飞灰气力输送系统技术设备介绍

中国的除灰市场在1 9 9 2年前为美国Allen、UCC公司所垄断;1992年后, 由于工程中暴露出的诸多问题 (例如售后服务、管道磨损大等) 。在电力部有关部门的帮助下, 先后将以浓相为主的德国Mller、澳大利亚ABB、英国CLYDE系统引入中国, 以后又陆续有意大利HAMON、美国FULLER、德国FAT、芬兰Pneuplan等除灰公司相继进入国内市场。

1 主要输送系统简单介绍

1.1 栓塞式密相输送系统

栓塞式密相输送系统代表公司有:英国Clyde, 芬兰Pneuplan。

英国Macawber公司成立1974年, 后来几名技术人员分道扬镳, 产生了英国Clyde公司 (1994年) , 芬兰Pneuplan等公司。Clyde公司以吹灰器著名, 但由于美国巴威的湖北戴蒙德机械有限公司垄断了中国吹灰器市场, Clyde几乎没能创造几个国内业绩, 故把主要精力用在Macawber公司圆顶阀 (Dome阀) 上, 并与电力规划院合资, 来获得市场;Cldyde正压密相气力除灰系统属于柱塞流输送, 关键部件是圆顶阀, 其系统具有如下特点:但当输送距离较远 (>250m) 时, 该系统需要设有中间灰仓进行二次输送, 由于其输送距离和出力有限等缺点, 并且输送距离超过250米时需加中间接力, 增加了事故点, 因而Clyde不太适合长距离、大出力灰输送, 而对于短距离 (200m～300m) 输送, 其系统运行的频率较高, 管道磨损高于内旁通双套管系统。

该系统简单可靠, 进料阀门均采用圆顶阀, 此阀门由于采用圆形充气橡胶密封圈密封, 阀门动作时与密封圈不接触, 因而阀门可以在几乎没有磨损状态下运行 (目前此阀门已被多家除灰公司所采用, 如德国M?LLER, 意大利HAMON、ABB等) ;输送速度低, 因而磨损小;在近距离输送 (<250m) 时, 可以达到较高的灰气比, 出力较大。

1.2 上引式仓泵密相输送系统

上引式仓泵密相输送系统的代表公司有:澳大利亚ABB。

ABB的DEPAC系统主要特点是发送器采用上引式流态化仓泵, 因而相对于下引式发送器输送管道数量较多, 初始段灰气比较高, 输送距离越长, 灰气比越低;输送管路需外附加吹堵管路, 以防堵管, 增加了维护工作量和事故点。从机理角度讲该气力输送系统属悬浮输送类型, 即在整条输送管道中, 输送介质必须达到足够高的流速以克服散粒状物料的沉降速度才能将飞灰带走, 初速度一般达10m/s～12m/s以上, 末速度可达17m/s以上。系统的流速低于普通正压气力输送系统, 但远高于内旁通密相气力输送系统, 相应地, 磨损程度也较大。由于磨损速度正比于流速的三次方, 若以内旁通密相气力输送系统作为基准, 则该系统的磨损要严重得多, 故其日常维护工作量、备品备件的开支高出很多。

1.3 双套管低速密相系统

双套管低速密相系统的代表公司:德国M?LLER公司、意大利HAMON公司。

德国MOLLER公司是欧洲专门从事粉煤灰输送公司。1993年, 电力部机械局曾组织有关人员进行考察。发现该公司技术力量较雄厚, 不仅设有专门从事粉煤灰设计机构, 且具有相当规模粉煤灰试验设备和机械加工能力和销售渠道。主要特点是设计、制造密相紊流气力除灰系统。特别是输灰管选用双套管, 是国外八十年代中期先进技术, 获该项目技术专利, 它机理正确, 结构简单, 在国内嘉兴电厂首先使用, 情况良好。

双套管低速密相系统在国内投入使用初期, 许多用户对此系统的技术特点非常感兴趣, 但当时主要问题是价格偏高, 初投资比其他系统要高许多, 因而采用了采用稀相和常规浓相系统的较多, 这与国内用户重视初投资是分不开的;由于双套管低速密相系统固有的特点:低速、密相、磨损轻缓, 大大提高了耐磨件的寿命, 节约检修工作量和维修费用, 同时降低了运行成本, 对用户的好处是长期的, 这主要包括降低维修工作和减少大修内容。

1.4 低正压系统

低正压系统的代表公司:美国ASH公司。

ALLEN公司于1984年率先进人中国市场, 我国第一套引进气力除灰系统即从ALLEN公司引进, 装在山东省石横电厂300MW机组。我国电力除灰系统的行业规范, 设计规程有关内容及计算方法等均来源于ALLEN公司规范而编著。国内外不少制造厂仿制生产ALLEN公司专利, 连意大利T K公司 (江苏利港4×300MW机组, 天津大港均为T K公司业绩) 、日本住友公司 (沙角B、C为住友公司业绩) 均采用ALLEN公司设计生产许可证。

