气力输灰发展综述及内旁通密相气力输送系统技术优势

qimingxing

山东黄岛发电厂(２６６５００)　展学平　宫　革

【摘　要】　介绍气力输灰技术历史发展概况，国内气力除灰发展概况，并阐述了内旁通密相气力输送原理。
【关键词】　气力输送　气力除灰　正压　仓泵　内旁通密相输送系统
( p% f/ m9 q- S8 ~9 f9 i& {气力输送是一门利用有压管流输送粉粒状物体的新兴的科学技术，由于它具有生产率高，结构简单，可升可降，操作方便，可不受天时地域的影响进行长距离输送，在输送过程中可以进行汇合、分流、混合、粉碎、分级、干燥、冷却除尘、化学反应等工艺操作，过程封闭既保证物品不受潮、污损或混入异物，又能满足环境保护的要求。因此，自从１８８３年以来，几经换代，日趋完善，迄今已广泛应用于许多工农业生产部门，成为国民经济发展不可或缺的一种新型技术。
１　气力输送的类型及发展概况
    气力输送的类型较多。较早发展起来的是负压输送，但由于其压力有限牗极限为一个大气压牘，输送距离短。为了满足长距离输送的要求，研究并发展了正压输送。正负压输送都是靠气流动力把物料分散悬浮起来进行输送，具有高流速、高能耗牗与速度平方成正比牘、高磨损牗与速度的３、４次方成正比牘的缺点。应用受很大限制，以至于在１９２４年就建成了实验装置，直至１９３０年左右才在车间内部取得较广泛的使用。
    近３０年来，由于新的低速、高浓度输送装置的出现，例如西德葛泰公司的内重管式气力输送装置，瑞士勒公司的外重管式气力输送装置，英国瓦伦一斯普林实验的脉冲气力式气力输送装置，把气力输送推向了一个崭新阶段。以后又相继出现了日本日曹公司的成栓器脉冲式、小松制造公司的球式装置，专门制造厂也如雨后春笋般建立起来。日、美、德、英、俄等国家都大力发展输送技术和输送设备。
7 C" P3 S7 t4 E    静压输送比动力输送节能、效率高，磨损率及破碎率也很小，但也存在一些缺陷，例如料栓，难于保持完整，经气压浸透和其它波动或扰动，可能很快溃散而悬浮成流输送，失去静压输送的优点，一般不能作长距离输送。又如旁通式输送，不管流动状况如何，都须连续或间歇供给较高压的气流，才能维持正常的输送。为了弥补这一不足，近代又研究发展了低速湍流防堵的双套管输送技术，它无须另加旁路气流，却能达到均速、低能耗、低磨损、高效率、高可靠性的目的，可谓是一种理想的气力输送技术。
２　国内气力除灰发展

