô là các hệ thống cơ khí theo kiểu truyền thống và trong quá trình

sử dụng đã bộc lộ rõ các nhược điểm của các hệ thống này Để đáp ứng sự phát triển chung của ngành sản xuất tro bay thì cần có một phương pháp vận chuyển tro bay đạt hiệu quả cao hơn, ưu việt hơn

Đề tài Nghiên cứu KHCN - cấp Bộ năm 2010 – KS.Đỗ Thái Cường 22

“Nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ thống vận chuyển tro bay bằng bơm bột”

Qua nghiên cứu tại Trung Quốc, Nhật Bản, Ốt trây lia, Mỹ …tro bay sau khi tuyển và sấy khô (nếu là công nghệ tuyển ướt) đều được vận chuyển đến hệ thống chứa hoặc si lô trung gian để đóng bao đều sử dụng hệ thống vận chuyển bằng dòng khí Mô hình chung của hệ thống bao gồm: thiết bị cấp khí có áp suất, thiết bị cấp liệu

và cơ cấu phối liệu, hệ thống đường ống, si lô chứa (có lắp lọc bụi trên đỉnh)

Đề tài Nghiên cứu KHCN - cấp Bộ năm 2010 – KS.Đỗ Thái Cường 24

Khảo sát tại các cơ sở sản xuất hiện nay, việc lắp đặt hệ thống vận chuyển tro bay bằng dòng khí là hoàn toàn có thể Mô hình cụ thể là: Quạt Rood là nguồn cấp khí

có áp suất, cơ cấu cấp liệu là cơ cấu tang kiểu răng khế, cơ cấu phối liệu là cơ cấu kiểu

phun tia, đường ống là ống thép, si lô chứa là si lô chế tạo bằng thép, lọc bụi kiểu túi 1.3.Kết luận chương 1

Các hệ thống vận chuyển tro bay bằng gầu nâng, vít tải hay băng tải tuy được chọn lựa sử dụng ở một số dây chuyền vận chuyển tro bay Vì tính thuận lợi về giá cả, chế tạo, vận hành nhưng bộc lộ các yếu điểm rất rõ rệt như: sự mau bị mài mòn của các chi tiết chuyển động, mặt bằng thiết bị lớn, nhất là phát sinh bụi trong quá trình sản xuất

Một yếu tố bất lợi cho hệ thống vận chuyển tro bay bằng cơ khí truyền thống đó

là tính cơ động, linh động trong việc hoán cải hay sửa chữa dây chuyền công nghệ do các thiết bị tương đối cồng kềnh và thường phải gắn trên bệ vững chắc, không cơ động

Qua nghiên cứu tại Trung Quốc, Nhật Bản, Ốt trây lia, Mỹ …tro bay sau khi tuyển và sấy khô (nếu là công nghệ tuyển ướt) đều được vận chuyển đến hệ thống chứa hoặc si lô trung gian để đóng bao đều sử dụng hệ thống vận chuyển bằng dòng khí Mô hình chung của hệ thống bao gồm: thiết bị cấp khí có áp suất, thiết bị cấp liệu

và cơ cấu phối liệu, hệ thống đường ống, si lô chứa (có lắp lọc bụi trên đỉnh)

Khảo sát tại các cơ sở sản xuất hiện nay, việc lắp đặt hệ thống vận chuyển tro bay bằng dòng khí là hoàn toàn có thể Mô hình cụ thể là: Quạt Rood là nguồn cấp khí

có áp suất, cơ cấu cấp liệu là cơ cấu tang kiểu răng khế, cơ cấu phối liệu là cơ cấu kiểu phun tia, đường ống là ống thép, si lô chứa là si lô chế tạo bằng thép, lọc bụi kiểu túi Gọi chung hệ thống kiểu này là hệ thống vận chuyển tro bay băng bơm bột

“Nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ thống vận chuyển tro bay bằng bơm bột”

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN, CHỌN THÔNG SỐ KỸ THUẬT, THIẾT KẾ HỆ THỐNG VẬN

CHUYỂN TRO BAY BẰNG BƠM BỘT 2.1.Tính toán, chọn thông số

2.1.1 Cơ sở tính toán:

Cơ cấu làm chuyển dịch nguyên liệu dạng hạt với không khí trong đường ống dưới áp suất được gọi là cơ cấu vận chuyển bằng khí nén Trong công nghệ vật liệu, vi sinh, các đường nguyên liệu như tro bay, xi măng, cám, bột, bã củ vải, mạt cưa, vỏ bào được vận chuyển từ kho vào phân xưởng gia công bằng khí nén

Thiết bị vận chuyển bằng khí nén có năng suất lơn đến 400 tấn/h với khoảng chuyển dời đến 100 m hoặc lớn hơn, lên cao đến 100m

