摘要：通过对斜槽产品的历史、特点和在散装水泥中转站行业应用的分析研究，揭示了斜槽及衍生品在散装水泥中转站行业的广泛应用的原因。通过建立输送能力的计算和耗气量选取的公式，为斜槽的良好运行提供科学的选型计算依据。同时，通过对故障与处理、认识误区及应用展望的分析研究，得出了随着标准化、智能化、精准化等问题的解决和完善，斜槽在行业内的应用将更加广泛，将产生良好的经济效益和社会效益的结论，可为斜槽在散装水泥中转站行业的进一步应用提供参考。

关键词：斜槽；斜槽衍生品；散装水泥中转站

中图分类号：TQ172.687  文献标识码：B  文章编号：1002-9877（2020）07-0035-07

1 概述

空气输送斜槽（以下简称“斜槽”），也有“风送斜槽”一说。斜槽的输送是密相气力输送的特殊形式，是以低压空气作为动力源，空气穿过透气层后进入物料层均布于物料颗粒周围，克服物料颗粒之间、物料颗粒与透气层之间、物料颗粒与槽体之间的摩擦阻力，使物料呈流态化状态并在自身重力的作用下实现向低处的输送。开式充气槽、流化床是一种无上槽体的斜槽，属于斜槽的衍生品。

斜槽输送与机械输送相比，具有密闭输送、无噪音、无转动部件、操作管理方便、重量轻、能耗少、结构简单、输送能力大、易改变输送方向等特点，并能实现多点进料、多点卸料，因而是输送粉状和小颗粒状干散物料的高性价比设备。在水泥工业中常用于输送水泥、生料粉、粉煤灰、矿粉等粉状物料。目前有效的行业标准为：JC/T 820-2012  《水泥工业用空气输送斜槽》。

回顾世界斜槽发展历程，最初由德国工程师J.Dodge于1895年提出并试用，广泛应用始于20世纪八十年代，源于新型透气层技术的成熟和新型干法水泥生产线的大力兴建。由于新型透气层具有布纹清晰、平整、尺寸稳定、不变形，透气性好、气流均匀、稳定，耐热、耐磨、耐腐蚀，耗能少、寿命长、安装维修方便的特点，现已基本取代早期的陶瓷或水泥微孔板（温度较高的场合仍有部分使用）以及老式帆布等透气材料。

斜槽的工艺布置形式繁多、灵活，一字型、X形、Y形、树枝状、网状均可布置。

斜槽的横截面形状通常为矩形，也可根据特定使用场合所需做成圆形或圆形与矩形等多种形状的组合。见图1。

图1 斜槽横截面形状示意

斜槽输送系统由斜槽、供风装置、除尘装置、检测仪器、控制系统等组成。

斜槽的零部件虽品种繁多，但总体来说不外乎入料溜板、头部（也称头节）、中间槽（也称中间节）、弯槽、三通槽、四通槽、分料箱、阀门（含回转三通换向阀、回转三通分料阀、侧卸料换向阀、底部卸料换向阀、截流阀（也称闸阀）、回转开关阀、流量阀）、尾部（也称出料溜子）、槽架、防雨罩、挡风板、排气罩、气室隔板、抗磨板、端盖板、除渣器、分配器等。阀门的驱动方式可以是手动、电动、电液动、气动、电动执行器、气动执行器等。

供风装置由供风设备、控气阀、供气管道等组成。一般采用高压离心风机供风，小角度斜槽或输送相对潮湿、有一定黏性的物料时应采用罗茨鼓风机或旋涡风机供风，特殊场合可采用空压机供风。无论选用哪种供风设备最好采取消声措施。

除尘装置由除尘器、控气阀、含尘风管、排风管、消声器等组成。

检测仪器有差压检测仪、料位检测仪、流量计等，可根据工艺需要选用。

2 斜槽在散装水泥中转站的应用

散装水泥中转站（以下简称“中转站”）即散装水泥集散中心，一般为水运（海运、河运）与陆运中转站【1】。按照所在布点位置和相对规模依次分为海港站、河港站、铁路站、公路站等多种型式，海港站相对规模较大【2】。

