氣力輸送作為一種高效、清潔的物料輸送方式，廣泛應(yīng)用于化工、食品、制藥、建材等諸多行業(yè)。面對市場上多樣的系統(tǒng)類型，如何選擇適合您特定工藝需求的系統(tǒng)呢？本文將從核心分類維度出發(fā)，為您梳理常見的氣力輸送系統(tǒng)類型及其適用場景，助您做出明智決策。

1 開放系統(tǒng) vs. 封閉系統(tǒng)

開放系統(tǒng)是常用的形式，使用空氣作為輸送介質(zhì)，物料最終排入大氣環(huán)境（經(jīng)過過濾）。其結(jié)構(gòu)相對簡單，投資和運(yùn)行成本較低，適用于絕大多數(shù)無毒、不易燃爆的干燥粉粒狀物料。系統(tǒng)末端需要高效的過濾裝置來分離物料和廢氣。

封閉系統(tǒng)是指在全密閉的回路中循環(huán)輸送，使用惰性氣體（如氮?dú)猓┗蛱囟怏w作為輸送介質(zhì)。這種系統(tǒng)主要用于處理劇毒、放射性或極易燃爆的物料。其核心優(yōu)勢在于能嚴(yán)格控制輸送環(huán)境，防止有害物質(zhì)泄漏或爆炸風(fēng)險，同時惰性氣體可以循環(huán)使用，降低運(yùn)行成本（盡管初始投資較高）。封閉氣力輸送系統(tǒng)的組成如圖1所示。

圖1 封閉氣力輸送系統(tǒng)示意圖

在封閉系統(tǒng)中需要設(shè)定一個零壓點(diǎn)，該點(diǎn)處的壓力應(yīng)接近大氣壓，并且在此處可以設(shè)置氣體補(bǔ)充裝置以滿足輸送氣體的需求。如果將零壓點(diǎn)設(shè)置在鼓風(fēng)機(jī)之后，整個輸送系統(tǒng)就可以全在真空環(huán)境下運(yùn)行。如果將零壓點(diǎn)設(shè)置在鼓風(fēng)機(jī)之前，則該系統(tǒng)將作為一個正壓系統(tǒng)運(yùn)行。通常都會建議配備一個二級過濾器，因?yàn)槿莘e式鼓風(fēng)機(jī)非常容易受到灰塵的損害。這是為了防止過濾器單元中的某個部件出現(xiàn)故障而采取的預(yù)防措施。一般來說，氣體在多次循環(huán)后溫度會顯著升高，所以在封閉式循環(huán)系統(tǒng)中，需要加入換熱器，以防止溫度異常升高。換熱器安裝在鼓風(fēng)機(jī)的前面或后面均可，具體取決于所輸送的物料。

2 正壓系統(tǒng) vs. 負(fù)壓（真空）系統(tǒng)

正壓系統(tǒng)：在輸送管道入口端加壓（高于大氣壓），將物料“吹送"或“壓送"至目的地。這是應(yīng)用廣泛的系統(tǒng)類型之一。其優(yōu)勢在于：

①適合單點(diǎn)供料，長距離、多點(diǎn)卸料（通過換向閥輕松實(shí)現(xiàn)）。

②輸送能力通常較大。

③適用于較高壓力的輸送需求（高壓可達(dá)0.6 MPa或更高，特殊加壓容器可達(dá)3 MPa以上）。

正壓系統(tǒng)的關(guān)鍵挑戰(zhàn)在于如何將物料有效送入帶壓管道，需要專門的供料裝置（如旋轉(zhuǎn)閥、文丘里管、壓力發(fā)料倉泵等）。典型的低正壓氣力輸送系統(tǒng)的組成如圖2所示。

圖2 正壓氣力輸送系統(tǒng)示意圖（低壓）

通過使用換向閥，利用正壓系統(tǒng)可以非常簡便地將物料輸送到多個接收點(diǎn)。雖然也可以將多點(diǎn)物料輸送到一條共同的管道中，但必須謹(jǐn)慎操作，特別是在采用旋轉(zhuǎn)閥輸送的情況下，因?yàn)橥ㄟ^多個此類閥門的空氣泄漏量相對于輸送所需的總空氣量而言可能會相當(dāng)大。

負(fù)壓（真空）系統(tǒng)：在輸送管道出口端抽真空（低于大氣壓），將物料“吸入"系統(tǒng)并輸送至目的地。其特點(diǎn)包括：

①特別適合多點(diǎn)供料，單點(diǎn)收料的場景，例如從多個料倉收集物料到一個混合罐，或從開放料堆（如船艙、地面散料）吸取物料。

②供料點(diǎn)處于常壓或負(fù)壓，供料裝置（如旋轉(zhuǎn)閥、吸料槍）結(jié)構(gòu)更簡單，成本更低。

③系統(tǒng)內(nèi)任何泄漏都是向內(nèi)吸入空氣，避免了粉粒體外泄，在處理有毒或易爆粉粒體時安全性更高，但在排氣時需注意防止粉塵進(jìn)入真空泵。

④由于輸送空氣的體積在系統(tǒng)末端處最大，末端過濾器的負(fù)荷較大，需要更大的過濾面積。

⑤長距離或高真空度輸送時，需采取措施，避免末端速度過高。典型的負(fù)壓氣力輸送系統(tǒng)及直接從開放式料堆吸料的真空輸送系統(tǒng)的組成如圖3所示。

圖3(a) 負(fù)壓氣力輸送系統(tǒng)示意圖

圖3(b) 開放式料堆真空輸送系統(tǒng)示意圖

3 組合式系統(tǒng)