So với vận chuyển bằng cơ học thì vận chuyển bằng khí nén có nhiều ưu điểm hơn ( đơn giản về kết cấu, an toàn và dễ dàng vận hành, độ kín tuyệt đối, cơ khí hóa và

tự động hóa các công đoạn vận chuyển điều kiện vệ sinh và sự kết hợp với các thiết bị khác trong công đoạn) Nhược điểm của thiết bị này tiêu hao năng lượng lớn đến 0,4KW.h cho 1 tấn nguyên liệu Nguyên tắc tác động của các thiết bị khí nén dựa trên

cơ sở chuyển động cửa nguyên liệu trong dòng không khí

Các loại khí nén được chia ra làm 3 loại : hút, đẩy và nén – hút

Trong các thiết bị hút, nhờ máy hút tạo ra hạ áp mà không khí vào bộ nạp liệu

và khi qua lớp nguyên liệu sẽ kéo theo nó làm chuyển dịch theo đường ống dẫn vào xyclon phân chia.Tại dây nguyên liệu được phân chia, còn không khí nhiễm bụi qua đường ống vào cyclon lọc rồi thải ra ngoài (nhờ máy đẩy không khí) qua tiêu âm vào khí quyển Nguyên liệu được thải ra ngoài từ xyclon phân chia nhờ cửa âu Ưu tiên của các thiết bị hút là ở chỗ: do hạ áp trong hệ mà sự thải bụi bị loại trừ Điều đó cho phép sự dụng chúng để vận chuyển các nguyên liệu dễ tạo bụi (tro bay, xi măng, cám, bột, trấu, các chủng loại nấm mốc được nghiền nhỏ) tới các thiết bị trong dây chuyền công nghệ Nhược điểm chính là không có khả năng tạo ra sự giảm áp suất đáng kể làm hạn chế khoảng cách chuyển dịch nguyên liệu và cần thiết phải bịt kín ở những vị trí tháo liệu

Thiết bị vận tải nén hoạt động như sau: máy đẩy làm nén không khí trong hệ vận

Đề tài Nghiên cứu KHCN - cấp Bộ năm 2010 – KS.Đỗ Thái Cường 26

vào cyclon phân chia Tiếp theo xẩy ra như các máy hút đã mô tả trên Áp suất dư trong đường ống có thể đạt đến 400 ÷ 600 KPa, điều đó cho phép chuyển dịch nguyên liệu đến 300 m hoặc hơn đến 1 vị trí hoặc nhiều vị trí tháo dỡ

Thiết bị hút- đẩy cho phép kết hợp ưu điểm hút và đẩy Khi vận chuyển các nguyên liệu hạt trong các thiết bị bằng khí nén, tốc độ của không khí khoảng 6 ÷ 35 m/s, khi đó nồng độ của hỗn hợp cho phép ( tỷ số giữa lưu lượng nguyên liệu vận chuyển và lưu lượng không khí) 25 ÷ 30 kg/kg

Tính toán năng suất vận chuyển bằng khí nén (kg/s hay tấn/h), cần phải lưu ý hoạt động không đồng đều của thiết bị trong ngày

QS = GmKkKq (2.1) hay Qh = 3,6GmKkKq

trong đó : Gm – khối lượng nguyên liệu vận chuyển, kg/s

Kk – hệ số liên quan đến nạp nguyên liệu không ổn định ( Kk = 1,5);

Kq – hệ số không ổn định được xác định bởi các điều kiện của quá trình công nghệ

( Kq = 1,25)

Chiều dài quy đổi của đường ống dẫn, m :

Lq = ∑ Lg + ∑ Ld + ∑ Lt + ∑ Lc (2.2) trong đó : ∑ Lg – tổng chiều dài của các đoạn nằm ngang, m;

∑ Ld – tổng chiều dài của các đoạn nằm đứng, m;

∑ Lt – tổng chiều dài của các đoạn khuỷu tương đương, m;

∑ Lc – tổng chiều dài các phần chuyển đoạn tương đương, m (chiều dài tương đương của đoạn chuyển thường lấy 8m)

Chiều dài của các đoạn khuỷu tương đương phụ thuộc vào bán kính độ cong của

khuỷu R và đường kính bên trong của ống d ( bảng 2-1)

Bảng 2-1 Chiều dài các khuỷu tương đương (m)

R/d

Nguyên liệu

4 6 10 20 Dạng bụi

“Nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ thống vận chuyển tro bay bằng bơm bột”

