散料系统是一种采用气力输送方式,通过密闭管路完成散料输送的海工配套系统,在海洋石油三用工作船、平台供应船、海上钻井平台、散装水泥船、陆基散料灰站等方面有着广泛的应用。近年来海工市场的不断扩大,国内散料系统得到了快速的发展,但相较于国外散料系统,我国的散料系统研究相对落后,存在着设备采购成本高、散料罐体型大等问题,导致了国内散料系统售价高、船舶建造难度大。针对当前我国散料系统发展存在的问题,本文开展了吸压组合式散料系统的方案设计研究,为国内散料系统供应商降本增效,提高企业竞争力奠定了基础。本文的具体研究内容如下:首先,本文基于正压式散料系统,通过以常压舱室替代散料罐,以增设复载罐和真空泵实现正负压组合循环式输送散料为手段,进行了吸压组合式散料系统方案设计。散料系统方案设计包括散料系统的系统构成、工作原理和流程、自动控制系统与界面设计以及散料系统设计中需注意的特殊要求等。其次,本文以G级油井水泥颗粒为输送介质,运用solidworks、hypermesh和fluent软件开展复载罐进灰工况和出灰工况、缓冲罐输送效率的数值模拟,以验证吸压组合式散料系统的可行性以及其输送能力能否满足工程需要。复载罐进灰工况的数值模拟中,分析罐内水泥颗粒的运动特性和负压吸送口的质量流量,确定复载罐的进灰时间和进灰效率,并通过优化复载罐结构延长进灰时间,提高进灰效率;复载罐出灰工况的数值模拟中,参考钻井平台的输灰管路布置、长度以及风量,通过数值模拟对复载罐的进灰和出灰进行时间配比,满足两个复载罐循环式输灰的节拍,并在考虑降低能耗的前提下,确定符合复载罐进灰和出灰节拍的输灰风量;缓冲罐输送效率的数值模拟中,在同一气流速度和固气比的前提下,研究不同粒径下的缓冲罐输送效率,并在节省能耗的前提下,确定输送效率相比较高的油井水泥颗粒粒径。最后,通过在进灰口和缓冲罐卸料口的平均质量流量计算得到吸压组合式散料系统的输送效率和输送能力。