目前，中转站常用的后续输送方式有斜槽与提升机组合输送方式、通用带式输送机与提升机组合输送方式、斜槽与通用带式输送机及提升机组合输送方式、数台通用带式输送机接力输送方式等【3】。近年来，采用斜槽输送的优越性已被行业广泛认同。图2是斜槽在某中转站的典型应用情况示意。

图2 斜槽在中转站的典型应用系统示意

2.1斜槽在中转站进料环节的应用

2.1.1在螺旋卸船机门座上的应用

在卸船机门座上采用斜槽输送，优势是：①可有效改善卸船机的振动，减轻卸船机的总重，减少噪声和动力消耗；②可有效改善门座下半部分的受力状况，减小轮压；③便于除尘设备的设置，并能确保卸船机的微负压无尘运行。见图3。

图3 斜槽在螺旋卸船机门座上的应用示意

图3中序号02即为应用于门座上的斜槽，序号02-4为斜槽供风装置，序号03为袋式除尘器。

2.1.2码头卸船接料输送的应用

大型运输船靠泊后系固（即船靠岸后不再移动），靠卸船机沿码头轨道的移动和卸船机一些机构的运动来达到全方位卸船的目的。斜槽作为后续接料输送设备，通过多点进料方式实现卸船机沿码头岸线的间歇式移位取料卸船，其优势在于实现密闭无尘输送。见图4。

图4 码头卸船接料输送的应用示意

图4中序号05为多点进料斜槽，物料通过序号06提升机、序号10a和10b斜槽、序号13提升机入库。

2.1.3斜槽在储存库库顶的应用

斜槽布置于储存库库顶，可完成多点卸料将物料分别精准地输送至各储存库；对于大型储存库，还可以每库设置多个进料点，可采用斜槽与阀门的组合结构，也可采用分配器与斜槽的组合结构【4】。见图5。

图5 斜槽在储存库库顶的应用示意

图5中9座大型储存库采用斜槽与阀门的组合结构将物料输送至库顶，然后采用分配器与斜槽的组合结构使每库具有3个进料点，系统总计有27个进料点。若采用其他输送方式，不仅系统非常复杂，而且库顶需承受巨大的荷载，综合造价高；采用斜槽输送方式，则优势凸显。

2.2斜槽在中转站储存环节的应用

2.2.1斜槽在储存库库内的布置

大型中转站的储存容量大，但储存库的卸空率也随之下降，这是长期困扰行业的难题。合理布置开式充气槽能很好地破解问题。

图6 斜槽在储存库库内的应用示意

图6是某大型中转站储存库库内布置示意图。该库库底板上设置了4个减压锥，在减压锥内外均满布了开式充气槽（序号22），形成4个出料口，按照设定的程序自动分区卸料，这样既可提高储库的有效储量，又可大大提高卸空率。当前，大型储存库出料口数量最多的已有9个。

2.2.2斜槽在库内取料的应用

图7是斜槽在库内取料的应用示意。

（1）库壁破拱助流的作用。在库底出料口上方库壁上布置一定数量的开式充气槽，采取间歇式充气或连续充气手段可有效防止堵料、拱料现象。见图7序号27-1。

（2）防止库内偏载的作用。大型储存库为防止库侧发放散装水泥方式引起的库内水泥严重偏载，而造成对库体结构破坏的危害，采取了斜槽与开式充气槽组合应用的方式从储存库芯部取料措施。见图7序号31。

（3）采用库底和库侧卸料装置卸料，可以任意调节取料流量，工艺布置灵活。见图7，序号27库底卸料装置和序号31库外部分的库侧卸料装置，均含斜槽、截流阀、回转开关阀、流量阀、卸料溜子等，序号27-7、32为斜槽的供风装置。