(１)６０年代后期从南京江南水泥厂引入输送水泥用的仓式泵气力输送系统用于火电厂干式气力除灰系统，并经过枣庄电厂和闵行电厂(２１００ｍ)二次大规模实际运行试验，形成了以ＣＢ型仓泵为发送器的正压气力除灰系统，并先后在浙江梅溪电厂，上海闵行电厂等电厂的上百台燃煤锅炉的除灰系统中投入工业运行，开创了电力除灰之先河。
    上述正压气力除灰系统的发送器为上引式(即输料管始端从仓泵上部引出的)仓泵，是从丹麦三十年代的Ｆｘａｘｏ式仓泵基础上发展起来的。
. Z, O! t6 y8 u7 W    目前ＣＢ型仓泵在国内尚有运行的，象兰州西因电厂对ＣＢ型仓泵十分重视，至今仍运行良好，并有新的定货。
    (２)７０年代后期从水泥行业(四川峨眉山水泥厂)引进下引式仓泵发展成的从ＣＰ型仓泵为发送器的正压气力除灰系统。ＣＰ型仓泵的开发和使用主要在西南地区，由于西南地区电厂使用的燃煤含ＣａＯ量达２０％～３０％，采用水力除灰因结垢等问题无法正常运行，造成国内较落后的西南地区牗特别是云南牘在气力除灰上走在了前面。ＣＰ型仓泵在８０年代初在云南小龙潭电厂也进行了工业运行试验，由于受当时工业技术水平之限，对ＣＰ型仓泵的机理研究不够，对ＣＰ型仓泵进行中存在的一些问题片面归结为ＣＰ型仓泵不适合于长距离输送，因而西南电力设计院主动放弃了该系统，使ＣＰ型仓泵未能在全国气力除灰中推广，目前在国内气力除灰中已绝迹。
. z" b) l  L8 s    实际上只要作少量改进，ＣＰ型仓泵可用于长距离输送，当然在短距离、大容量、高浓度输送时，ＣＰ型仓泵有优于ＣＢ型的特点。
+ l8 l- ]0 W+ @   ＣＰ型仓泵国外采用的原型称Ｃｅｒａ泵。
0 H* {7 E1 j5 n: B1 b2 p; r( m    (３)８０年代中，通过对日本三菱重工提供的用于上海宝钢电厂的仓泵进行测绘开发的ＣＰ型仓泵，至今已生产了数百台。以ＣＰ型仓泵为发送器的正压气力除灰系统目前是正压气力除灰系统的主导产品。
2 z$ T! i& e8 _( T7 c4 J7 Y3 {8 v    ＣＰ型仓泵也属上引式仓泵。它与ＣＢ型仓泵不同的是仓泵底部采用气化装置代替了ＣＢ型仓泵的重锤弹簧式底阀结构，从而简化了结构，使物料在输送前充分沸腾流态化，因此使输送阻力减少，输送更趋稳定可靠，堆塞的可能降低，机构故障减少。
) J- {+ [+ T) H( ^% a6 |    从ＣＢ型、ＣＰ型、ＣＤ型仓泵为发送器的正压气力除灰系统一般来讲属悬浮稀相输送，但在短距离(一般在≤２００ｍ)输送时，输送粉煤灰的浓度牗即灰气混合比牘可大于３０，甚至１００以上，比有的称作密相输送的系统还高。目前国内电力除灰专业一般采用西南电力设计院１９８２年出版的《火力发电厂除灰系统计算手册》作为正压气力除灰系统的计算依据，从而进行设计计算的。
) o! H8 N) G" o+ c6 k, _    (４)８０年代中，由原电力部从美国Ａ?Ｓ?Ｈ公司引进了负压和低正压气力除灰系统的系统设计和设备制造技术，同时引进的设备安装于山东石横电厂(２×３００ＭＷ，负压除灰系统)和安徽平屿电厂(１×６００ＭＷ，低正压气力除灰系统)。国内消化吸收后的负压气力除灰系统先后在昆明电厂(１２５ＭＷ机组)，渭河电厂(３００ＭＷ机组)，珠江电厂(３００ＭＷ机组)，牡丹江第二发电厂(１２５ＭＷ机组)等电厂成功地投入了工业运行；采用引进消化的低正压气力除灰系统也先后在镇海电厂(２００ＭＷ机组)，徐州电厂(２００ＭＷ机组)，华能德州电厂(３００ＭＷ机组)，烟台渤海和黄海热电公司(６７０ｔ／ｈ炉)，江苏天生港电厂(１２５ＭＷ机组)等电厂成功地投产。上述三个系统和设备经过多次改进，已选后通过了原电力部和国家电力公司组织的科技鉴定。
, D# S1 j* R: G  P8 {/ |- g" N    (５)９０年代初，由ＭＵＬＬＥＲ设计的双套管气力除灰系统用于嘉兴电厂２×３００ＭＷ机组，这是目前国内评价最高的气力除灰系统。
    (６)从８０年代起，我国在电力除灰中引进的国外先进的除灰系统和设备主要有：瑞典ＦＬＡＫＴ公司(后并入ＡＢＢ公司的ＤＥＰＡＣ正压密相气力输送)系统和设备；日本三菱重工的负压气力除灰系统和设备；美国ＵＣＣ公司的负压和低压气力除灰系统和设备；法国和英国的斜槽系统；英国ＣＬＡＤＹ公司的正压密相气力除灰系统和设备。
* O5 A' k, x4 q    国内气力除灰目前具有以下几种系统，即
# s# O' q( l2 f6 k% l! r    (１)负压系统
0 _6 h' I- T* m: i( I% d+ N    (２)正压单仓泵系统
    (３)正压多仓泵系统
7 t( Z5 \0 X$ q    (４)低正压系统