Chuyển động của nguyên liệu trong ống do dòng không khí, Tốc độ không khí

đối với nguyên liệu hạt, cám, bã củ cải, trấu, chủng nấm mốc Asp.Oryzae đã được

nghiền,… chọn trong giới hạn từ 16 ÷ 23 m/s

Tốc độ ban đầu của không khí khi hút và nén nguyên liệu :

Kv – hệ số tính đến tính chất của nguyên liệu [ Kv = (2 ÷ 5).10-5];

Lq – chiều dài quy đổi của đường ống, m Đối với các thiết bị hút Kv 2

q

L không đề cập đến

Giá trị hệ số độ lớn a được giới thiệu trong bảng 2-2

Bảng 2-2 Các hệ số độ lớn cho các nguyên liệu khác nhau

Nguyên liệu Cỡ lớn nhất của hạt, mm Hệ số a

Gk-n – lượng tiêu hao không khí kg/h

Khối lượng nguyên liệu trong hỗn hợp với không khí phụ thuộc vào chiều dài

quy đổi đường ống Lq

Đối với vật liệu hạt khô và nhẹ :

Đề tài Nghiên cứu KHCN - cấp Bộ năm 2010 – KS.Đỗ Thái Cường 28

6 , 3

Trong đó : Qh – năng suất của thiết bị, tấn/h

ρK- tỷ trọng không khí, kg/m3 ( để tính gần đúng có thể chọn ρK= 1,2 kg/m3)

µ - khối lượng vật liệu trong hỗn hợp không khí

Để xác định đặc tính chuyển động của dòng đảm bảo cho chế độ vận tải ổn định, thường người ta phải sử dụng các số liệu thực nghiệm và các kinh nghiệm đã tích lũy được

“Nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ thống vận chuyển tro bay bằng bơm bột”

Đặc tính chuyển động của dòng phụ thuộc vào cỡ hạt, khối lượng riêng, hình dáng của nó Trong rất nhiều tài liệu đã đưa ra các công thức thực nghiệm và bán thực nghiệm, các chỉ dẫn để áp dụng Vì vậy, ở đây chỉ đưa ra phương pháp tính toán gần đúng và một vài số liệu tra cứu

Khi xác định vận tốc, cột áp hay áp suất của môi trường thì độ lớn của hạt rắn và khối lượng riêng của vật liệu vận tải có ý nghĩa quan trong nhất

Theo cỡ hạt của vật liệu rời người ta chia ra thành ba nhóm chính:

• Dạng bụi với kích thước hạt nhỏ hơn 0,15 mm

Khi di chuyển trong môi trường mang, mỗi nhóm đều có những nét đặc trưng riêng về quá trình thủy khí động lực học

Thông thường, vật liệu rời là hỗn hợp của hai hay một số nhóm kích thước hạt

Sự có mặt các hạt nhỏ trong dòng hỗn hợp giúp cho quá trình di chuyển những hạt lớn thuận lợi hơn Trong ống dẫn nằm ngang, các hạt nhỏ chuyển động trong trạng thái lơ lửng(trạng thái nổi); những hạt có kích thước trung bình hoặc lớn thực hiện sự chuyển động nhảy bước (lúc thì ở trạng thái lơ lửng, lúc thì tiếp xúc với thành dưới của ống); còn những hạt có kích thước lớn hơn chỉ trượt theo phần dưới của ống Những hạt vật liệu dạng bụi khi vận tải bằng khí nén có thể di chuyển dưới nồng độ cao – dòng hỗn hợp khí rắn – rắn dày đặc

Các hạt vật liệu di chuyển theo đường ống nằm ngang trong trạng thái lơ lửng hay nhảy bước là nhờ sự chuyển động chảy rối của dòng với gradient vận tốc khác không (có nghĩa vận tốc dòng theo tiết diện ngang của ống thay đổi từ giá trị nhỏ nhất

ở thành ống đến giá trị lớn nhất ở trục ống) Lực để nâng các hạt khi dòng chảy rối là một hàm số của vận tốc dọc của nó Lực này tăng khi vận tốc dọc tăng Vì vậy vận tốc hỗn hợp trong đường ống nói chung không được nhỏ hơn một giá trị nhất định nào đó Giá trị này càng lớn khi kích thước và khối lượng riêng của hạt càng lớn

Đề tài Nghiên cứu KHCN - cấp Bộ năm 2010 – KS.Đỗ Thái Cường 30

Tiêu chuẩn để xác định vận tốc của dòng là vận tốc tới hạn vth, có nghĩa là vận tốc nhỏ nhất để vật liệu không lắng đọng trong ống Khi vận tải bằng dòng khí, vận tốc tới hạn là vận tốc hiệu quả Ngoài ra, đối với ống nằm nghiêng khi xác định vận tốc cần phải tính đến vận tốc lắng của hạt hoặc của cục vật liệu trong nước (gọi là độ thô thủy lực), hay vận tốc nâng của dòng khí chuyển động theo ống thẳng đứng từ dưới lên