图7斜槽在库内取料的应用示意

2.3斜槽在中转站发放环节的应用

2.3.1用于散装水泥的装车（汽车与火车）发放

斜槽在库底和库侧散装水泥装车环节的应用，见图7，序号28为库底装车机，序号33为库侧装车机。

2.3.2用于散装水泥的装船发放

斜槽在装船环节的应用，不仅装船效率高，而且当采用高箱型斜槽时，可省去收尘风管。

图8 斜槽在装船环节的应用示意

图8所示为斜槽在装船系统的应用，其中序号35-2为高箱型斜槽，序号36-2为除尘器回灰斜槽。

2.4. 斜槽在中转站的其他应用

2.4.1流化床的应用

（1）在输送机之间的转运点譬如垂直螺旋提升机的取料点，设置流化过渡小仓或流化集料坑，可有效稳定料流，减小取料阻力。

（2）仓泵、料封泵、提升泵底部，料仓底部，散装水泥专用运输汽车、火车、船的粉料罐底部等设置流化床，有助于增强散装水泥的流动性，增强其出力。

2.4.2除尘排灰的妙用

（1）斜槽作输送兼收尘管使用。高箱型斜槽因上槽体空间较大，因此具备兼作含尘气体收尘风管使用的条件，经多个工程验证效果良好。

（2）斜槽作水平风管使用。对于空间受限含尘风管只能水平布置的场合，采用小倾角甚至水平布置的斜槽作收尘风管使用，当灰积聚到设定值后对下槽体供风可基本清除积灰。

（3）斜槽作除尘器卸灰使用。对于出灰量较大的除尘器，集灰斗底部采用开式充气槽汇料+斜槽输送方式；对于高度受限的除尘器集灰斗，采用船型灰斗+开式充气槽汇料+斜槽输送方式可有效降低设备高度。

2.4.3溜子的妙用

溜子布置倾角过小时，会时常发生堵料，不妨在溜子底部加装专用开式充气槽，问题可迎刃而解。

2.4.4清渣器的妙用

对于常夹杂小钢球、小钢段、石块等杂物的散装水泥，可采取在斜槽上设置若干套清渣器并自动排渣的措施。

2.4.5料仓出料口的妙用

在料仓出料口部位，物料含水率对排料性能较敏感，采用开式充气槽结构的出料口能破解该难题，见图9。

图9 斜槽在料仓出料口的妙用示意

2.4.6稳压稳流的妙用

（1）开式充气槽溢流装置应用于稳压料仓中、上部，可使料仓装料高度稳定在设定值内，从而确保料仓底部仓压的稳定。

（2）采用截流阀、回转开关阀、流量调节阀等三件套组合结构形式的出料装置，可为后续工艺系统的运行提供稳定流量的保障。

3 斜槽故障及处理

中转站斜槽的故障表现形式较多，一般的故障不再赘述，仅对几种典型的故障作分析如下。

3.1透气层破损或对接点密封欠佳

透气层破损较小或对接点密封欠佳时，物料会从破损口或对接点进入下槽体，当下槽体积灰到一定面积后，相应面积的透气层丧失布气功能，物料输送至该段节后因流态化消除而积淀，从而造成堵塞。透气层破损较大时，破损口处压损低造成气流直接短路，物料因无法流态化而堵塞。需视情况作局部修复、更换局部或全部透气层并清理下槽体积灰的处理。

3.2斜槽选型不当导致堵料

斜槽选型不当，造成设计输送能力低于或高于实际需要量较多时，均易引起堵料。需视情况作更换斜槽规格、调整斜槽布置倾角、控制和调整来料量等处理。

3.3透气层黏结或板结

透气层进水、受潮或内外温差大产生结露时，斜槽内的水泥等物料会吸水并产生黏结或板结的现象，透气层的布气性能相应减弱，从而造成槽内物料输送局部不畅甚至堵塞。一般采用以下方法处理：

（1）开机前对斜槽作检查维护，发现透气层进水或受潮，应启动供风装置运行至干燥后方可投料。

（2）若已经堵塞，则应在系统不停机状态下，由出料端往进料端方向逐个打开检修盖，通过捅料、敲透气层等方法清堵。

（3）在输送系统停止运行或计划长时间停运前，需长时间对斜槽吹送，清空斜槽内部剩余物料，以免板结造成设备故障。系统可采取联锁延时关机措施，提高自动化程度，减少人工操作的不确定性。

（4）对于布置于室外工作的斜槽，应采用防雨型结构，槽节间采用防水密封垫并配置防雨罩，截流阀闸板、侧卸料换向阀转轴、供风装置进风口、控气阀转轴等部位加装防雨设施。

3.4物料杂物过多

中转站物料来源单一，杂物主要是承运船自身带来的铁块、石头及水泥厂带来的钢球钢段等。某中转站曾发现大量异物的存在，工作组打开了后续输送设备，发现了残留的大量异物，以铁块和石块为主，其中铁块的最大平面尺寸达280×200mm，最大厚度达20mm【5】。物料中杂物过多时，一部分杂物会日积月累积聚在斜槽内，积聚至一定程度后会严重影响其输送能力甚至造成堵塞。因此，严格控制所卸物料中混入铁块和石块等异物，特别是大尺寸的异物【5】显得非常重要。必要时，可加装清渣器排杂。