表１  气力输送系统的运行特性和应用范围

	正压多仓	正压单仓	负压	低正压
几何距离(ｍ)	1200	1000	200	1500
最大出力(ｔ／ｈ)	160	100	60	120
气灰比(ｋｇ／ｋｇ)	10~60	10~60	5~25	5~25
流速(ｍ／ｓ)	8~28	8~28	12~25	12~25
最高输送压力（kPa）	500	500	-70	200

３　内旁通密相输送系统

近期，一种先进的输送技术－内旁通密相输送系统受到广泛关注。内旁通双套管输送系统能保证在低速下的正常输送，打开了动力输送的堵塞禁区，把气力输送技术推到了一个崭新阶段，而且能巧妙地利用静力输送的优点，确实是一种较理想的输送技术。它不仅能用于新设计系统，而且能用于旧设备的改造，旧的输送系统，只要把管路换成双套管，在不增加动力及其它设备的情况下，可增加输送系统的产量。
$ }* D1 y# q4 Q* u9 ^0 M    内旁通套管输送技术是一种新发展起来的技术，由于保密关系，难于找到有关设计资料，也由于湍流场流动结构的复杂性，难于从理论上进行合理的设计，这里仅从流动力学的角度就有关设计问题作些探讨。
    (１)套管输送系统是内旁通式湍流密相气力输送系统的经验，过去虽无明确的称呼，但其流动状态却早已为人所知悉。只是当时人们热衷于悬浮输送而把低速沉积流动视为拦路虎，以后研究静力输送时，又只注意机械切割方法，忽略了利用两相流本身的能动性，所以没有快速发展起来。但当人们注意到能利用流动湍动解决堵管问题且找实施方法时，输送技术又获得了一次飞跃的发展，形成了今天的低速内旁通或湍流密相气力输送系统。这种新技术是在以往输送的技术基础上发展起来的，在设计时充分利用了以往的设计方法，例如动力输送和静力输送设计计算方法，来获得新输送系统的一些必要参数，例如低速下临界混合比，颗粒的沉降速度以及切割栓料所需要的流动条件等。
: r3 X8 Z0 ^& Q* Q; u    (２)设计新系统的防堵消堵结构，新系统之所以能在５～７ｍ／ｓ的入口速度下达到密相高负荷输送，其关键在于内旁通管的内部结构。内旁通管的大小、开口门的距离、开口形式以及隔板中心孔的大小等设计仍应遵循气流通过的原则；两孔间的压降要大于推动此两孔之间的丘堆或料位所需的压力，以保证把堵料移走或吹散。
    内旁通密相输送技术已由几家国外公司所应用，其先进性及经济性已被实际工程所证明。由于国外公司掌握技术，造价非常昂贵。经过国内同行数年不懈的努力，目前已基本实现国产化，黄岛电厂经过缜密的调查研究分析，决定采用内旁通密相气力输灰系统，将开创山东电力新的应用领域。

