双套管飞灰输送技术应用,2008年7月23日,主 要 内 容：,1.前言 2.锅炉飞灰处理现状 3.各种飞灰输送技术 4.双套管飞灰输送技术简介 5.几点说明 6.小结,1.前言,粉煤灰气力输送基础知识 粉煤灰的物理化学特性 形态特征：球形颗粒、不规则多孔颗粒、不规则颗粒、漂珠矿物组成：无定形的玻璃体、碳、莫来石、石英、磁铁矿、赤铁矿、方解石、长石、金红石等 化学组成：SiO2、Al2O3、Na2O、K2O、CaO、MgO、TiO2、Fe2O3、SO3、飞灰中可燃物等 粒度 活性 浸润性 密度、孔隙率和密实度 粘附性 磨蚀性 比表面积、摩擦角 料仓内粉料的架桥和离析 灰气比 粉尘颗粒的沉降速度与悬浮速度 气力输送管中颗粒的运动状态（均匀流或悬浮流、管底流、疏密流、集团流、部分流、栓塞流或栓状流）,2.锅炉飞灰处理现状,,我国燃煤电厂飞灰处理系统，随着环保要求和设备系统的引进国产化进程，从1980年代始，逐步引进气力除灰替代传统的水力除灰方式；自1990年代后期始，全部采用气力除灰 气力除灰的优点：节省大量的冲灰水；减少灰场占地；避免灰场对地下水及周围大气环境的污染；在输送过程中，灰不与水接触，故灰的固有活性及其他物理化学特性不受影响，有利于粉煤灰的综合利用；不存在灰管结垢及腐蚀问题；系统自动化程度较高，所需运行人员较少；设备简单，占地面积小，便于布置；输送线路选取方便，布置上比较灵活；便于长距离集中、定点输送。
气力除灰的不足：与机械输灰方式比较，动力消耗较大，管道磨损也较严重；输送距离和出力受一定限制；对于正压系统，若运行维护不当，容易对周围环境造成污染；对运行人员的技术素质要求较高；对粉煤灰的粒度和湿度有一定限制，粗大和潮湿的灰不宜输送 气力除灰系统的基本类型： 粉体的流动状态：悬浮流（均匀流、管底流、疏密流）输送，集团流（停滞流）输送，部分流输送和栓塞流输送例如，传统的大仓泵正压系统属于悬浮流输送；小仓泵正压系统和双套管紊流正压系统界于集团流和部分流之间；脉冲气刀式系统属于栓塞流2.锅炉飞灰处理现状,压力种类：动压输送和静压输送例如，悬浮流输送属于动压输送，气流使物料在输送管内保持悬浮状态，颗粒依靠气流动压向前运动；典型的栓塞流输送属于静压输送，粉料在管内保持高密度聚集状态，且被所谓的气刀切割成一段段料栓，料栓在其前后气流静压差的推动下前行，如脉冲气刀式、内重管（外重管）栓塞流技术；小仓泵正压系统和双套管紊流正压系统既借助动压输送，又有静压输送 压力：正压系统和负压系统除灰设计技术规程”即按此分类其中正压气力除灰系统包括大仓泵正压输送系统、气锁阀微正压气力除灰系统、小仓泵正压气力除灰系统、双套管紊流正压气力除灰系统、脉冲气刀式栓塞流正压气力除灰系统等。
空气斜槽-气力提升泵系统是一种不同于上述系统的特殊输送方式虽然该系统的气源压力也为正压，但其系统结构、输送设备及系统布置等均与上述正压系统不尽相同3.各种飞灰输送技术,3.各种飞灰输送技术,正压除灰系统按其输送浓度不同，分为高浓度（浓相）和低浓度（稀相） 由于浓相输送系统具有高效节能、流速低、磨损小、输送管道可用普通钢管、投资和维修费用少等优点，逐步成为我国燃煤电厂粉煤灰气力输送的主导方式 几种典型的浓相输送系统介绍 双套管紊流气力除灰技术（详见4） 脉冲栓流气力除灰技术：在我国的研究应用已有40多年的历史，一开始主要应用于PVC粉粒、黏土、玻璃混合物、石墨、面粉等易随性或较难输送的粉粒状物料，浙江大学、合肥、河北、湖北等处单位曾做过大量试验研究工作，1970年代，东北电力设计院在长春一汽自备电站除渣系统中采用该技术，因经验不足，造成管路磨损严重，弯头泄漏，污染环境，检修工作量大而停运北京电建所1992年介入其研究应用试验，1997年汉川电厂一期300MW机组采用该技术，输送距离150-160m，提升高度25m，选用MB208型栓流泵，出力17-20t/h，输送压力0.35MPa，输送末端速度约为8-12m/s，试运行验收阶段灰气比45-80kg/kg，气源压力0.6MPa，输灰管内径80mm，气刀压力0.2-0.4MPa ，脉冲频率33Hz。