3.5紧急停机

紧急停机时槽体内存有大量物料，易出现冷凝现象而造成物料黏结或板结。因此，在意外紧急停机后应尽早恢复生产或尽早开机输净机内剩料。

4 对斜槽的几个认识误区

4.1规格选型

有人认为“为确保输送能力，规格选型越大越好”。

斜槽输送量受较多因素的影响，往往变化很大，应根据理论计算，结合实际情况经综合分析后确定规格。规格过大，所需料层厚度会过低，会因为空气流直接击穿斜槽出料端的料层而使空气短路，从而造成受料端或中段物料气化不充分而堵塞。反之，选用相对小一点的规格可以减少耗气量、增加料层厚度，提高物料气化的均匀性，从而有利于斜槽的稳定输送并降低能耗。笔者一般控制料层厚度为上槽体高度的25%～35%。

同时，对于在一台斜槽上有多个进料点且同时进料的状况，应选用同一布置倾角而不同规格段节的斜槽，或者选用不同布置倾角而同一规格段节的斜槽，即应顺着物料输送方向逐渐加大斜槽的输送能力。

斜槽的输送能力可按下式（1）计算：

Q=3600B?（1/4~1/3）H?ρ?ψ?υ  ………………………………（1）

式中：

Q—输送能力，t/h；

B—斜槽宽度，m；

H—斜槽上槽体高度，m；

ρ—物料堆积密度，t/m3，水泥一般取1.25~1.5 t/m3；

ψ—气化系数，取0.7~0.75；

υ—物料在上槽体内的平均流速，m/s，水泥在6°布置时取1.5 m/s。

笔者结合JC/T 820-2012行业标准并经多年实践，总结了一份输送能力表供读者参考，详见表1。

4.2耗气量选取

有人认为“为确保输送能力，耗气量取值越大越好”。

耗气量的选取原则是：在确保所需输送能力的前提下，尽量取低值。耗气量的大小不仅直接影响着能耗指标，且影响着除尘装置的选型。

斜槽的耗气量可按下式（2）计算：

V=60a? B? L…………………………………………………………（2）

式中：

V—耗气量，m3/h；  

a—单位面积耗气量，m3/(m2?min)，对于新型透气层取1.5～3.0m3/(m2?min)，对于多孔陶瓷板取1.5～2.5m3/(m2?min)；

B—斜槽宽度，m；

L—斜槽长度，m。

4.3倾角选择

有人认为“为确保输送能力，倾角越大越好”。

斜槽的布置倾角越大，其输送能力也越大，但需要有稳定的料流作为前提，就是说需要确保稳定的料层厚度才能达到输送量大的目的。另外，布置倾角越大，需要的安装高度就越大，综合造价也会越高。因此，根据物料性质、所需输送量确定适宜的布置倾角才是上策，一般为4°～6°。物料水分能控制在0.5 %以下时，建议选取4°；物料水分在0.5 %以上时，适当取高值为宜；输送粗料时，建议不小于8o。

4.4物料适应性

有人认为“斜槽对物料的适应性很广，什么物料都能送”。

事实上，斜槽对物料的适应性是有限的，它仅能输送干燥、无黏性、粉状或粒径在3 mm以下且易气化的粉粒料，允许水分在1 %，允许物料堆积密度在1.8 t/m3（但气化后的密度须在1.2 t/m3以下），且只能向下输送。

由于斜槽停运时，透气层上表面会剩下一层物料，因此同一台斜槽不宜输送物料品种变化多而又不允许有混料的场合，也不宜输送如粮食等会易腐变质的物料。

另外，对于被输送物料不允许有外来水分侵蚀的场合，供风系统还需采取电加热措施；对于被输送物料易结露的场合，还需要采取外保温措施；对于纯粗颗粒物料，因无法形成流态化，故不宜选用斜槽输送。

