气力输灰

浓相气力输灰系统2008年01月31日星期四 10:52一、概述浓相气力输灰系统【DENSE PHASE PNUMATIC CONVEYING SYSTEM】采用了先进成熟的管道二相流技术，实现粉料颗粒的高效、可靠、低能耗、长距离输送；是燃煤电厂锅炉飞灰处理的理想设备〖系统〗。

二、系统工艺流程本系统由仓泵、气源、管道和灰库等部分组成，采用集中程序控制方式，实现系统设备的协调有序运行。

系统采用F型上引式流态化仓泵【FLUIDIZED ASH TRANSMITTER】作为关键输送设备，仓泵直接连接在电除尘器【ESP】灰斗下，接受电除尘器收集的飞灰，同时采用空气压缩机【AIR COMPRESSOR】作为动力源，通过密闭的管道【PIPELINE】，在高浓度、低流速的状态下，把飞灰【FLYASH】输送至贮灰库【SILO】。

二、浓相气力输灰系统典型设备配置1.流态化仓泵F 型上引式流态化仓泵为一耐疲劳、耐磨损的低压容器，仓泵本体上封头内集成有气动进料阀，以控制飞灰进入仓泵；下封头设一流化气室，内装流化盘，流化气室与进气管道相联，并通过气动进气阀控制压缩空气的流入；出料管从流化盘中心附近向上引出泵体并与气动出料阀相联，出料阀控制灰气混合物排入管道；为满足自动控制的要求，仓泵体上还装有料位计和压力传感器。

2.气源系统气源由空气压缩机、压缩空气净化过滤设备及贮气罐等组成。

空压机一般采用流量10～20 m3/min、压力0.7MPa的螺杆式空压机，对于连续运行工况，螺杆式空压机比活塞往复式空压机具有更高的可靠性；贮气罐起到稳定压力、缓冲用气、冷却除水等作用，为满足间歇用气的工况要求，一般选用较大容量的贮气罐；由于空压机排出的压缩空气中含有大量的水份，包括液态水份和气态水份，这些水份对飞灰输送是不利的，可采用多级过滤除去液态水份，同时采用干燥机〖冷冻干燥机或吸附式干燥机〗除去部分气态水份，降低压缩空气露点，以防止和飞灰混和时产生结露、结块等现象。

3.输送管道由于系统输送流速较低，输灰管道可采用普通无缝钢管，壁厚一般6～8mm。

根据出力要求及输送距离，采用管径一般有以下几种规格：DN65、DN80、DN100和DN125。

远距离输送时，为降低末端输送流速，可采用输送管道变径方式，输送管道弯头也可采用耐磨管或无缝钢管背部加厚。

4.自动控制系统本系统整个工艺流程采用计算机集中程序控制，全自动运行。

运行人员只需监视控制系统运行显示状态。

同时由于设有完善的故障报警系统，故障处理和维护都十分方便。

三、系统控制过程特点如下＆#61548; 程序控制器根据输入信号，通过程序运行输出来控制整个系统工艺流程。

一台程序控制器可同时控制多台仓泵协调运行。

系统还设有现场控制箱，可进行现场手动操作，以满足调试和现场故障处理要求。

＆#61548; 程序控制器在控制工艺流程的同时，动态显示各运行参数状态，给出设备故障报警信号，并自动进行部分故障紧急处理。

＆#61548; 系统运行参数在控制器上可动态自由设定和调整，因此具有极大的灵活性和适应性。

输送机理四、输送过程本系统采用仓泵间歇式输送方式，每输送一泵飞灰，即为一个工作循环。

每个工作循环分四个阶段。

1.进料阶段进料阀呈开启状态，进气阀和出料阀关闭，仓泵内部与灰斗连通；仓泵内无压力(与除尘器内部等压)，飞灰源源从除尘器灰斗进入仓泵，当仓泵内飞灰灰位高至与料位计探头接触，则料位计产生一料满信号，并通过现场控制单元进入程序控制器。

在程序控制器控制下，系统自动关闭进料阀，进料状态结束。

2.加压流化阶段进料阀关闭后，打开进气阀，压缩空气通过流化盘均匀进入仓泵，仓泵内飞灰充分流态化，同时压力升高，当压力高至压力表上限压力时，则双压力开关输出上限压力信号至控制系统，系统自动打开出料阀，加压流态化阶段结束，进入输送阶段。