1999年通过国家鉴定，效果良好 脉冲栓流气力输送泵的工作原理：将物料装入栓流泵罐内，在压缩空气压力,3.各种飞灰输送技术,的作用下，物料从罐体排料口排出，进入排料管道，在管道中形成连续的较为密实的料柱气刀在脉冲装置的控制下间隙动作，将料柱切割成料栓，在输送管道中形成间隔排列的料栓和气栓，料栓在其前后气栓的静压差作用下移动，这种过程循环进行，形成栓流气力输送由于该技术有别于常见的凭借输送气体的动压进行携带输送，利用气栓的静压差进行推移输送，且物料的流动是栓状流，因此栓流气力输送的速度可大大降低，耗气量也随之降低很多，系统及设备简单，具有低能耗、低磨损、高灰气比和高输送效率的特点，运行和维护的工作量及费用降低，尾气处理量少，使尾气处理设备简化，且易达标排放 栓流气力输送过程是一个复杂的两相流过程，主要影响因素有：料栓空隙率、料栓和气栓流速、料栓黏度、过程模型化影响脉冲栓流气力除灰系统技术经济性能的主要因素有：脉冲频率、气刀压力、料时气时比和除灰管道条件等 小仓泵气力除灰技术：1989年上海南市电厂引进瑞典菲达公司DEPAC小仓泵正压气立除灰系统，1993年珠江电厂引进澳大利亚ABB小仓泵正压气立除灰系统，浙江菲达机电集团公司消化引进了该技术。
小仓泵正压气力除灰系统是结合流态化和气固两相流技术研制的，是一种利用压缩空气的动压能和静压能联合输送的高浓度、高效率气力输送系统其输送技术的关键是必须将物料在小仓泵内得到充分的流态化，且是边流化、边输送，改悬浮式气力输送为流态化气力输送，因此，系统整体性能指标大大超过常规的气力除灰系统，是目前世界上成熟可靠的气力输送技术之一该系统采用仓泵间隙式输送方式，一般可分为进料阶段、加压流化阶段、输送阶段、吹扫阶段该系,3.各种飞灰输送技术,统的特点：①较高的灰气比（30-60kg/kg，而常规稀相系统为5-15kg/kg ，因此，在大多数情况下，浓相正压气力除灰系统的空气耗量约为其他系统的1/3-1/2） ，②较低的输送流速（8-12m/s），③与除尘器的良好协调性，④较高的工作压力（0.2-0.4MPa），⑤较好的工作适应范围（50-1500m），⑥安装维修方便，⑦配置灵活，⑧可靠性和可维修性较高，⑨自动化运行水平较高等 多泵制正压气力除灰技术：由杭州华电华源公司研发， 1999年始成功应用于天生港电厂、景德镇电厂等，不同于常规的单仓泵或双仓泵系统多泵制正压气力除灰系统以SCM型上引式密相输送泵为发送设备，由多台仓泵组成一个输送单元，输送过程中同一输送单元的仓泵采取同步运行的方式，一个输送单元的仓泵为一个运行整体，一个输送单元设置一组进气阀组件、一个出料阀，其控制方式与对单台仓泵的控制类似。
其特点有：①系统配置简单，减少了出料阀的数量，使系统运行更加可靠安全②各仓泵之间运行切换相对较少，系统出力较高③系统配置简单，维护工作量和费用相对较少④适用于300MW及大型机组干除灰系统 ⑤该系统设有自动防堵与排堵系统 助推式高浓度气力除灰技术：实现高浓度输送与防止输灰管堵管是一对相互关联又相互制约的矛盾传统的高浓度除灰系统通常是将输送用气全部加到,3.各种飞灰输送技术,仓泵内（双套管系统除外），使物料获得足够的动压克服管道阻力来实现输送由于这类系统需要较多的空气，输送速度高，从而加剧系统磨损，并引起管道中的物料分层沉降，造成堵管助推式高浓度气力除灰系统，是在输灰管道上按一定间隔距离分布安装若干只助推器输送用气并不全部加入仓泵，加入仓泵的空气只是起到将物料推进管道的作用，另外的空气通过助推器直接加入管道通过助推器加入管道的空气可使物料获得克服管道阻力所必需的能量由于被输送的物料在输送管中呈集团流态或栓状流态，而非完全悬浮状态，物料运动速度低，克服管道阻力的能量主要是压能，从而可大大降低系统的耗气量，并有效降低管道磨损即使物料在管道中发生停滞，无论输送距离有多长，助推器都能使之重新启动。
