第二篇 除灰渣部分飞灰.docx
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第二篇除灰渣部分飞灰
3飞灰系统
3.1系统概述
3.1.1气力除灰的基本方式和特点
气力除灰是一种以空气为载体，借助于某种压力设备（正压或负压）在管道中输送粉煤灰的方法。
3.1.1.1气力除灰的优点
气力除灰方式与传统的水力除灰及其他除灰方式相比，具有如下优点：
1．节省大量的冲灰水。
2．在输送过程中，灰不与水接触，故灰的固有活性及其他物化特性不受影响，有利于粉煤灰的综合利用。
3．减少灰场占地。
4．避免灰场对地下水及周围大气环境的污染。
5．不存在灰管结垢及腐蚀问题。
6．系统自动化程度较高，所需的运行人员较少。
7．设备简单，占地面积小，利于布置。
8．输送路线选取方便，布置上比较灵活。
9．便于长距离集中、定点输送。
3.1.1.2气力除灰的不足
气力除灰方式也存在以下不足：
1．与机械输灰方式比较，动力消耗较大，管道磨损也较严重。
2．输送距离和输送出力受一定限制。
3．对于正压系统，若运行维护不当，容易对周围环境造成污染。
4．对粉煤灰的粒度和湿度有一定的限制，粗大和潮湿的灰不宜输送。
3.1.1.3气力除灰的基本类型
依据粉体在管道的流动状态，气力除灰方式分为悬浮流（均匀流、管底流、疏密流）输送、集团流（或停滞流）输送、部分流输送和栓塞流输送等。
依据输送压力种类，气力除灰方式可分为动压输送和静压输送两大类别。
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，粉料在输送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向前运行。
依据输送压力的不同，气力除灰方式又可分为正压系统和负压系统两大类型。
正压气力除灰系统包括大仓泵正压输送系统、气锁阀正压气力除灰系统、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。
根据粉煤灰在输送过程中的物相浓度，大体上可以分为稀相气力除灰系统和浓相气力除灰系统。
3.1.2我厂三期机组飞灰系统概述
飞灰系统的功能是将静电除尘器灰斗、省煤器灰斗内的飞灰气力输送至灰库贮存、转运。
三期飞灰系统由输送系统和灰库系统组成。
每台锅炉各设一套独立的飞灰输送系统和灰库系统。
按粗细分排原则，正常运行时省煤器和静电除尘器一电场的灰作为粗灰输送至粗灰库；静电除尘器二、三、四、五电场的灰作为细灰输送至细灰库。
在一电场故障状态下，二电场的灰将作为粗灰输送至粗灰库。
每台炉的省煤器和电除尘器分AB两侧，每侧为一个压力输送子系统，因此每台炉的除灰系统可由两套独立的压力输送子系统组成。
系统运行控制方式具备料位控制及时间控制两种方式。
在飞灰控制系统上能同时做到定期、连续两种排灰方式。
每台锅炉从除尘器至灰库的水平几何距离及90°弯头数分别约为300m，8个弯头；（灰库高度、除尘器区域管道布置及弯头数量由卖方确定）。
每台炉省煤器灰斗至除尘器灰斗的几何距离约为100m。
飞灰输送采用正压浓相输送系统，连续运行。
每台炉飞灰输送系统的额定出力为115t/h。
每台炉设四根灰管：
二根粗灰管，二根细灰管。
每台炉的四根灰管均能进入任一个灰库。
A、B两侧的粗灰管能同时进行输灰。
飞灰输送系统能在两侧同时卸灰，且能连续或间断地从电除尘器灰斗卸灰，系统能完全自动和顺序控制。
系统既可完成单个灰斗的顺序运行，也可完成所选灰斗组的顺序运行，必要时可对任意灰斗或几组灰斗进行旁路。
系统由程序控制器操作运行，并能使运行者根据工况变化而变换运行方式。
为了确保系统的安全性，针对飞灰输送系统，采取在每根主管道上设吹堵旁路，在旁路上装有手动排堵阀。
当堵管发生时（这种概率将很低），进行手动排堵。
每台炉设四台输送用螺杆空压机，三台运行，一台备用。
三台炉共设八台输送空压机。
