1）煤粉输送系统的基本原理
与粉状物料的气力输送不同，煤粉输送管道中，有相当长度的水平管道。因在水平管道内的垂直方向上，粉状物料浓度存在差异，存在不可避免的沉降现象。因此煤粉管道的气力输送与其它物料垂直输送系统有所不同。
煤粉的水平气力输送依照其在竖直方向上的浓度差异大致可分为：稀相输送（又称为稳流输送）和双相输送。随着煤粉浓度的进一步加大（或风速的降低），水平煤粉输送管道底部的煤粉浓度将超出稀相输送的范围，形成上部为稀相，下部为浓相的双相输送。随着风速进一步降低（或煤粉浓度的进一步加大），水平输送管道下部将出现断续的煤粉沉积，气体的阻力会出现一定程度的振荡，输送将进而演变成脉冲输送和塞流输送（见图7）。
在脉冲输送和塞流输送状态下，气体阻力将大幅度增加，并出现较大幅度的振荡，这样的情况对于煤粉计量和控制系统而言是破坏性的。因此在生产过程中，我们需要煤粉输送系统总是在稀相和双相输送的工作范围内进行，追求高的煤风比。对于较长的水平输送的煤粉管道而言，如风速不足，会产生煤粉的沉积。系统将转变为脉冲输送，长管道中的脉冲输送会使管道系统阻力快速上升，并呈现较大幅度的振荡状态。此时如果风机的压头不足以克服助力，风速将下降，输送能力将直线下降，甚至造成输送管道一定程度的堵塞。而且这种加大并振荡的气体阻力，将使锁风设备的出口，出现较高的大幅度波动的正压，加大煤粉计量系统锁风设备的压力，甚至导致计量系统计量的紊乱；严重时输送管道堵塞，“气体反吹”，以至于干扰了计量系统的正常下料。对于高硫和高挥发分的煤粉而言，还存在自燃自爆的可能性。从控制的稳定性和可靠性出发，输送罗茨风机的配置和煤粉输送系统的管道，应该根据不同的条件（包括输送距离－水平和垂直、弯头的数量、煤粉输送量、煤风混合物的重度、喷煤管的阻力和风速要求、计量与控制设备对于风压的接受能力、所在地区的海拔高度、）优化罗茨风机和管道的设置，以较小的代价，确保煤粉输送的状态介于稀相和双相输送之间，以兼顾煤粉气力输送的可靠性和经济性。
图1 煤粉水平气力输送四种形态示意图
2）输送用气量和管道配置的参数优化
煤粉输送系统的基本参数：一是煤粉输送量与输送风的质量比（又称煤粉输送率）；二是煤粉管道输送时的管道风速。前者是罗茨见机的选型基础，后者是管道的设计基础；并由此计算出管道系统的阻力。罗茨风机的压头将依此取值，并有一定的富余量。
煤粉与输送几的质量比
煤粉与输送风的质量比，一般是2.5：1左右。对于水平管道较短的管道（或者水平投影较短的管道），取值可高于此值。因为较短的水平管道，即使出现了振荡现象，由于幅度比较低，只要在计量控制系统可能接受的范围内，可以忽略。在生产线规模趋大的前提下，随着管道阻力系数的降低、管道风速的提高，此参数的取值有放大的趋势。各个公司依据自己的试验，参数上略有出入，2000t/d以上的规模生产线，此值可达（2.5-3.5）：1。对于水平管道的长度可以忽略的条件下，此值还可以进一步提高。
输送管道的风速
为避免出现脉冲和塞流输送现象，输送管道风速通常控制在25m/s以上。考虑脉冲和塞流造成的压力波动的程度与水平管道的长度有关，对于短管道，风速可以取低些；而对于长管道，风速应该取稍高些的值。
对于输送量较大的系统，随着管道断面的加大，管道断面的上下煤粉密度差别增大；加之大管道的截面面积与圆周线长度之比较大，管道阻力系数较小；管道输送过程中的这两个因素的变化，会推动风速取值增大。正因为如此，随着生产线规模的扩大，输送管道的风速也应该提高。
输送系统的风压
