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1、盐城工学院本科生毕业论文11 1、 前言前言快速增长的生活垃圾，给城市环境管理带来了巨大的压力。而垃圾焚烧发电以其占地面积小，无害化、减量化和资源化效果好等特点，在我国正越来越受到关注。垃圾焚烧过程中产生的飞灰，也随之而来。飞灰中含有重金属、二恶英、溶解盐等有毒有害的物质 ，所以飞灰的无害化处理非常的重要。飞灰的气力输送能有效地控制其二次污染，密封性好，对人体伤害少。故飞灰的气力输送系统的设计与应用越来越受到重视。750t/d垃圾焚烧厂飞灰气力输送系统设计主要是飞灰气力输送装置、工艺、控制等方面的设计研究。气力输送是一项利用气体能量输送固体颗的先进而有效的技术，迄今已有100多年的发展历史。在
2、气力输送的发展历史中，尤其是近几十年，气力输送技术有了突飞猛进的进步。气力输送装置一般由发送器、进料阀、排气阀、自动控制部分及输送管道组成。气力输送与传统的机械输送方式有着明显的优点：结构简单、紧凑，工艺布置灵活，便于自动化操作；一次性投资较小，维修保养方便；可将由数点集中的物料送往一处或由一处送往分散的数点，适于长距离输送；整个输送过程完全密闭，不受气候影响，也不污染环境，并无噪音；对于化学性质不稳定的物料，可以使用惰性气体输送；广泛用于石油、化工、医药及建材等工业领域。国内外应用实践证明一般性情况下气力输送系统的综合经济效益优于机械输送系统。我国自80年代以来在厂内输送中转站、预拌混凝土搅
3、拌站、粉体（散装水泥、铁矿粉、钛白粉、药粉等）输送专用火车、汽车、船等设备的正压输送、负压抽吸等气力输送系统的应用越来越广泛。气力输送在垃圾焚烧厂的运用也是随着垃圾焚烧产业的发展而发展的。近几年来，气力输送在垃圾焚烧厂的运用越来越多，也越来越重要。近年来垃圾焚烧发电厂生产过程中飞灰、活性炭、消石灰、水泥等原料、副产品的输送越来越多的采用气力输送，因而其输送效率高，利用率高，无二次污染和粉尘分扬，垃圾焚烧发电厂的整体环境得到明显改善。750t/d 垃圾焚烧发电厂飞灰气力输送系统22 2 、750t/d750t/d 垃圾焚烧发电厂飞灰气力输送系统总体设计垃圾焚烧发电厂飞灰气力输送系统总体设计本课题
4、 750t/d 垃圾焚烧发电厂飞灰气力输送系统的设计拟采用双套管密相正压气力输送系统。双套管密相正压气力输送系统是 20 世纪 80 年代后期在国外发展起来的一种先进的气力输送技术，广泛应用于电厂飞灰、水泥、石灰石粉、铝粉、石膏粉、煤粉等物料的气力输送行业。双套管浓相正压气力输送系统的输送机理有别于常规的正压气力输送系统，常规正压气力输送系统为悬浮输送，输送浓度低、高流速、易磨损、易堵管；双套管浓相正压气力输送系统为静压输送，具有灰气比高、出力大、低流速、磨损小等优点，是解决输送高磨损、大出力、密相输送磨损性大的物料（例如锅炉飞灰）的理想方案，代表了当今除灰技术的先进水平。在通常的运行条件下，
5、系统通过自动调节双套管管实现对大飞灰团的疏松，从而使飞灰稳态输送，并防止了堵管的发生。本课题设计的飞灰气力输送系统工艺流程大致如下：垃圾焚烧过程中产生的烟气，经循环流化床半干式烟气处理系统处理，所产生的飞灰及吸附的二恶暎、重金属等有毒有害物质，通过低压脉冲式布袋除尘器进行有效地收集和对除尘。除尘器灰斗处收集的飞灰(主要是飞灰)经卸料器、螺旋输送机、阀门、管道等输送至发送器（仓泵） ，再通过对压力的控制实现飞灰在管道中密闭输送，最后输送至飞灰灰库。其中空气来源为空压站和储气罐，过程采用自动化PLC+PC 中央控制。本课题设计的飞灰气力输送系统综合考虑了气力输送的条件、工作环境、经济性、环保性、维