4.5斜槽供风点设置

有人认为“一台斜槽只需要一个供风点”。

斜槽的供风点数量，需要区别对待。对于下槽体设有闷板的斜槽，则需要每节一个供风点；对于弯槽、三通槽、四通槽、旋转阀、两路阀、除渣器等，均需要单独供风，建议采用小风量高压离心风机、罗茨鼓风机或旋涡风机供风；对于下槽体无闷板而相互联通的斜槽，也需要区别对待：（a）长度在20 m以内的，采用一个供风点即可；（b）长度在20 m以上的，每20 m设一个供风点。以上必须同时满足供气点处的下槽体横截面和供气管道内的空气流速不大于20 m/s的要求，若超速则可采取以下措施之一降速：（a）增加下槽体高度；（b）增加供风点数量；（c）增大供气管道直径。

4.6除尘装置匹配

有人认为“斜槽不需要配除尘器，或挂几个布袋透气就行了”。也有人认为“除尘器的处理风量越大越好”。

良好的通风是斜槽正常工作的前提。排气不畅甚至排气口堵塞，则斜槽上下槽气压接近甚至一致，物料就不具备流态化条件而无法实现流动输送，因此配置除尘装置是必须的。但除尘装置的处理风量过大，将增加不必要的造价和运行费用，故处理风量应以上槽体内产生微负压且无冒灰为上限。

4.7风压选取

有人认为“所选风机全压越大越好”。

斜槽的供气压力应大于透气层的阻力、料层阻力及供风管网阻力之和。根据多年来的使用经验，风机全压以3～6 kPa为宜。由于海港型中转站均接近海平面，所以不需要对供风设备的供风量与供风全压作修正。

5 斜槽应用的展望

5.1标准化

斜槽在中转站的应用已非常普遍，应用规格范围为XZ100-XZ1600、输送能力范围为4 t/h-3900 t/h，但现有标准规格范围仅XZ200-XZ800、输送能力范围仅22 t/h-1295 t/h，已严重滞后于实际应用。因此，对标准进行第二次修订已迫在眉睫。

5.2智能化

随着卸船机的大型化、多台卸船机并联卸船工艺的普及和码头对泊位运行效率要求的进一步提高，散装水泥输送系统将朝着大运量、长距离趋势发展。因此，急需对传统的输送系统进行智能化升级，综合运用自动化、信息化、数字化、智能化技术，以实现智能化运行；同时，通过建立远程运维和服务体系实现运行性能的大幅提升。

5.3精准化

输送系统将以所需输送量或实际来料情况为依据，即时自动调节供气量、供气压力、除尘排灰处理能力，自动排渣、排杂，自动选取进库或出库库位、品种，故障自动感知、自动处理。

5.4延展化

斜槽规格将向二头延展，即以大型化延伸为主兼顾小型化需求，以适应新常态下的生产应用实际要求。

5.5定制化

将针对特殊工况诞生适应个性化需求的特种斜槽，使主系统运行更稳定可靠。

6 结束语

一百多年来，斜槽以其优异的性能在粉粒状物料输送中发挥着重要作用。近年来斜槽在中转站行业中应用已非常广泛，但亟待解决和完善标准化、智能化、精准化等问题。相信，不久的将来斜槽在行业内的应用将更加广泛，并将产生良好的经济效益和社会效益。

参考文献

【1】水泥工业大气污染物排放标准：GB 4915—2013[S].北京：中国环境出版社，2014.

【2】袁锡康，张亚刚，袁东，等.散装水泥中转站——智能仓储物流系统展望[J].散装水泥，2019（5）：11-14.

【3】袁锡康，袁东，江文根.通用带式输送机在粉料中转站的无尘设计与应用[J].散装水泥，2019（2）：59-62.

【4】袁锡康，徐建荣.改进型MP生料均化库介绍[J].水泥，2001（9）：19-22.

【5】季贵波，袁锡康，章宇新.ATXL500B型散装水泥螺旋卸船机故障及修复[J].散装水泥，2019（3）：45-46.

作者简介：袁东（1990-），男，汉族，浙江杭州人，本科，工程师，研究方向：机械设计制造及其自动化；袁锡康（1965-），男，汉族，浙江杭州人，硕士研究生，高工，研究方向：机械制造。

本论文转载自《水泥》2020年第7期（总第520期7月10日出版）