3.输送阶段出料阀打开，此时仓泵一边继续进气，一边气灰混和物通过出料阀进入输灰管道，并输送至灰库。

当仓泵内飞灰输送完后，管路阻力下降，仓泵内压力降低；当仓泵内压力降低至双压力开关整定的下限压力时，输送阶段结束，进入吹扫阶段，但此时进气和出料阀仍保持开启状态。

4.吹扫阶段进气和出料阀仍开启，压缩空气吹扫仓泵和输灰管道。

定时一段时间后，吹扫结束，关闭进气阀、出料阀，然后打开进料阀，仓泵恢复到进料状态。

至此，包括四个阶段的一个输送循环结束，重新开始下一个输送循环。

以上输送循环四个阶段仓泵内压力变化曲线如图所示。

五、输送流态1.仓泵内流态a.加压流化阶段进料阀和出料阀都关闭，压缩空气通过流化盘进入仓泵。

仓泵下锥体内飞灰呈均匀流态化，灰气充分混和，同时仓泵内压力升高，此时如同一压力流化床。

b.输送阶段出料阀呈开启状态，灰气混和物进入输灰管道，同时压缩空气通过流化盘进入仓泵。

仓泵下锥体内出料管端附近局部继续呈急剧流态化，飞灰一边被流态化，灰气均匀混合，一边均匀进入输灰管道实现飞灰的远距离输送。

此时仓泵内压力保持稳定。

c.吹扫阶段此时仓泵内已无飞灰，管道内飞灰逐步减少，最后呈纯空气流动状态。

系统阻力下降，仓泵内压力也下降至一稳定值。

吹扫的目的是吹尽管路和泵体内残留的飞灰，以利于下一循环的输送。

d.管道流态从管道流态上看，本系统采用了正压浓相流态技术。

管道前端呈旁路浓相流态，管道后端由于压力减小，气体膨胀，速度提高而转变为连续浓相流态。

e.旁路浓相流态旁路浓相流态输送浓度高〖灰气比可达30～60Kg/Kg〗，同时速度低〖根据输送物料，在5～10m/s之间〗。

如图所示，在水平管道内，由于流速较低，飞灰在重力作用下沉降管底，造成上部流道缩小，上部流道内气流速度增加，又带动飞灰重新飞扬，如此反复；同时下部沉降飞灰在压力作用下呈滑移状态，故是一种动压和静压同时作用的流态。

此流态具有输送效率高、耗气量少、流动速度低、对管道磨损小等优点。

f.连续浓相流态输送管道后端由于压力减小，气体膨胀，导致流动速度提高，流态也转变为连续浓相。

连续浓相流态输送浓度高，同时速度也较大，为此可采用逐段扩径以减小磨损。

如图所示，由于管道内流动的压缩空气减压膨胀，输送速度提高，飞灰基本均匀悬浮在管道截面上，在气流的动压带动下稳定流动。

六、系统性能分析及特点浓相正压气力输灰系统是结合流态化和管道二相流技术研制的，采用动压与静压联合输送方式的高浓度、高效率飞灰输送设备。

系统整体性能指标大大超过常规的稀相输送系统，是目前世界上先进的气力输送技术。

其系统性能和特点具体说有以下几个方面。

1.较高的灰气比灰气比可达30～60Kg/Kg，而常规稀相系统为5～15Kg/Kg。

因此其空气耗量大为减小，在大多数情况下，浓相正压气力输灰系统的空气消耗量约为其它系统的1/3～1/2。

由此带来一系列有利的因素：a.供气不必使用大型空气压缩机，因而可采用性能可靠的小型螺杆式空压机。

供气系统投资较低，为使系统更加可靠稳定，在压缩空气站增加一套压缩空气干燥过滤系统在经济上也是允许的。

b.输灰系统输送入贮灰库的气量较小，因而贮灰库上的布袋过滤器排气负荷大大降低，从而有利于布袋过滤器的长期可靠运行。

通常由于贮灰库所需过滤的空气量大，而贮灰库顶部的空间较小，往往造成在高比负荷下运行的布袋过早损坏。

而本系统较好地解决了这一难题。

c. 在通过提高浓度满足出力的前提下，所用管道口径大为减小，常用DN65、DN80、DN100、DN125等小口径管道；而稀相系统管道口径一般在 DN125～DN250之间。