6、修等方面因素。气力输送的另外一种方式是吸送式，吸送式有其优点。但飞灰的气力输送由于其特性而选择压送式，压送式系统技术成熟、工程实践多、输送效率高、不会受输送条件变化而影响等因素。全厂共 3 条飞灰气力输送系统，系统之间单独供气、单独控制、单独输灰，相互独立，有效保证系统的运行相互不受影响。本飞灰气力输送系统设计：加料时间 34 分钟，飞灰输送时间为 5 分钟，清灰和其他时间为 6 分钟，单发送器（仓泵） ，非连续输送。此飞灰气力输送系统包括：发送器（仓泵） 、进料阀、平衡阀、出料阀、进气阀组、储气罐、双套管、附件等组成。盐城工学院本科生毕业论文32.12.1、输送类型选择、输送类型选择本课题设
7、计的飞灰气力输送系统是将垃圾焚烧烟气净化后的飞灰从收尘器的灰斗输送至灰库。气力输送系统包括较常用的吸送式气力输送装置、压送式气力输送装置、混合式气力输送装置几种类型，也包括特种气力输送如空气槽、集装容器气力输送、铅垂提升气力输送等。因为飞灰的有毒有害性，国家环保部门规定飞灰的运输应密封，无二次污染，故本设计不易采用机械输送，机械输送过程中，飞灰易飞扬，机械输送密封性也不强，功率消耗，机械磨损亦严重。机械输送设备比较适宜短距离，大输送量设备。机件局部磨损严重，维修工作量大，广泛用于煤矿、冶炼厂、燃煤电厂及集中供热锅炉房工程当中。吸送式气力输送系统，是通过气力可以把物料从某处吸聚输送到料仓，可以提
8、升较小的高度和输送较短的距离，该系统有如下特点，输送装置处于负压状态，物料和粉尘不会外溢飞扬，适于将物料向一处集中输送，适用于堆积面广或存放在深处的物料的输送。喂料方式简单，但输送量、输送距离有一定限制，在现有的技术条件下，利用正压飞灰气力输送与用机械输送相比，具有以下优越性:a)输送效率高；b)整个输送过程完全密闭，受气候环境条件的影响小，不仅改善了工作条件，而且被输送的物料 不致吸湿、污损和混入其他杂质，从而保证了被输送物料的质量；c)在输送过程中可同时进行混合、分级、粉碎、烘干、造粒等，有可进行某些化学反应； d)对不稳定的化学物品可用惰性气体输送，安全可靠；e)设备简单机构紧凑，工艺布
9、置灵活，占用面积小，选择布置输送线路容易；f)易于对整个系统实现控制和自动化。本课题选用双套管浓相正压气力输送系统。本课题设计的飞灰气力输送系750t/d 垃圾焚烧发电厂飞灰气力输送系统4统综合考虑了气力输送的条件、工作环境、经济性、环保性、维修等方面因素。飞灰的气力输送由于其特性而选择压送式，压送式系统技术成熟、工程实践多、输送效率高、不会受输送条件变化而影响等因素。2.2.12.2.1、双套管浓相正压气力输送系统工作原理双套管浓相正压气力输送系统工作原理双套管浓相正压气力输送系统最大的结构特点在于其输灰管道，其特点为在双套管母管内安装了子管，内助子管内每隔一段距离都有特别设计的开口，每个开
10、口中央装有截流孔板。通过输送管道的自动调节实现飞灰的紊流状态输送。输送空气同时通过双套管母管和内助子管，流入内助推管的空气在特别设计的开口的作用下，在双套管母内的飞灰尽量形成紊流，使飞灰和空气连续地充分地流化、混合，且飞灰积聚并分割成料段，其主要原理如下：正常输送状态下，随着输送管道距离的增长，物料紊流流动状态被破坏，并积聚于管道底面，双套管母管因物料发生积聚而趋于堵管，局部压阻增加，产生局部高气压，使得旁路进入双套管内助子管的空气流量增加 ，在飞灰堆前后开口处， 图 2-1：双套管内部结构图形成更强的紊流，从而疏松堆积的飞灰堆， 消除堵塞。这样料段不断分割、移动、吹散，将物料不断向前输送。双
11、套管浓相正压气力输送系统的输送机理基于一个非常简单的物理原理实现：空气将向阻力最小的方向流动。高速磨损是气力输送较难解决的一个难题。由于气固两相流的特殊性，常规的系统计算流速是以空气流速为依据，而无法真正确定物料的流动速度，但从系统输送机理可判断其物料的运动速度，常规的正压输送系统是悬浮输送机理，物料悬浮于压缩空气中运动，物料运动阻力较小，因此其运动速度接近气体运动速度；而双套管系统是静压输送机理，物料是以半栓塞状运动，且上部又有双套管内管分流气流，因此物料的运动速度大大低于气体运动速度，与常规正压输送系统相比，即使是同样的系统计算流速，其物料的流速也远低于常规正压输送系统。众所周知，物料对其
