火力发电厂输灰管道的选配技术分析 |
| 2012-10-19 10:20 作者：李 鲲 来源：硅谷网 HV： 编辑： 【搜索试试】
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【硅谷网10月19日讯】据《科技与生活》杂志2012年第16期刊文称，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-
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，下面就请读者朋友跟我们一起进入正文。
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30Kg灰/Kg气以上，输送速度在6m/s~12m/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。
3输灰管道的布置
3.1注意减少弯头数量
在输灰管道整体布局中，应当尽量减少弯头的数量，因为尘粒在与空气混合后会在管道内高速的运转流动，在转弯处突然改变方向，势必会产生很大的阻力和摩擦力，从而影响灰气混合物的流动速度，再加上灰粒和管道壁的碰撞摩擦，对弯头的磨损很大，造成粉尘的泄漏，且需要经常更换破损弯头。此外如果在短距离内有大量弯道的话，不但会严重磨损设备，还会使得灰尘在不断的加速减速中慢慢沉积，从而造成大幅度大工作段的堵塞还会使得整体压力损失较大，混合物体流速大幅降低，对灰尘输送有着很大的负面影响。
3.2整体布局力求简单
对于整个输灰除尘管道系统来说，输灰管道的铺设网络要力求简单快捷，要利用有限的空间做到最大的优化，一般采用净空高度不低于5m的输灰综合管架，这样既不妨碍整个火力发电厂的正常生产工作，也便于设备的安装和事后维护，对于整体网络构架的构思，要做到简单明了，不缀余，要做到整体布局的最大优化。
3.3部分部件铺设方法
整个除尘系统的管道铺设应该与风管的铺设相互配合，应当尽力大角度或是垂直放置铺设（管道和水平面的夹角最好不小于55°），要在保证输灰管道自身能够正常运作的同时，还要顾及到风管是否能够具有足够的风速来带动整个系统的灰气混合物正常的运动，另外，吸尘点不易过多，以免打破系统间各部件平衡，在风管的布置上，也要保证直道，弯头以及三通管等部件的合理配置，要保证气流顺畅，尽可能的减小阻力，力求各部件间的平衡配置。
总而言之，粉尘的危害一直都是极大的，一直都是广大劳动人员的心病，也时时刻刻的危害着现场操作人员的生命健康，而造成这一悲剧的元凶就是并不起眼的粉尘，他漂浮在空中，每时每刻都在侵入我们的身体，给我们的生命安全带来了极大地隐患，同样的，对于现场操作设备粉尘也造成了极大地危害，它大大的加速了设备的磨损和接触不良等问题，使得投资成本大幅增加。而造成粉尘泄漏的关键所在就在于输灰管道除灰系统，一大半以上的故障都与管线的设计和管件的配置选择有着密不可分的关系，所以说盲目的不合理的设计只会加大输送阻力，给整个火电厂带来很大的麻烦和经济损失，所以本文基于此，对输灰管道的选配技术进行了一些简单的介绍和分析，希望可以再以后的工作中给笔者到来帮助。
参考文献
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