每台炉设二台灰斗气化风机和二台电加热器（一台运行，一台备用）。
二台炉共设二台灰斗气化风机，四台电加热器。
每台炉设三座灰库，灰库容积相同，每座灰库内径13m。
每座有效容积为2320m3。
每台炉的三座灰库设四台灰库气化风机（三台运行，一台备用）及三台电加热器，供灰库气化组件用气。
每套灰库系统中的相邻的灰库设连通管，并设隔离门。
每座灰库顶部设置能满足最大进气量要求的脉冲式布袋除尘器及排气风机。
每座灰库底部设有三个卸灰口：
其中原灰库下设一个可伸缩干灰卸料装置接口，一个干灰制浆装置接口（采用喷射泵），另一个为预留的分选系统接口；粗灰库下设一个可伸缩干灰卸料装置接口，一个为调湿灰装置接口，一个干灰制浆装置接口（采用喷射泵）；细灰库下设一个可伸缩干灰卸料装置接口，一个干灰制浆装置接口（采用喷射泵），一个出口为调湿灰装置接口。
灰库配置卸灰设备，用于干灰和调湿灰装车外运。
原灰库下设一套可伸缩干灰卸料装置，一套干灰制浆装置（采用喷射泵）；粗灰库下设一套可伸缩干灰卸料装置，一套双轴搅拌机，一套干灰制浆装置（采用喷射泵）；细灰库下设一套可伸缩干灰卸料装置，一套双轴搅拌机，一套干灰制浆装置（采用喷射泵）。
灰库系统不设专用仪用空压机系统，仪用气由主厂房仪用空气系统提供。
每台炉配一座4立方米灰库仪用气储气罐。
3.1.2.1飞灰输送系统配置
每台炉分两个独立的输送单元，两个输送单元系统配置完全相同，下面就其中一个输送单元进行描述：
1．省煤器分AB两侧，每侧配置8台8.0/8/4AV泵；各用一根管道将灰输送至一电场灰管与一电场灰形成混合灰一起输送。
2．一电场仓泵分AB两侧，每侧配置6台80/8/8MD泵，与省煤器合用一根DN200管道输送至粗灰库，并可通过库顶切换阀进入任一灰库。
3．二电场仓泵分AB两侧，每侧配置6台80/8/8MD泵，与三、四、五电场合用一根DN200管道输送,至细灰库；并可通过库顶切换阀进入任一灰库。
4．三电场分AB两侧，每侧配置六台16.0/8/8MD泵，四、五电场分AB两侧，每侧各配置六台8.0/8/8AV泵。
5．每个输送单元二根灰管，每台炉共设四根灰管。
6．电除尘器二、三、四、五电场系统出力在当电除尘器一电场因故障停运时能满足系统出力要求。
省煤器灰输送系统采用AB侧分别串联方式，在省煤器灰斗下设置耐高温的AV泵，各用一根管道，与电除尘器一电场管道合并输送至灰库。
针对省煤器的灰粒度大、灰比重较大特点。
在输送省煤器灰时，使用专用产品－浓度稳定器，即在输送管道（与一电场合并之前管道）设置辅助进气点（按每2米设置一台浓度稳定器），在整个输送过程中每个辅助进气点都有一小股空气进入输送管道内，在沿途切断较长灰栓，控制灰栓长度在临界长度之内，从而避免灰沉积发生堵管。
3.1.2.2飞灰输送系统特点
1．输送泵中所有与物料接触的阀门，采用克莱德专利产品－圆顶阀（自动监测密封气压并有报警功能，百万次寿命设计，易损件平均寿命为一年）。
采用少量多次的方式运行。
使系统可靠性增加，维护工作量减少，现场环境清洁。
2．灰斗事故储备能力加强：
因为采用了“少量多次”的运行方式，灰斗的料位计安装得很低，灰在斗内的停留时间很短，灰斗总是处于空的状态，若系统发生故障，具备8小时以上的故障贮灰能力。
为检修工作争取时间，缓冲下游故障对电除尘器的直接影响。
3．系统的设计裕量大。
二电场的设备选型考虑了锅炉在BMCR工况下，一电场退出的情况。
4．采用全自动方式运行。
5．进料阀采用重载气缸，可快速切断物料，即使在上方积灰时也能顺利关闭到位。
3.1.2.3系统设备的设计参数
1．每台炉额定工况下的排灰量如表3－1所列。
表3－1额定工况下的排灰量（每台炉）
单位
额定出力
电除尘器飞灰量
t/h
110
电除尘器第一电场飞灰量
t/h
88
电除尘器第二电场飞灰量
t/h
17.6
电除尘器第三电场飞灰量
t/h
3.52
电除尘器第四电场飞灰量
t/h
0.704
电除尘器第五电场飞灰量
t/h
0.176
2．每台炉设备的设计参数如表3－2所列。