ALLEN公司主要推荐微正压稀相气力除灰系统, 它的特点是设计余度较大, 适应煤种变化范围大, 设备寿命高, 能输送省煤器飞灰等比重较大或颗粒较大的物料。输灰管道仅在省煤器和电除尘的区域使用耐磨管, 以后全部选用一般钢管, 仅弯头部分选用耐磨弯头。从投资角度来看要比密相紊流气力除灰系统明显节约成本。

1-圆顶阀瓣2-阀体3-充气密封圈4-汽缸

稀相气力除灰系统存在下列关键的几个问题: (1) 系统出力。按目前国内除灰技规规定, 系统设计出力为计算出力150%。富裕量很大。但据测试, 一般该稀相气力除灰系统能满足正常运行排灰需要, 但达不到设计出力要求。 (2) 磨损。由于稀相气力除灰系统初速和末速相对较高, 势必带来磨损问题。美国对耐磨金属的研究比较领先, 所以对管道、阀门、弯头均选用耐磨件, 能保持5年以上寿命。但今后备品国产化后, 难度可能会大一些, 势必增加维修工作量和备品费用。

2 主要除灰系统类型及其技术比较列表

通过本文上述几种输送工艺的简单介绍后, 将它们之间的特点进行列表对比结果如下表1所示。

3 除灰系统专用设备介绍

3.1 进料气动圆顶阀

圆顶阀是针对除灰系统使用条件设计的压力发送设备专用进料阀门。设备为铸铁壳体结构, 内部安装有带有两个不锈钢转轴可旋转的铸铁圆顶, 在阀门转顶中装有一个充气的圆顶密封圈。圆顶阀上已预先加工好连接隔离空气和电气控制的管路, 选用重载直行气缸或旋转叶轮驱动, 其特殊结构设计可实现无磨损开闭。如图1。

阀门关闭时, 圆顶阀瓣转至“关”位, 使用气动电路中限位开关来控制充气密封圈加压, 使密封圈发生鼓胀, 与圆顶阀瓣紧密贴合, 实现密封并由压力开关确认密封是否正常;阀门需要开启时, 密封圈内压缩空气先泄压, 延时1～2秒后, 依靠自身弹性回缩, 然后圆顶阀瓣转至“开”位。

由于该阀采用了柔性密封和独特的机械构造, 在启闭过程中球形阀瓣与阀座 (密封圈) 不接触, 启闭转矩小, 很少磨损 (即使出现少量磨损, 也可由充气密封圈补偿) , 从而提高了使用寿命, 大大降低了维修费用和时间, 具备卓越性能, 得到了客户的广泛认同。

3.2 输灰管气动出料阀

双面硬密封散料耐磨阀是引进国外技术专业生产的一种散料输送专用阀门。可用于飞灰、水泥散料、石灰石粉等的输送出料或卸料阀门, 并可用于重力或压力输送的高磨损、高腐蚀性物料。该阀门为自动调节双面硬密封结构, 解决了输灰管道上阀门正反向压力的密封问题。该阀门的阀座和阀板为耐磨铸钢, 耐温为450℃。阀体材料为铸铁材料。压缩空气驱动。

3.3 库顶气动分路阀

灰在各灰库间的切换可用库顶分路阀 (管路切换阀) 来实现, 库顶分路阀采用引进美国福乐公司技术的滑移式气动三通分路阀, 主要用于固体干燥松散物料的输送, 可分为左右装两种方式, 密封元件采用可拆换的金属密封, 维修方便。其通过拨叉驱动阀板, 使阀处于直通位置或支路位置。在我公司的新乡、丰镇、潍坊、白洋河等项目均有采用, 使用情况良好。

4 结语

火电厂飞灰输送技术经过多年的从最初的国外设备厂家技术引进到目前国内众多设备厂家吸收消化国外技术后, 使得整个飞灰输送的工艺逐步实现了国产化。目前除部分关键除灰设备如圆顶阀等尚在制造工艺性能上无法保证外, 其他系统部件均能实现国产, 飞灰输送的几种技术也已经成熟应用在各电厂中。目前的飞灰输送系统更多采用的是低管道流速的栓塞式密相输送系统和双套管密相系统, 相信这两种飞灰输送工艺会日趋推广成熟。

摘要：本文简介了国内燃煤发电厂飞灰输送系统几种不同的工艺代表, 并进行相互特点对比, 还对几个重要的除灰系统专用设备进行了介绍。

关键词：飞灰气力输送,系统介绍,除灰设备,介绍