火力发电厂输灰管道的选配技术分析

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摘?要 在火力发电厂中会产生大量的粉尘以及更大的固体悬浮物，在输煤或是输灰系统中，都是很大的问题，如果不采取正确的措施，将对现场工作操作环境以及大气产生严重的污染。漂浮在空气中粉尘或是煤灰，因为密度颗粒较小，不易沉降到地面，在长时间漂浮在空中的过程中，极易被人吸入体内，从而到达肺部对人体造成尘肺等职业病，若是落在机器的某些转动部位，则能加速机械老化，使得磨损加重加速等，还有可能使得机器运转接触不良或是其他不良反应，总之，如果不能及时对漂浮在空气中的固体悬浮物进行合适的处理，后果是不堪设想的，本文就针对气力除尘系统对输灰管道的选配技术进行了部分介绍和阐述，除灰管道是决定整个除灰系统能否正常运行最重要的一个环节，也是重中之重，下面我们就一起来详细的探讨和分析一下。

关键词 气力除灰；输灰管道；固体悬浮物

中图分类号 TK284 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)082-0152-02

对于整个除灰行业系统中，气力除灰系统是比较常应用于火力发电厂之中的，而对于整个气力除灰系统来说，输灰管道设计又是整个系统中不可或缺的一部分，是其能否正常运作的关键环节，也是整个系统中最基本的组件，如果能够在开始之初进行较为合理的选配和分析，那么整个除灰系统就很少会出现故障，所以我们一定要做好除灰管道的选配和分析，要对管线设计和管道配件配置做足功课，争取避免因为管道设计选配不合理而造成的堵塞和等等一系列问题，所以本文就是对于输灰管道的选配技术进行了合理科学的分析和探讨。

1 粉尘的产生及扩散

1.1 剪切引起的粉尘

在对部分物料进行筛分选摘的时候，伴随着抖筛的晃动，一些较为松散的部分就会不断的受到挤压而分离出来，此时，气流会向外进行高速的移动，这个时候，粉尘和气流就会形成相对的剪切运动，同时随着这种相对运动，部分粉尘也会随之被带出，这种产生方式称为剪切尘化的扩散。

1.2 诱导空气引起的粉尘

当有一些块状或是粒状物体在周围空气中高速运动时，会带动也可以说成是诱导周围的空气随之高速运动起来，随着这部分诱导空气的流动，又会有部分粉尘随之逸出，漂浮到周围工作环境的大气中，这种方式产生的粉尘亦叫做诱导空气引起的粉尘。

1.3 综合性尘化作用

在火力发电厂的物料运输部分，随着带式运输机的工作，物料在运行过程中也会与空气进行部分剪切作用，从而使得高压高速气流会带动粉尘高速运动，从而充斥四面八方的空气，还有在物料从高往下坠落的过程中，也会同时出现诱导空气作用和剪切作用，从而使得高速气流带动大量粉尘产生，相似的，在整个物料运输的各个环节，以及燃烧后的部分环节，都会通过上述的两种方式产生大量的粉尘及大颗粒固体漂浮物。

2 管道的设计选型

2.1 正压浓相气力除灰系统

在正压浓相气力除灰系统中，水平管道内的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，实现真正低速高浓度输送。输送灰气比可达30 Kg灰/Kg气以上，输送速度在6 m/s～12 m/s

之间，单级输送当量距离可达1500米。其中两相流相对气流流速较低，对输灰管道的物理磨损比较小，所以在对正压浓相气力除灰系统进行管道设计管件选配时，直管段直接采用较为坚硬的普通材质钢管即可，不过在弯管的选择上笔者建议还是采用一些例如复合陶瓷，稀土合金，高铬镍合金之类较为耐磨坚固的材质，以免为了一时的方便造成一些不必要的麻烦。此外，由于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。为保持此种栓流涌动流态，必须适当降低流动速度，于是在灰管设计时往往采用逐级变径方式。

2.2 正压稀相气力除灰系统

在正压稀相气力除灰系统中，两相相对气流的流速是很大的，因此在选择管道材质时，就不能像正压浓相气力一样可以直道弯道分开选择了，这种情形下直道和弯道都要选择材质较为耐磨坚固的抗磨损性能较强的材质作为管道及其配件。

2.3 紊流双套管气力除灰系统

紊流双套管气力除灰系统属于正压气力除灰方式，该系统的工艺流程和设备组成与常规正压气力除灰系统基本相同：即通过压力发送器（仓式泵）把压缩空气的能量（静压能和动能）传递给被输送物料，克眼沿程各种阻力，将物料送往贮料库；但是紊流双套管系统的输送机理与常规气力除灰系统不尽相同．主要不同点在于该系统采用了特殊结构的输送管道，沿着输送管的输送空气保持连续紊流，这种紊流是采用第二条管来实现的：即管道采用大管内套小管的特殊结构形式，小管布置在大管内的上部，在小管的下部每隔一定距离开有扇形缺口，并在缺口处装有圆形孔板：正常输送时大管主要走灰，小管主要走气，压缩空气在不断进入和流出内套小管上特别设计的开口及孔板的过程中形成剧烈紊流效应，不断挠动物料，低速输送会引起输送管道中物料堆积，这种堆积物引起相应管道截面压力降低，所以迫使空气通过第二条管（即内套小管）排走，第二条管中的下一个开孔的孔板使“旁路空气”改道返回到原输送管中，此时增强的气流将吹散堆积的物料，并使之向前移动，以这种受控方式产生扰动，从而使物料能实现低速输送而不堵管。由于紊流双套管除灰系统灰气混合物流速低、磨损小，所以不需采用耐磨材料和厚壁管道，这样便可大大降低除灰管道的投资和维护费用。同时由于输送浓度高，相应的空气消耗量也减少，库顶布袋除尘器过滤面积减小，设备投资费也减少，同时设备配套功率减少，能耗降低。

2.4 管径的选择、配置

在选择输灰管道管径时，操作人员也必须遵照有关数据进行选择配置合适现场操作的管径大小，否则就会造成一些生产故障，若选择的管径过大，则在相对来说较大的空间里，两相气流的流速就会随之进行分配，在落实到每个单位体积上的流速就会有所降低，因此部分颗粒较大，质量或是密度较大的颗粒就会进行沉降，长年累积下来就会造成管道堵塞等故障。反之，若输灰管道管径过小，分配到每个单位体积空间上的流速就会随之增大，使得管道内压力过大，风速阻力增大，从而造成灰气混合物对输灰管道壁的大幅度严重磨损，使得设备使用寿命大大降低，从而无形的加大的整体设备投资金额。所以在选择管道设备尺寸时，必须综合多方面因素，通过对机组燃烧负荷及以往的排干灰情况进行合理分析和计算，从而得出对于整个除灰设备系统最为合适的管径数据，以此来确保输灰系统的正常运行。