表3－2设备设计参数（每台炉）
项目
数量
设计出力
（t/h）
有效贮存容积
（m3）
几何贮存容积
（m3）
处理能力（t/h）
电除尘器灰斗输灰器
电除尘
A
侧
一电场
6
50
2.54
2.8
50
二电场
6
8.8
2.54
2.8
50
三电场
6
1.76
0.52
0.6
8.8
四电场
6
0.35
0.27
0.3
8.8
五电场
6
0.09
0.27
0.3
8.8
电除尘
B
侧
一电场
6
50
2.54
2.8
50
二电场
6
8.8
2.54
2.8
50
三电场
6
1.76
0.52
0.3
8.8
四电场
6
0.35
0.27
0.3
8.8
五电场
6
0.09
0.27
0.3
8.8
省煤器
16
6
0.27
0.3
6
粗灰库
2
－
2320
2450
－
粗灰库
2
－
2320
2450
－
细灰库
2
－
2320
2450
－
干灰制浆装置
（喷射泵）
6
90
－
－
≥90
双轴搅拌机
4
100
－
－
≥100
干灰卸料装置
6
100
－
－
≥100
3．每台炉冷却水的设计参数如表3－3所列。
表3－3冷却水设计参数（每台炉）
流量（m3/h）
压力（MPa）
功能或用途
19.5
0.3-0.4工业水，温度≤20ºC
省煤器输送系统阀门
56
0.3-0.4工业水，温度≤20ºC
输送空压机
24
0.3-0.4工业水，温度≤20ºC
冷干机
4．每台炉仪用空气的设计参数如表3－4所列。
表3－4仪用空气设计参数（每台炉）
流量（m3/h）
压力（MPa）
功能或用途
2.0
压力露点温度-20℃，含油量<1ppm，就地箱连续供气不得低于0.6MPa
电除尘、省煤器区域阀门用气
8.0
压力露点温度-20℃，含油量<1ppm，就地箱连续供气不得低于0.6MPa
灰库布袋除尘器、各阀门用气
3.2设备规范及结构特点
3.2.1输灰器
3.2.1.1设备规范如表3－5所列。
表3－5输灰器技术规范
一电场
二电场
三电场
四电场
五电场
省煤器
数量（每台炉）
12
12
12
12
12
16
制造商／原产地
克贝华
克贝华
克贝华
克贝华
克贝华
克贝华
仓泵形式
MD泵
MD泵
MD泵
AV泵
AV泵
AV泵
外形尺寸（D×H）（m）
设计处理（t/h）
50
8.8
1.76
0.35
0.09
6
有效贮存容积（m3）
2.54
2.54
0.52
0.27
0.27
0.27
几何容积（m3）
2.8
2.8
0.6
0.3
0.3
0.3
输灰器出力（t/h）
50
50
8.8
8.8
8.8
6
灰斗出口手动插板阀
有
有
有
有
有
有
进口预关阀（有／无）
无
无
无
无
无
无
进口阀（有／无）
有
有
有
有
有
有
出口阀（有／无）
有
有
有
有
有
有
装灰排气阀（有／无）
有
有
无
无
无
无
输灰平衡阀（有／无）
无
无
无
无
无
无
壳体允许承受最大压力（MPa）
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
壳体正常运行压力（MPa）
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
气化装置
型式
组件
组件
无
无
无
无
数量
12
12
无
无
无
无
设备总质量（kg）
3300
3300
800
720
720
720
3.2.1.2结构特点
正压浓相气力输送系统通过脉冲气力把管道中的物料切割成一段段料栓和气栓，利用料栓两端的静压差来推动料栓运动。
浓相气力输送系统的核心部分是一只仓储式气力发送泵。
一电场和省煤器灰斗的仓泵通过管路切换阀，公用一条输灰管道。
二、三、四、五电场的仓泵通过各自出口的切换阀公用一条输灰管道，每次只能有一个电场的灰通过输灰管道输送，所以四个电场的仓泵交替运行。