助推式高浓度气力除灰系统一般可分为常规型和满管型，浙江菲达机电公司消化引进了美国空气动力公司FD-CHEKI型助推器及其相关技术具有的技术特点：①输送浓度高，灰气比可高达80kg/kg②输送速度低，输送速度一般为0.56-12.2m/s，大大降低了管道、阀门磨损③基本上不存在堵管现象④应用范围广，对不同工况适应性强可输送砂子、各类谷物、石灰石、煤粉、飞灰、灰渣等上千种物料 纽普兰及克莱德气力输送技术：芬兰纽普兰（Pneuplan）公司及英国克莱德,3.各种飞灰输送技术,公司（Clyde）同为高浓度密相输送系统，技术、设备基本接近，在曲靖电厂、太原一热、沙角A厂、安顺电厂均有应用该技术根据不同工况和用户需求，可选用L型泵静压柱塞输送系统、T型泵集团流气力输送系统、 NPD型泵动压悬浮气力输送系统该技术主要技术特点：①系统配置简洁，系统内转动部件少，其中进料阀、出料阀为转动部件，无其他辅助设备，仪用气源和输送气源公用，灰斗不需设置气化装置、气化风机和空气电加热器，运行方式灵活多变，可连续运行，也可定期运行②系统输送灰气比高（80-100kg/kg）③输送能耗低，由于输送等量物料需要的压缩空气量较小，且输送压力较低，因此其输送能耗远低于其他形式的气力输送系统④系统输送流速低（L型泵，出口初速度为3m/s，末速度为7m/s ）⑤管道磨损小，气力输送的管道磨损与输送流速成立方比例⑥系统投资少，年运行维护费用低，由于系统配置简洁，设备少，要求的电除尘器安装高度也较低，故只需较小投资；由于设备可靠，检修维护量少，系统能耗低，故年费用低⑦进料阀采用国际先进的气动圆顶阀，使用寿命可达100万次⑧出料阀采用独特的气动圆柱旋转阀，使用寿命可达50万次⑨阀门气动执行器性能可靠，寿命长，推力大⑩系统控制水平高,3.各种飞灰输送技术,,我公司一期（#1、2炉）干灰系统采用美国UCC设备（为微正压稀相气力输灰系统）。
于1994年供货、1995年安装建成，1997年调试投运原设计是只收集电除尘器灰斗下一至三电场的粉煤灰，省煤器及四电场的粉煤灰通过水力除灰系统排至灰场受设备、设计及电除尘器2001年度大修影响，目前，一期干灰系统出力不足，缺陷频繁，运行操作、检修维护工作量剧增，费用和人力不堪重负故申报2008年华电国际技改项目，拟改为双套管浓相正压气力输灰系统 正压浓相气力输灰系统与稀相悬浮气力输灰系统最本质的差别是在输灰管道中输送的气固两相流的流型不同气固两相流的流动结构(流型)很复杂，不仅受气固两相的物性质量流量比率（固体质量流量与气体质量流量的比值）、流速压力变化以及管道形状和布置方式的影响，而且还受到固体颗粒尺寸的影响水平管中的气固两相流主要用于以水平管道气力输送固体颗粒的场合在垂直上升管道中，只要上升气流对固体颗粒的作用力等于固体颗粒的重量时，固体颗粒就能处于悬浮状态而在水平管道中的气固两相流，由于重力方向是和气流流动方向垂直，因此只有当水平气流对固体颗粒产生的上举力等作用力克服固体颗粒重力后才能使固体颗粒处于悬浮状态这些上举力等作用力十分复杂，包括由于速度梯度的影响，气流在近壁流动的不对称性而引起的径向力；作用于旋转颗粒上的Maganus力；由湍流旋涡变化引起的径向力；由于颗粒碰撞管壁，使颗粒的部分轴向功能转化为径向动能等，因而一般只有在固体颗粒较细，固体颗粒浓度较低12,3.各种干灰输送技术,,-15m/s ,才能得到水平管中的悬浮流动。
稀相悬浮气力输灰管道中的气固两相流就处于这种流型由此可见，正压浓相输送技术与稀相悬浮气力输灰系统不同，它将经仓泵加压流化后浓度较高的飞灰/空气混合物输入灰管，并在旁路压缩空气的静压动压作用下，使管道中的飞灰呈典型的密相栓流，此时管子底部出现沿管流动的不对称灰粒丘，上部仍为飞灰/空气的弥散状流动，在这种流型下进行的气力输送与稀相悬浮气力输送相比，具有下列优点： 1 输灰流速低，只有6m/s左右，比稀相悬浮气力输送小一倍因此，管道磨损量小，材质可以采用碳钢管； 2 灰气比高，相同动力消耗下，系统有更大的输送能力和更低的单位能耗； 3 输灰稳定性好，输送距离远； 4 灰管管径较小，弯管容易，安装也方便； 5 管道阀门等附件自重小，可选用轻结构支架。