由于管道口径减小，因而管道自重和冲击力较小，可选用轻型支架或利用现有厂房建筑敷设安装，十分方便，且投资要比常规稀相系统低得多。

2.较低的输送流速在通过提高浓度满足出力的前提下，尽可能降低输送流速以减少磨损。

本系统平均流速在8～12m/s，而起始段流速为5～8m/s，为常规稀相系统的一半左右，因此输灰管道磨损大为减少。

管道磨损小，就可不用昂贵的耐磨管，而采用普通无缝钢管即可，只在弯头部位采用耐磨材料或增加壁厚。

3.较高的工作压力系统工作压力较高，一般为2～4Kg/cm2，对设备密封性要求较严。

但可充分利用常规空压机提供的压头。

且由于其流量大为减小，故足以抵消压力增高所增加的费用。

4.较好工作适应范围输送距离范围宽广，从短距离的50米至1500米长距离，本系统都有其良好的输送记录。

对于更长距离的输送，可采用中间站接力的方式解决，如一级输送采用小型仓泵把飞灰集中至中间转运灰库，二级输送用大型仓泵远距离输送至终端主灰库。

5.与除尘器的协调性仓泵与除尘器灰斗直接连通，正常工作情况下，灰斗内仅仅在相应仓泵处于输送状态时才有少量积灰，因而灰斗一般可不设加热和气化设备，并大大有利于除尘器的运行。

6.安装维修方便由于仓泵体积小、重量轻，故安装方便，维修也容易。

常用仓泵规格为0.25～2.5m3，重量在250～1500Kg之间，可直接吊挂在灰斗下。

7.配置灵活本系统配置灵活方便，可根据出力需要灵活配置仓泵规格、输灰管道连接方式，以适应实际工况要求。

8.可靠性和可维修性本系统在设计过程中即考虑了系统设备的可靠性和可维修性要求。

主要体现在以下几个方面：9.系统具备的故障备用方式优越，可大大提高系统级可靠性和可维修性。

如电除尘器一旦某一电场下仓泵故障，即可停止此电场仓泵的输送，而不影响其它电场仓泵工作，这对维修是有利的。

＆#61548; Ⅱ.对于本系统内的主要动作部件，如电磁阀、气缸，由于控制用气经过彻底的净化处理，因而具有很高的可靠性。

＆#61548; Ⅲ.对于本系统内工作工况恶劣的关键部件，如进料阀和出料阀等，针对高冲蚀性灰气混合二相流工况进行设计和制造，以满足其工况适应性和长期使用可靠性能要求，并考虑可维修性要求。

＆#61548; Ⅳ.系统的大量配套件，如阀门、气缸、仪器仪表等，都尽量采用标准元件，互换性强，维修费用低且更换方便。

自动运行水平七.本系统自动化程度高，操作简单。

系统动态显示、故障报警和处理功能齐全。

在必要的时间，既可与除尘器控制中心联系构成一集控中心，同时又可在本系统局部范围内〖如对某一仓泵〗实现手动操作，因此操作管理都非常灵活方便。

在水泥生产过程中，喂煤系统的可靠、连续、准确、稳定是稳定窑的热工制度、降低煤耗、提高产品质量和保证设备安全运转的关键因素。

煤粉输送管道系统装备的选型和参数配置是否合理，关系到喂煤系统能否正常运转，故应慎重对待。

由于气力输送管道占地面积小、系统密闭、输送量距离长和无回程等特点，所以煤粉输送常采用压送式正压气力输送。

粉状物料气力输送可分高压、低压和负压输送三种。

高压输送设备有仓式泵、螺旋泵等，所需的压力一般在2--5 个大气压范围内。

低压输送如气力提升泵，所需空气压力在0.5 个大气以下。

负压输送属于低压输送的一种，输送能力较低，距离较近，水泥厂用得较少。