仓泵由仓体、蝶阀、排气阀、加料口、气体管路等气阀到圆锥体内部突起的气嘴，使气体产生涡流，随着发送器内部压力的增加，被送物料成涡旋状流动，利用较低的气压实现物料低速度、高浓度的输送目的。
其结构如图3－1所示。
克莱德华通物料有限公司生产的MD泵和AV泵，适用于中等出力，中长距离的集中输送，为压力式仓泵。
每台泵包括进气组件、柔性接头、进料圆顶阀、排气圆顶阀、出料圆顶阀（只有出口泵有）壳体、气路连接件（包括气动进气阀、过滤器、节流孔板、止回阀等）。
每组的第一个泵称为主泵，它配备更多侧配气装置。
每组最后一个泵称为出口泵，它与灰管连接，只有它配有出料圆顶阀。
一、二电场电场的仓泵容积较大，设有圆顶式进灰阀和排气阀，进灰阀和排气阀的密封保证在输送过程中压缩空气不会泄露。
三电场的仓泵容积较小，称其为小MD泵，不设排气阀，四、五电场和省煤器灰斗的AV泵不设排气阀。
为了加强灰斗事故储备能力，Clyde公司在输送方式上采用了“少量多次”原则。
因为采用了“少量多次”的运行方式，所以将灰斗的料位计安装得很低，使灰在灰斗内的停留时
间很短，灰斗总是处于空的状态。
这样若系统发生故障，具备8小时的故障贮灰能力。
不仅为检修工作争取了时间，而且缓冲了下游故障对除尘器的直接影响。
另外，由于“少量多次”的运行特点，使得灰在灰斗内停留时间极其短暂，大大降低了灰在电除尘灰斗里的失热和板结。
1．圆顶阀
由于“少量多次”原则，使得每次的灰输送量相对比较小，而在同样时间内输送的次数比较多，这样，电除尘灰斗下的仓泵选择了相对较小的仓泵，进料阀门的通径等级也相应的
降低。
由于每多输送一次灰，管路上的阀门则要多开闭一次，多开闭一次就多磨损一次，寿命就少一次,这必然是对输灰系统的阀门提出了更高的要求。
Clyde公司所采用的这种阀门叫作圆顶阀（domefalve），是其气力输送系统中最重要的关键部件。
圆顶阀是由克莱德·贝尔格曼（ClydeBergemann）公司的Macawber分部于七十年代初期发明开发的除灰专用阀门，如图3-2所示，圆顶阀为铸铁壳体结构，内部安装有带有两个转轴可旋转的铸铁圆顶，在阀门转项中装有一个充气的圆顶密封圈。
圆顶阀的进料阀芯是一个球面圆顶，进料阀在开关过程中，阀芯与阀体密封口处保持有1mm的间隙，使得阀芯在无接触方式下运动，阀芯和阀体间不产生摩擦，而当进料阀在密封状态下，橡胶的密封圈充气膨胀，会紧紧压在球面阀芯上，以达到密封效果。
而每次阀门得到开启信号后，橡胶密封圈会泄压，使得阀芯得以在无接触的情况下转动开启。
同时，圆顶阀还带有密封气压监测和报警功能，即在密封气压建立不起来或密封气压低的情况下就说明圆顶阀的充气密封圈已经发生了泄漏，这时系统会报警，提醒检修人员去更换密封圈。
由于圆顶阀的独特设计，使其具备了如下特点：
（1）结构简单，工作可靠。
（2）开闭灵活，可以关断动态和静态的物料柱。
（3）规格尺寸齐全，适用不同的型号。
（4）关闭时可形成牢固的压力密封。
（5）可耐3MPa的压力。
（6）可承受－20℃～480℃的温度。
（7）使用寿命长，维护量低。
（8）气力除灰正常运行时，密封圈寿命长达1年以上。
（9）整个膛内无阻碍的物料流动。
圆顶阀是由得失电来控制其开关的。
当机组负荷较小的情况下，单位时间所产生的灰量比较小，为了不让灰在仓泵里积攒过多的时间，Clyde公司设置一个物料填充时间，设定值为900s。
即不管仓泵满不满，落料只准落900s，到了时间进料圆顶阀必须关闭，停止落料过程，而去执行流化和输送过程；在机组负荷较大的时候，落料不用到900s就已经装满一仓泵的情况下，这时通过仓泵上所设的料位计来控制落料，仓泵所装的高位料位计被飞灰所触发后，落料圆顶阀就会失电关闭，去执行下一流程。
综上所述，逻辑上设置了两个值去控制落料圆顶阀的关闭，它们之间的关系是“或”，这样，既不用因为低负荷而等待过长的时间又不会因为高负荷没到整定时间而使仓泵过满，从而达到圆满的落料结果。
2．AV泵
AV泵是多个串联运行的仓泵，具有独特的外形和结构特点。