输送系统的风压是保证系统正常输送风速的重要参数，也是以上两个参数确定后，根据输送系统的实际情况得出的导出参数。为保证煤粉正常的输送和计量系统的稳定，应有足够的风压储备，防止出现可能的煤粉流量波动。当煤粉浓度增大时，煤粉与风的混合物重度加大，会导致系统阻力增加。一旦阻力超出了见机的压力，管道风速就会下降，就会造成脉冲或塞流输送状态的出现，甚至会发生堵塞。由于煤粉的流量的波动，难于安全避免，因此风机风压的选择应该考虑必要的富余量。
在煤粉计量控制系统的出口，有的设置中有喷射泵，利用喷射泵的射流效应，降低煤粉计量系统出口处的正压，减轻煤粉计量系统的锁风和卸压的压力，确保计量控制系统的正常工作。因而计算风压时也要考虑喷射泵带来的压降影响。
系统的煤粉浓度和气压的共振现象
有些人将煤粉输送管道错误地类比于除尘管道的设置，采用管道宁大勿小的策略。在除尘管道系统中，随着沉积的加大，管道截面积的减小，风速提高，使沉积稳定在一定的水平上，从而系统在一个较高的风速条件下，取得新的平衡。但在煤粉输送系统中并非如此。一是煤粉的注入量（多数煤粉计量和控制系统，均是格状单元，由于计量滞后于控制，也使下料呈一定程度的波动状态）的波动。使煤粉与风的气固太混合物的重度呈现振荡养；二是沉降的煤粉也并不是稳定的，它也不断的在输送和沉降中实现角色的变换。随着煤粉与风的气固态混合物的重度加大，管道输送风速降低，计量系统煤粉出口处的正压升高，煤粉的正常卸出也受到不利的影响。但此时喷射泵缩口处的工况风速降低，缩口压降损失相应降低，缩口出口处的静压升高，又给输送管道风速的再次升高创造了条件。这就使得煤粉计量控制系统在煤粉流量稍大并出现一定波动时，管道系统的驱动压力也呈现一定周期性的循环波动。这两者之间的有一定时间间隔的循环波动，在一定条件下，将形成“共振”，导致煤粉的输送量和气压均呈现大幅度的变异，以至增大到窑系统和煤粉计量与控制系统无法接受的程度。
计量与控制系统对出口处正压的接受程度
由于自身的结构和下部锁风装置能力的差异，计量与控制系统在一定正压条件下自身计量与控制精度的变化，也是在考虑煤粉输送管道系统时应予考虑的因素。由于以上几个参数的取值有较大的弹性，因此，煤粉输送的起点的不同带来水平管道长度的差异，就会直接影响罗茨风机的参数取值。当煤粉输送的起点设置在窑尾时，罗茨风机窑头和窑尾在煤粉输送量上虽有较大差别，但有可能取同样的风机或稍有差别，但在电机的配置上，窑尾风机配置较大，以取得较高的风压输送较多的煤粉。这样的配置可使备用风机的配置变得较为简单，而且可以较好地适应窑头窑尾两次罗茨风机的配置。当煤粉输送的起点高在窑头时，罗茨风机的参数取值差别很大。
3）常见问题分析
管道曲率半径不加优化，风机压力配置与管道的实际情况不符
由于风机的压头无法满足不加优化的管道系统，造成输送能力达不到额定输送量。当煤粉输送量超过其输送能力时，将造成脉冲或塞流输送状态，并有可能进一步造成煤粉输送管道的完全堵塞。
某厂一1000t/d的生产线，窑头系统配置的罗茨风机，其风量为29.4m3/min, 风压为49kPa. 而煤粉管道的直径为155mm，系统煤粉输送率不到2：1，有较大的富余，管风速约为32m/s，虽略偏高，但基本可行。但窑头喷煤管前的橡胶软管过长且有多个弯头，导致整个系统阻力较大。煤粉计量系统设置的喷嘴缩口直径为60mm，在煤粉输送量低于1.5t/h时，系统正常且稳定。但当煤粉输送量超过2t/h时，煤粉在输送管道中沉积，直至基本堵塞。