12、他物体的磨损速度与该物料的运动速度盐城工学院本科生毕业论文5的三次方成正比，双套管-低速密相输送系统同常规系统相比，物料的输送真正运行在低速状态下，因此对管道和弯头的磨损可以降到最低。2.2.22.2.2、双套管浓相正压气力输送系统特点双套管浓相正压气力输送系统特点系统运行可靠，不堵管：采用了独特的双套管管输送技术使输送管道具有自行稳定/调节功能，输送气体在双套管管内产生自调节有序的紊流，尤其在输送过程中，对有堵塞趋向的部位，这种紊流将自动加强，以消除堵塞，提高了系统运行的安全可靠性；在试运行期间，图 2-2：双套管外形图 输灰时发生空压机故障没有启动备用机而输送中止的情况，重新启动空压机对管
13、道吹堵，全部输灰管道不到 10 分钟吹通，然后进行正常输送。能耗小：双套管浓相正压输送系统的输送灰气比高，其输送浓度可达常规正压输送系统的一倍以上，有效的降低空压机及后处理设备以及库定布袋除尘器的容量，大大降低系统的能耗及运行费用，因此其运行成本远远低于常规的输送系统；长距离、大出力；双套管系统的特点决定了该系统适合长距离输送，其输送几何距离最长可达到 2000 米以上，出力达到 200t/h 以上；低流速、低磨损、维护工作量小；由于输送系统的物料输送速度较低（始端低于 4m/s，末端 10-13m/s） 、工750t/d 垃圾焚烧发电厂飞灰气力输送系统6作压力低（约 1.5-2.8Kg/cm
14、2） 、高灰气比（可达 30-50kg 灰/kg 气） ，降低了管道及阀门等设备的磨损（磨损速度与物料流动速度的三次方成正比） ，因此系统非常耐用，维护工作量小； 先进的专用阀门；进料阀采用金属双闸板阀，该阀门耐磨，可自检测泄漏；单元出料阀采用双面密封的耐磨阀，有效地隔断正反向的压力，确保系统长时间无故障运行； 合理的消缺手段；当飞灰混有螺丝、螺母等金属异物，掉落到干灰发送器后自动沉淀在专门设计的沉物箱（出料三通）内，用户只需定期人工清理即可，这样就使系统的运行更加安全； 优化的系统配置；在输送支管上最多可同时挂 8 台干灰发送器，输送时一次性同时送完，之后马上可输送另一条支管，这样减少了输送
15、空压机的无负荷运行时间，从而提高了输送空压机的效率每条输送支管上只设一只出料阀，极大地减少了出料阀数量，进一步保证了系统的正常运行，管道数量最少，可能泄漏点最少，阀门、设备和系统的工作频率最小，系统操作简单。 智能控制；采用 PLC+PC 控制，系统的控制方式为监控输送空气的工作压力。系统可节省绝大部分的料位计、平衡阀、压力容器的加热器、保温等设备，进一步减少系统所需的设备投资和能源消耗，并使系统更加可靠、易维护。2.32.3、输送工艺流程和运行过程输送工艺流程和运行过程2.3.1、输送工艺流程灰斗下平衡平衡阀开灰斗下进料阀开单元干灰发送器进料干灰发送器料满发讯或控制时间到 灰斗下进料关灰斗下
16、平衡阀关单元进气阀开单元出料阀门开助推器主进气阀开输灰管送料灰库余气排入大气2.3.2、运行过程 A、系统处于进料状态，这时进料阀、平衡阀打开，盐城工学院本科生毕业论文7进气阀和出料阀关闭，飞灰在重力作用下进入干灰发送器内。B、当一个或多个干灰发送器内高料位计发讯或达到设定的装料时间，进料阀和平衡阀关闭。C、依次打开进气阀、出料阀、助推器。 图 2-3：运行过程D、当管道输送压力低至设定值，助推器、进气阀、出料阀关闭，经过一个时间延迟，循环复位，等待下一个循环开始。2.3.3、系统联锁压缩空气源工作正常、投入准备工作正常，系统才能投入运行。干灰发送器平衡阀开， 进料阀开。布袋除尘器螺旋输送机开启， 锁气器开启。 单元干灰发送器料满发讯或控制时间到，布袋除尘器的锁气器停止，螺旋输送机停止，干灰发送器平衡阀关，进料阀关。单元干灰发送器平衡阀关，进料阀关，进气阀开，出料阀开，单元助推器开
