粉体气力(仓泵)输送系统
正压浓相流态化小仓泵系统利用成熟先进的“流态化拟流体”理论,实现固体粉状颗粒的高效、可靠、低能耗及长距离输送,是目前国际上先进的飞灰气力输送系统。

 气力输送产品主要技术性能及结构特点

1.正压浓相小仓泵系统工作原理及特点

      正压浓相流态化小仓泵系统利用成熟先进的“流态化拟流体”理论,实现固体粉状颗粒的高效、可靠、低能耗及长距离输送,是目前国际上先进的飞灰气力输送系统。

1.1系统典型工艺流程及工作原理

     典型工艺流程由仓泵、气源、管道等部分组成,采用自动程序控制方式(PLC+PCPLC带模拟显示),实现系统协调自动运行。其中:

1.1.1主要设备配置

1.1.1.1流态化小仓泵---是系统的“心脏”。

该设备是系统的心脏设备,属低压容器,主要由进料阀、流化盘组件、内部输灰管及泵体等组成,其工作过程见2.1.2条说明。

其工作原理是:压缩空气通过气控进气阀进入仓泵底部的气化室,干灰颗粒在仓泵内被流化盘透过的压缩空气充分包裹,使干灰颗粒形成具有流体性质的“拟流体”,从而具有良好的流动性,达到顺利输送的目的。

1.1.1.2气源设备——是系统的“动力源”。

    正压浓相流态化小仓泵系统以压缩空气作动力,其中:

该部分主要由空气压缩机、压缩空气净化过滤设备及贮气罐组成。空压机排压选择0.7Mpa0.8Mpa,排量根据不同工程而选择不同。

贮气罐主要起到缓冲、稳定压力及冷却除水作用。原则上宜选择容积大些,以适应仓泵间歇性工况要求。

压缩空气净化装置及空气品质:

对浓相流态化仓泵系统而言,其压缩空气品质的好坏直接关系到系统长期运行的可靠性。如果压缩空气中含有较多水份、油份,当其与热灰接触时,会粘结在仓泵流化盘上致使流化效果不佳而导致输送不顺畅。此外,不经处理的压缩空气与热灰接触后易产生结露而使干灰结块,导致堵灰。故压缩空气需经干燥过滤处理,以降低露点和除去油份、水份,达到如下空气品质:

     常压露点:-40℃-20℃(根据地区差异不同而不同)

     残余油份:≤1.0ppm

     残留水份:≤10ppm   

     含尘粒直径:≤1μm

   要达到上述空气品质要求,一般需经干燥、过滤处理。

1.1.1.3输送管道——是系统“通道”

由于系统输送流速低(一般510m/s),输送直管采用普通无缝钢管即可,一般壁厚4.57 mm,常用规格DN50DN65DN80DN100DN125等。

当远距离输送时,为降低流速,实现低速浓相栓状涌动流态,常采用输送管变径方式。本工程选用DN100输送管道,中间不变径。

本工程输送管弯头采用内衬陶瓷耐磨弯头。

1.1.1.4灰库(贮灰罐)——系统的“归宿”

   一般由灰库本体(本工程为钢结构)及灰库配套设备(布袋除尘器、高低料位计、真空压力释放阀、卸灰器、库底卸料设备——湿式搅拌机、汽车散装机)等组成。

1.1.1.5自控系统——是系统的“大脑”

   整套系统采用PLC+PC集中程序控制管理方式(PLC柜带模拟显示),可实现多只仓泵全自动程控运行。其中:

由于系统设计有完善的故障报警及联锁系统,运行人员只需监视PC或模拟屏即可。

由于采用PLC可编程控器,系统运行状态及有关参数显示在屏幕上,既直观明了,具有极大的通用、灵活性和适应性。

每只仓泵设置一只阀门就地控制箱,可进行现场手动操作,以满足调试和现场故障处理要求。故障处理和维护十分简便。

3.1.2 系统工作原理及仓泵工作循环

         浓相流态化小仓泵系统采用仓泵间歇式输灰方式,每输送一泵飞灰为一个工作循环,每个工作循环由四个阶段构成,其工作原理如下:

3.1.2.1进料阶段 

        进料阀、(排气阀)呈开启状态,进气阀及出料阀呈关闭状态,干灰由除尘器灰斗进入仓泵。当泵内干灰灰位高至与料位计探头接触时,则料位计产生料满信号并通过阀门控制箱进入PLC程控器,在程序控制器控制下,系统自动关闭进料阀,进料阶段结束。

      注意:当事先设定的进料时间到,但仓泵料位尚未触发时,则进料阀也会自动关闭。

3.1.2.2流化阶段 

         进料阀、(排气阀)关闭,延时打开进气阀,出料阀呈关闭状态。此时,压缩空气通过流化盘均匀进入仓泵,仓泵内飞灰被流化。同时,仓泵内压力升高,当压力达到双压力开关高限压力(指开泵压力)时,出料阀自动打开,流化阶段结束,进入输送阶段。

   注意:当事先确定的流化时间到,而仓泵内压力尚未到达开泵压力值时,系统就报警,表明仓泵有内泄漏或压力开关故障,系统报警,需检查。

3.1.2.3输送阶段 

     出料阀、进气阀呈开启状态,进料阀(排气阀)呈关闭状态。此时仓泵一边进气,一边把气灰混合物输送到灰管中。当仓泵内飞灰输送完毕,管路阻力下降,仓泵内压力降低;当仓泵内压力降低到双压力开关事先整定的下限压力时(指吹扫压力),表明输送阶段结束,进入吹扫阶段,但注意:

此时进气阀和出料阀仍保持开启状态。

    仓泵边进气边流化边出灰,即此时仓泵内靠近出料管入口处的干灰被局部流态化,被流化后的飞灰均匀进入输灰管道,实现干灰的远距离顺利输送的目的。此时仓泵内压力保持基本稳定。

3.1.2.4吹扫阶段 

       此时进料阀、(排气阀)仍呈关闭状态,出料阀及进气阀呈开启状态。这一阶段主要作用是通过纯压缩空气把残留的飞灰送入灰库,最后呈纯空气流动状态,系统阻力下降至稳定值。注意:

此阶段为定时输送,吹扫时间一到,进料阀打开、进气阀及出料阀关闭,这一过程就结束,进入下一个工作循环。

3.1.3气灰混合物在管道中的流态。

      本系统采用流态化技术,经充分流化后的灰气混合物进入输灰管道后,其流态呈浓相栓流状态,利用静压推动加动压带动的输送原理,从而达到低速高浓度输送目的。

     原理:在水平管道内,飞灰一边随气流前进,一边在重力作用下沉降管底, 且粗细灰随气流向前的速度也存在差异而产生碰撞堆积,结果出现浓相栓流状态。栓状灰团前后有压力差,推动飞灰前进,于是形成动压加静压同时作用的流态,在理想状态下,使干灰呈栓状涌动前进,实现真正的低速高浓度输送。

性能指标:输送灰气比可达30Kg/ Kg气以上,输送速度在410m/s之间,常规使用压力小于0.20 Mpa

    注意:为了克服阻力,灰管内压力逐步降低,气体膨胀,导致流速提高,流态也发生变化。为保持栓流涌动流态,必须适当降低流动速度。

 

3.2系统特点

    如前所述,正压浓相流态化小仓泵系统采用了流态化技术和动压加静压联合输送的原理,可实现高浓度、高效率、低速度的输送,是目前国际上较为先进的气力输送技术。其主要系统性能指标和特点如下:

3.2.1 高的输送灰气比

     灰气比可实现30Kg/ Kg气以上。耗气量少,供气不必使用大型空压机,故其运行能耗电也低。由于浓度高和耗气量少,在输送相同灰量的情况下,其所需的灰管口径大为减小,常用DN50DN125的口径即可;相比之下,其管道投资减轻,且敷设也相当方便。由于耗气量小,对灰库顶上的除尘器压力就减轻,有利于提高除尘器寿命和效率,使除尘器长期可靠运行。

3.2.2低的输送气速

       浓相系统的输送气速一般为412 m/s,管道磨损极小。输送直管道选用普通无缝钢管即可,不需要昂贵的耐磨管。

3.2.3可输送较远的距离

      单级输送当量距离可达1500米,本公司的输灰系统从80米到1200米输送距离均有了良好的输送业绩。由于其输送距离远达1500米,故对火电厂的灰库布置十分有利,可远可近,有些甚至可直接送到粉煤灰综合利用工厂。

3.2.4较大的系统出力,可满足不同级别机组的输灰需要

      该系统单泵出力可达40t/h,系统出力可达200 t/h。可根据系统要求灵活配置仓泵规格、仓泵数量及输灰管数量,以满足各种级别机组的输灰要求。本公司已有从35 t/h锅炉到300MW机组配套输灰系统的良好运行业绩及记录。

3.2.5自动化程序高,操作简单。

      本系统实行全自动程序控制管理,自动化程度高,操作简单。系统动态显示、故障报警、系统联锁等功能齐全,既可接入整个电厂的计算机监控网络,又可实现本系统的单独监控,且可实现就地手操。因此操作管理都非常灵活方便。

3.2.6仓泵实现标准化、通用化、系列化设计。

     本公司具有从0.1m315m3的各种规格仓泵均采用标准化、通用化及系列化设计能力,全部采用CAD+CAPP设计,如进料阀、料位计接口、双压力开关接口、进气装置等均设计成统一规格,这样可大大减少电厂备品备件数量。此外,大量的配套件,如阀门、气缸、仪器仪表等尽量采用标准元器件,使其通用性互换性强、维修费用低、更换方便。

3.2.7充分考虑到了系统的可维护性

   本系统在设计过程中,充分考虑到了系统设备的可维护性要求,主要体现在进、出料阀的选型设计上。进、出料阀是系统的关键部件,其工作条件十分恶劣,既要耐磨(机械挤压、接触磨损),耐冲刷(气灰混合物冲刷作用)、耐磨蚀(干灰磨蚀性很强)、耐高温(干灰温度同达120℃150℃不等),又要具有良好的密封性能,为此设计时不仅要考虑到其使用寿命及可靠性,同时又要考虑到其维护性。本公司采用美国空气动力公司技术制造的金属旋转阀门和金属密封抽板阀作进、出料阀,不但寿命长,且密封性好,动作灵活可靠,维护十分简单。

2.2.8充分考虑到了系统的可靠性

   进、出料阀及控制系统等元器件的选型。

   进、出料阀改进:

    钟罩阀(翻板阀)球阀抽板阀蝶阀气密性抽板阀金属密封抽板阀金属旋转阀门

    控制元器件选型:长期实践使用+进口

   吹堵方式手动吹堵自动防堵

    降低流速、减少磨损提高使用寿命

    系统各组成部分可靠性高,进、出料阀易损件更换、维护性好。

 

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