表2  经济性比较

参数	常规管线	内旁通管线	结论
年出力（t） ) Q& E. O- w; v; c1 c. }2 r+ i	1200	1200	减少运行时间约40%，可增加空压机寿命66%减少气耗33% , k+ J4 x+ X; p, \, A% G
运行时间（h） & V( @8 u9 d! l	8570	5000
气耗(m3) # d! f% r0 Q9 s5 s' e& T% w	7200000	2400000

４　　内旁通密相输送系统原理简介
  G+ c( |7 A% L! m4 u5 ^) l    简单的说，就是一个密相发送装置、一个气灰混合比调节装置和一个不断产生附加湍流的内旁通输送管路系统。三者的有机组合，使得湍流内旁通密相气力输送系统可以达到低的物料输送速度、最佳的高气灰比而不发生堵管。
    它的工作过程：物料经密相发送装置牗可以是单个的，也可以是多个的组合牘流化，高浓度地被压送到气灰混合比调节装置，在这里特料被输送压力空气稀释并调节到最佳的输送气灰比后进入输送管道。
" q6 h% j/ w  s, A# @    输送管道内的上方安装有一根内旁通管，在内管的底部每间隔一定距离，开设一个具有一定形状的开口，并在每一开口中间安有一个引流－阻尼隔板。
    管道内的起始空气速度为５～７ｍ／ｓ牗发送装置出料管的空气速度还要低牘，终端的速度为１５ｍ／ｓ左右，这比通常的单管气力输送速度平均低３０％以上。
9 D: k5 `# b+ O# x! B5 }. j& d! \    物料随着空气的输送速度向前移动，而颗粒群的移动速度随着物料的浓度增大而变小。根据气流速度分布，距管壁的不同距离有速度差，其中近管子底面附近的近流速度最小，过小的气速就不足以使颗粒从管道的底面扬起，而且其时作用在颗粒上的压力，也不足以克服颗粒表面的摩擦力。于是颗粒便开始沉积在管子的底面上。
2 i, F  J, N$ f! D" f, r' m) q% J    此时，若增大气流速度，颗粒就又再次从底面浮起，以稳定的速度向前移动。
    基于上述认识，湍流内旁通气力输送就是在低的物料输送速度状态下，随着输送管道距离的增长，管道中不均匀流动的状态也不断的增长，于是在管道的底面出现了积灰的现象，因而造成输送的障碍。积灰沿着输送方向在管道中运动，它的前沿在运动中不断收集前一个积灰所遗留下残灰，它的后面在运动中又不断的失去灰，而失去的灰又必须被下一个积灰所接受。这样不断的重复积累，在管道的底部就形成了山丘状的灰堆。从而在此处形成了压降的剧增，空气流进一步的被迫进入内旁通管，并在内旁通管的下一个开口处流出，并在流出口处形成人为的附加湍流流动状态，而这个湍流效应能消除管道底部形成的灰堆。并在消除灰堆的同时，汽流经隔板及其后的旁通管的下一个入口再度进入内管，并在其下出口处再度形成湍流流动。气流流入和流出内旁通管在整个输送过程中不断重复，而管道中不断积聚的灰堆通过内旁通管不断流出的湍流气流得以消除。湍流内旁通密相气力输送系统，就是运用上述工作原理，在系统上采用一个低的输送速度，取得了一个具有高气灰比的物料输送良好流动状态。
    原则上说湍流内旁通密相气力输送系统，能够输送所有矿物性松散颗粒物料，特别是输送坚硬的颗粒物料以及按用户要求以较慢速度输送的物料。需避免破坏晶粒的物料，特别适合采用湍流内旁通气力输送系统。
; q( H% |& S" m* K( B! x8 ]    可用于输送的物料密度为５００～１５００ｋｇ／ｍ３；粒径为：２０μｍ＜物料９０％的晶粒度＜２００μｍ。

9981ly

免费面包好啊

9981ly

免费面包好啊

课代表

真是有好人啊，我正要培训人员就发现了这么好的教材。
$ e& h  `) {8 P谢谢谢谢！