電廠正壓輸送粉煤灰系統(tǒng)技術(shù)解析與應(yīng)用實(shí)踐

引言

在燃煤電廠的運(yùn)營中，粉煤灰作為燃煤鍋爐燃燒后的主要副產(chǎn)物，其高效、環(huán)保的輸送與處置是保障生產(chǎn)連續(xù)性、降低環(huán)境污染的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。正壓氣力輸送技術(shù)憑借其結(jié)構(gòu)簡單、能耗低、自動化程度高等優(yōu)勢，已成為電廠粉煤灰輸送的主流方案。本文將從技術(shù)原理、系統(tǒng)構(gòu)成、運(yùn)行優(yōu)化及典型應(yīng)用案例出發(fā)，系統(tǒng)解析電廠正壓輸送粉煤灰系統(tǒng)的技術(shù)特性與實(shí)踐價(jià)值。

一、技術(shù)原理與系統(tǒng)構(gòu)成

1.1 正壓氣力輸送原理

正壓氣力輸送系統(tǒng)通過羅茨風(fēng)機(jī)或空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生高壓氣流，將粉煤灰從電除塵器灰斗輸送至終端灰?guī)?。其核心在于利用管道?nèi)正壓差推動物料運(yùn)動，結(jié)合倉泵等發(fā)送裝置實(shí)現(xiàn)間歇式或連續(xù)式輸送。根據(jù)輸送濃度，系統(tǒng)可分為稀相輸送（氣固比<15）和密相輸送（氣固比>50），其中密相輸送因能耗低、磨損小，在電廠應(yīng)用中更具優(yōu)勢。

1.2 系統(tǒng)核心組件

• 氣源設(shè)備：羅茨風(fēng)機(jī)適用于中短距離輸送，空氣壓縮機(jī)則用于長距離、大容量場景。

• 發(fā)送裝置：倉泵（如MD泵、AV泵）通過壓縮空氣將粉煤灰分批送入管道，避免管道堵塞。

• 輸送管道：采用不銹鋼或碳鋼材質(zhì)，直徑從幾百毫米到幾米不等，直管段磨損較輕，彎頭需特殊防磨設(shè)計(jì)。

• 分離與除塵設(shè)備：旋風(fēng)分離器實(shí)現(xiàn)粗顆粒分離，袋式除塵器捕捉細(xì)顆粒粉塵，確保排放達(dá)標(biāo)。

• 控制系統(tǒng)：PLC系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測壓力、流量等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)自動化控制與故障預(yù)警。

二、運(yùn)行優(yōu)化與關(guān)鍵技術(shù)

2.1 堵管問題與解決方案

堵管是正壓輸送系統(tǒng)的常見故障，主要原因包括：

• 煤灰含水或異物：通過灰斗加熱除濕、控制鍋爐吹灰方式降低含水率。

• 管線布置不合理：減少彎頭數(shù)量，控制輸送高度差（一般不超過20米）。

• 臨界流速失衡：根據(jù)公式Vt=Kds(0.1744/μρ0)(1/3)(gρs)(2/3)調(diào)整氣流速度，確保物料懸浮。

• 雙套管紊流技術(shù)：在輸送管內(nèi)設(shè)置內(nèi)管，通過開口設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)氣流擾動，自動疏通堵塞。

2.2 磨損問題與防磨措施

• 刮削磨損：與管道內(nèi)壁粗糙度相關(guān)，需降低流速或增加耐磨涂層。

• 壓削磨損：多發(fā)生于彎頭，需采用梯形襯板防磨彎頭或矩形截面防磨彎頭，延長使用壽命。

• 材料選擇：直管段可采用普通碳鋼，彎頭需內(nèi)襯陶瓷或噴涂耐磨涂料。

2.3 熱控問題與解決方案

粉煤灰輸送過程中因摩擦生熱，可能導(dǎo)致管道溫度升高，影響輸送效率。解決方案包括：

• 管道保溫：減少熱量散失，降低能耗。

• 冷卻裝置：在高溫區(qū)域增設(shè)冷卻水套或風(fēng)冷系統(tǒng)。

• 熱平衡分析：通過仿真模擬優(yōu)化氣流參數(shù)，避免局部過熱。

三、典型應(yīng)用案例

3.1 大型燃煤發(fā)電機(jī)組應(yīng)用

某600MW機(jī)組采用正壓濃相氣力除灰系統(tǒng)，設(shè)計(jì)為一級輸送，通過MD泵將電除塵器灰斗的粉煤灰直接輸送至灰?guī)?。系統(tǒng)運(yùn)行初期出現(xiàn)堵管問題，通過以下措施優(yōu)化：

• 在輸灰一電場入口增設(shè)旁路，增大氣源流量。

• 在水平段補(bǔ)氣，推動料栓前移。

• 增設(shè)事故放灰管與氣化風(fēng)裝置，緩解落灰問題。
  優(yōu)化后，系統(tǒng)輸送效率提升30%，排堵閥更換頻率降低80%。

3.2 陡河發(fā)電廠干除灰系統(tǒng)

陡河發(fā)電廠采用英國克萊德廠家設(shè)計(jì)的干除灰系統(tǒng)，因煤質(zhì)變化頻繁導(dǎo)致堵管頻發(fā)。通過以下改進(jìn)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行：

• 加強(qiáng)參數(shù)調(diào)整，結(jié)合煤質(zhì)變化實(shí)時(shí)優(yōu)化輸送壓力與流速。

• 在輸灰管道沿線增設(shè)輔助輸送氣，增強(qiáng)介質(zhì)流動性。

• 采用雙套管紊流技術(shù)，降低堵塞風(fēng)險(xiǎn)。

四、技術(shù)優(yōu)勢與應(yīng)用價(jià)值

4.1 技術(shù)優(yōu)勢

• 高效輸送：密相輸送速度低（3-10 m/s），能耗較稀相輸送降低40%以上。

• 環(huán)保節(jié)能：全密閉輸送避免粉塵泄漏，符合超低排放要求。

• 靈活布局：管道可垂直、水平或傾斜布置，適應(yīng)復(fù)雜地形。

• 自動化控制：PLC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無人值守，降低人力成本。

4.2 應(yīng)用價(jià)值

• 生產(chǎn)連續(xù)性保障：確保粉煤灰及時(shí)轉(zhuǎn)移，避免影響鍋爐運(yùn)行。

• 資源再利用：集中輸送的粉煤灰可用于建材生產(chǎn)，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

• 環(huán)保效益：減少廠區(qū)揚(yáng)塵，降低環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)。

五、未來發(fā)展趨勢

5.1 智能化升級

結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)輸送系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控與自適應(yīng)調(diào)節(jié)。

5.2 節(jié)能降耗

開發(fā)高效低能耗氣源設(shè)備，優(yōu)化管道設(shè)計(jì)以減少壓力損失。

5.3 多功能集成

在輸送過程中集成干燥、冷卻等工藝，提升系統(tǒng)綜合效益。