組合式系統(tǒng)將負(fù)壓吸料和正壓送料結(jié)合在一個回路中，通常共用一臺風(fēng)機(jī)。負(fù)壓段負(fù)責(zé)從多個點(diǎn)或開放料堆吸取物料，收集到一個中間容器；正壓段則負(fù)責(zé)將中間容器的物料加壓輸送到最終目的地。

組合式系統(tǒng)結(jié)合了負(fù)壓系統(tǒng)多點(diǎn)取料和正壓系統(tǒng)長距離/多點(diǎn)卸料的優(yōu)點(diǎn)，適用于需要從分散點(diǎn)收集物料并集中輸送到較遠(yuǎn)或分散目的地的場景。

需要注意的是，共用風(fēng)機(jī)的功率需要在吸料和送料兩部分之間分配，且兩段管道的尺寸需根據(jù)不同的操作壓力仔細(xì)設(shè)計。系統(tǒng)能力（距離和輸送量）可能受到風(fēng)機(jī)壓力比的限制，并且同樣需要兩級過濾保護(hù)。典型的組合式氣力輸送系統(tǒng)組成示意圖如圖4所示。

圖4 組合式氣力輸送系統(tǒng)示意圖

4 雙組合式系統(tǒng)

當(dāng)組合式系統(tǒng)的能力（輸送距離或輸送量）無法滿足要求時，可以采用雙組合式系統(tǒng)方案。它本質(zhì)上是獨(dú)立的負(fù)壓系統(tǒng)（負(fù)責(zé)吸料）和獨(dú)立的正壓系統(tǒng)（負(fù)責(zé)送料）通過中間容器連接。兩臺風(fēng)機(jī)分別驅(qū)動吸料和送料。

這種配置提供了最大的靈活性?？梢詾槲隙芜x擇優(yōu)的真空設(shè)備（如高真空真空泵），為送料段選擇優(yōu)的加壓設(shè)備（如高壓壓縮機(jī)）。吸料段距離短時，甚至可能實(shí)現(xiàn)全程密相輸送。

典型的雙組合式系統(tǒng)如圖5所示，以大型船舶卸料為例，高真空系統(tǒng)以高效率從船艙吸料至岸上的過渡倉泵，高壓正壓系統(tǒng)再將物料輸送至較遠(yuǎn)距離（如600米）外的倉泵。相應(yīng)的，通常需要大管徑或多管道來實(shí)現(xiàn)高輸送量。

量。

圖5 雙組合式氣力輸送系統(tǒng)示意圖

5 其他考量因素

除了上述主要分類，選擇氣力輸送系統(tǒng)時還需考慮以下因素：

高壓系統(tǒng) vs. 低壓系統(tǒng)： 輸送壓力影響輸送能力和距離。高壓（通常指>0.1MPa）系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)的輸送距離或更高的輸送量，但設(shè)備要求更高。超高壓輸送需配置加壓接料倉泵。

常規(guī)系統(tǒng) vs. 創(chuàng)新型系統(tǒng)：常規(guī)系統(tǒng)指物料直接吹送或吸入管道。創(chuàng)新型系統(tǒng)在喂料點(diǎn)或管道沿線對物料進(jìn)行特殊處理（如充氣、流化），以改善流動性或?qū)崿F(xiàn)特定輸送流型。

連續(xù)運(yùn)行 vs. 批次運(yùn)行：根據(jù)生產(chǎn)工藝要求選擇連續(xù)供料還是批次供料。

稀相輸送 vs. 密相輸送：主要取決于物料特性（如顆粒粒徑、密度、透氣性、氣體保留能力等）。幾乎所有物料都能進(jìn)行稀相輸送（高速、低固氣比）。密相輸送（低速、高固氣比）則對物料特性有要求，能顯著降低磨損和顆粒破碎，但系統(tǒng)設(shè)計更復(fù)雜。

如何選擇？關(guān)鍵步驟如下：

1. 明確物料特性，這是基礎(chǔ)。了解物料的粒徑分布、密度、濕度、流動性、磨損性、爆炸性、毒性、吸濕性、是否易碎等。這直接影響系統(tǒng)類型（開放/封閉）、輸送流型（稀相/密相）、設(shè)備選材和安全性設(shè)計。

2. 確定工藝需求。例如輸送量、輸送距離和高度、起點(diǎn)和終點(diǎn)數(shù)量及位置（單點(diǎn)/多點(diǎn)供料？單點(diǎn)/多點(diǎn)卸料？）、是否需要連續(xù)運(yùn)行、對物料破損率的要求、廠房空間限制等。

3. 評估環(huán)境與安全要求。例如物料是否有毒、易燃易爆？工作區(qū)域是否有防爆要求？環(huán)保排放要求如何？這決定了是選擇開放系統(tǒng)（加強(qiáng)過濾和安全措施）還是必須使用封閉系統(tǒng)。

4. 預(yù)算考量，包括初始投資成本和長期運(yùn)行成本（能耗、維護(hù)、耗材如濾袋、惰性氣體消耗等）。通常，負(fù)壓系統(tǒng)供料設(shè)備便宜但過濾成本高，正壓系統(tǒng)供料設(shè)備多樣且成本差異大，封閉系統(tǒng)和雙組合式系統(tǒng)成本最高。

5. 咨詢專業(yè)供應(yīng)商，氣力輸送系統(tǒng)設(shè)計涉及多相流體力學(xué)、材料學(xué)等多學(xué)科，細(xì)節(jié)繁多。上海東庚設(shè)備工程技術(shù)有限公司作為一家經(jīng)驗(yàn)豐富的氣力輸送設(shè)備供應(yīng)商與工藝設(shè)計公司，可以基于您的具體物料和工藝參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計和方案比選，從而確保系統(tǒng)長期穩(wěn)定運(yùn)行。