此时，罗茨风机的风压就基本上全部作用于煤粉计量系统，并导致煤粉计量系统也出现了堵塞，除四处喷煤粉之外，系统基本不出煤粉，在关闭煤粉计量和控制系统之后，随着喷煤管继续有煤粉喷出，计量系统出口正压慢慢降低。过几分钟后，煤粉计量系统的给料设备又可以启动，但一旦煤粉供应量加大，上述现象将出现。不得已将喷射泵的喷口直径加大到120mm，降低了喷口处的压降，煤粉输送基本正常，压力波动也基本平缓，但由于喷射泵在出口处的减压作用减弱，随之出现了较大的正压，最后不得不采用一些别的方式来维持系统正常工作。
煤粉输送系统管道直径偏小
煤粉输送管道直径偏小，输送管道风速过高，阻力过大，输送不经济；在风机压头不足时会造成煤粉管道的堵塞，使作业被迫停止。在放大管道管径后，可以解决此问题，但由于管道安装作为高空安装作业，一旦完成后，更换管道就非常费时费力了。
管道直径过大
有些水泥厂对于管道的配置，抱着宁大勿小的想法，缺少精确的计算。如果管道直径过大，输送风速过低，在水平管道比较长的情况下，煤粉输送会出现较为严重的管道煤粉沉积。随着煤粉的沉降和重新被吹起，煤粉的管道内气体与煤粉混合物的重度会出现大幅度的变化，导致输送系统脉冲或塞流现象的出现，煤粉输送量和风压的振荡加大。这样对窑系统的热工工况的稳定极为不利，对窑系统的产量和质量的影响都比较大。
某厂因自行改造管径超出了设计值的1.2倍，使得输送管道风速过低，除了煤粉计量系统出现较高的正压外，煤粉输送管道出现了脉冲和塞流现象，导致煤粉计量和输送气压大幅度振荡，并出现了煤粉在管道中的大量沉积，影响了窑系统热工状态的稳定。而煤粉计量和控制系统停运后，管道里沉积的煤粉持续喷出，又使工厂怀疑是计量和控制系统完全被“击穿”而失控。最后迁怒于煤粉计量设备的生产厂家。
某厂5000t/d生产线的煤粉计量和控制系统，采用了进口的菲斯特转子秤。其煤粉计量点位于窑尾，而窑尾的罗茨风机配置为风量93.51m3/min，风压59.6KPa，电机132KW，其输送管道管径为275mm（内径），运转平稳。但几乎一样配置的另一厂家却不一样。这厂不同之处是把煤粉计量系统设置在窑头，这样煤粉计量并没有实现预期的稳定状态，煤粉输送系统的流量和压力大幅度波动。当煤粉输送量达到设计量时，煤粉瞬时流量波动范围高达12-22t/h，大大超过设计指标；所配的罗茨风机压力也在25-65KPa间频繁波动。这对烧成系统的产量和质量产生了很不利的影响。最后检查知道窑尾所要求管道内径为201mm，而实际管道内径放大到了253mm。使得原设计的水平管道的输送风速大大低于设计风速，导致煤粉输送的脉动和塞流现象，并连带引起喂煤量和管道风压的超范围波动。
盲目追求大风量的输送
有的水泥厂盲目追求计量和输送系统的“保险”，追求大风量、低风速输送。在煤粉计量和输送问题上，确实取得了保险的效果。但过大的煤粉输送风量，也带了想不到的问题。如某厂在配置罗茨风机时，其煤粉输送率不足2：1.在管道的配置上，又按25m/s风速的下限，选用了大大超出实际需要的输送管径。这种对煤粉计量和输送系统而言是保险的，但对烧成系统不利。由于一次风量过大，造成窑头火焰控制困难，不但造成回转窑喷煤管火焰的拉长，而且使喷煤管内部的耐磨件早期磨损。
通过这几个实例的分析，可以看出煤粉输送系统对于整个煤粉计量输送系统的影响，切实把握煤粉输送系统的合理参数，实现整个煤粉计量控制和输送系统的优化，保证系统的正常运行。
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