Độ tho thủy lực được xác định bằng tỷ số giữa quãng đường và thời gian chuyển động đều của một hạt rơi trong nước dưới tác dụng của trọng lực; còn vận tốc nâng của dòng khí bằng vận tốc không khí trong ống thẳng đứng khi ấy hạt vật liệu đứng yên (thực tế nó dao động quanh một điểm xác định)

Để đảm bảo chế độ làm việc bình thường của hệ thống vận tải, vận tốc của dòng cần phải u ≥ (1,1 ÷ 1,2)vth (xem phần 2.6.6); đồng thời cũng không được quá lớn để tránh tăng tổn hao năng lượng, tăng mòn ống và nghiền nát vật liệu vận tải

Chế độ làm việc bình thường của hệ thống vận tải còn phụ thuộc vào nồng độ của hỗn hợp (theo thể tích và khối lượng)

Vận tải bằng sức khí cũng được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực công nghiệp khác nhau như trong xây dựng, nông nghiệp, trong công việc chuyển tải của vẩn tại bằng đường sắt hoặc đường thủy…

Dạng vật liệu cơ bản để vận chuyển bằng sức khí là xi măng, bụi, than cám và than don, bụi lò cao, đất đá nghiền, ngũ cốc, quặng apatit, muối, than bùn, tro, đuôi quặng, bông, mùn cưa quặng photphorit, các hóa chất khô, dạng bột, hạt nhỏ…

“Nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ thống vận chuyển tro bay bằng bơm bột”

Năng suất thiết bị : từ một vài tấn đến hơn 100t/h; khoảng cách vận tải: từ hàng chục mét đến hàng trăm mét, trường hợp cá biệt có thể hơn 2km

Ưu điểm bằng vận tải bằng sức khí: hệ thống kín,vật liệu tải không bị mất mát, do

đó không làm ảnh hưởng đến môi trường, có khả năng chuyển vật liệu theo tuyến phức tạp Thiết bị làm việc tập trung nên vận hành bảo dưỡng đơn giản Có khả năng phân phối vật liệu đi các vị trí khác nhau và thu gom chúng nhiều nơi về một địa điểm tập trung nhờ các đường ống phân nhánh; có thể kết hợp vận tải với một số quy trình công nghệ khác như làm mát, sấy khô…Khi chuyển các sản phẩm hóa học độc hại, vật liệu nóng có mùi hôi thì vận tải bằng sức khí đảm bảo được điều kiện vệ sinh môi trường tốt nhất cho công nhân phục vụ và vùng dân cư lân cận

Nhược điểm chính của vận tải bằng sức khí là chi phí năng lượng riêng cao; đường ống, các bộ phận máy móc thiết bị tiếp xúc với dòng vật liệu bị mòn nhanh; hiệu quả ứng dụng của hệ thống không chỉ phụ thuộc vào kích thước của vật liệu(thường 30 – 40mm) mà còn phụ thuộc vào tính chất của nó như độ ẩm, khả năng bám dính vào thành ống bình chứa, máy cấp liệu và các bộ phận máy móc khác: khi vận chuyển vật liệu dạng bột mịn có kích thước hạt từ 10 µm thì việc tách chúng ra khỏi không khí ở cuối đường ống là rất khó khăn

Hiện nay người ta còn dùng khí nén để chuyển theo đường ống những vật liệu nhỏ, vật liệu rời đặt trong hộp hình trụ tròn Nhưng hộp tròn này được che kín tiết diện ngang của ống tương tự như pittông và được di chuyển dưới tác dụng của áp lực không khí lên bề mặt của hộp

Theo phương pháp tạo ra hiệu số áp suất trong đường ống, thiết bị vận tải bằng sức khí được phân thành 3 nhóm: hệ thống hút, hệ thống đẩy và hệ thống kết hợp hút đẩy

Đối với hệ thống hút, vật liệu đưa vào ống qua vòi hút; đối với hệ thống đẩy, qua máy cấp liệu đưa vật liệu từ bên ngoài vào ống dẫn có áp lực

Trong đường ống của hệ thống nén mật độ không khí lớn hơn ngoài khí quyển, gia số áp lực và vận tốc dòng có thể lớn hơn trong hệ thống hút, do đó “khả năng mang tải” của dòng khí cao hơn Vì vậy hệ thống đẩy được ứng dụng để vận chuyển vật liệu trên khoảng cách lớn Ngược lại hệ thống hút dùng để vận tải vật liệu nhẹ (như ngũ