不同尺寸的输送泵，它们的结构都相同，如图3－3所示，每台泵包含：
（1）进气组件（只有主泵有）。
（2）进料圆顶阀。
（3）出料圆顶阀（只有出口泵有）。
（4）壳体。
（6）气控箱（电磁阀、压力开关、压力表）。
（7）气路连接件（包括气动进气阀、过滤器、节流孔板、止回阀、压力开关、压力表等）。
每组的第一个泵称为主泵，只有它与输送气源联接。
每组的最后一个称为出口泵，它与灰管联接，只有它配有出料圆顶阀。
在主泵和出口泵之间的泵称为付泵，既无进气组件，也无出料圆顶阀。
输灰泵体是整体的，采用铸铁件。
输送泵有两种安装方式：
（1）用简单的底座安装在地面上。
（2）用三个可调的螺杆，直接挂在电除尘器灰斗下方。
根据本工程的特点，将直接挂在灰斗下方。
AV泵具有以下特点：
（1）只有一个动作部件，并且采用了最好的除灰阀门－圆顶阀；所以结构简单，性能可靠。
维护工作量极少，与一般的仓泵相比，维护工作量仅为三分之一。
（2）由于采用了圆顶阀，解决了阀门可靠性和寿命问题，采用“少量多次”的运行思想，在低料位、小容积、低气耗下运行，使得工况非常稳定。
AV泵成组工作运行方式，如图3－4所示（以四台仓泵一组为例）。
（1）系统等待状态：
灰斗内的料位计未被覆盖，入口圆顶阀关闭并密封，此时无空气耗用。
（2）系统进料状态：
当灰斗中的任何一个斗的料位计被覆盖时（或软时钟定值到），系统被触发，输灰器的入口圆顶阀打开，并持续一个设定时间使得灰落入输灰器中。
（3）系统输送状态：
一旦设定的进料时间到达，入口圆顶阀关闭，密封圈加压密封，并由压力开关确认已经正常关闭。
然后主输送器的进气阀打开，压缩空气将灰从所有的输送器输送到中间仓。
（4）系统复位：
在进气管线上设有压力开关，当探测到管线内的压力下降到0.3Bar（g）时，关闭压缩空气入口阀，系统复位，等待下一个循环。
3．MD泵
适用于中等出力，中长距离的输送。
为压力式仓泵，采用串联运行，如图3－5所示，每台泵包含：
（1）进气组件。
（2）柔性接头。
（3）进料圆顶阀。
（4）排气圆顶阀。
（5）出料圆顶阀（只有出口泵有）。
（6）壳体。
（7）气路连接件（包括气动进气阀、过滤器、节流孔板、止回阀等）。
每组的第一个泵称为主泵，它配备更多侧配气装置。
每组的最后一个称为出口泵，它与
灰管联接，只有它配有出料圆顶阀。
MD泵成组工作运行方式，如图3－6所示（以四台仓泵一组为例）。
（1）进料阶段：
当仓泵处于进料状态时，灰斗及仓泵料位计都未被覆盖，进料阀和排气阀得电打开，仓泵处于进料状态，此时出口圆顶阀关闭。
（2）充满阶段：
当一个或多个仓泵内高料位计已被覆盖，或者进料定时器已完成，进料阀与排气阀失电关闭。
（3）输送阶段：
同时输送压缩空气进气阀和出口圆顶阀打开，进入输灰状态。
（4）关泵阶段：
输灰后，输送压缩空气进气门关闭，灰斗位于储灰状态。
在锅炉正常运行过程中，飞灰沉积在静电除尘器下部灰斗，落入安装在灰斗下方的MD泵中，然后被气力输送至灰库。
MD泵的入口圆顶阀打开，物料在重力作用下落进MD泵中。
在物料填充的过程中排气阀将打开使空气从泵内排出，此时管路上的出口圆顶阀关闭以阻止空气通过输送管线被吸进除尘器。
当MD泵任一泵内料位计被覆盖显示泵已充满物料时，经过一个短延时，使泵被完全充满，然后进口及排气圆顶阀关闭。
当所有的入口和排气圆顶阀都已关闭并且密封后，出口圆顶阀与进气阀打开，然后压缩空气将进入所有输灰泵，并将灰通过管道输送到灰库。
当物料被输送至灰库后，发出输送管道压力下降的信号，输送空气阀关闭，完成一次循环。
当系统停止及处于待料状态时，MD泵应是空的并且处于零压力状态。
圆顶阀是采用充气密封方式。
在控制气源压力不能满足要求时，圆顶阀不能封闭。
4）浓度稳定器
由于省煤器灰斗下来的灰颗粒较粗，管道内粒料容易形成较长灰栓，可能达到临界值，所以在其出口的输送管道上安装了浓度稳定器。
临界长度L为灰在管道内处于栓状流态时，它的栓状长度不能大于某一临界值，当大于该值时，灰栓会停止不前，发生输送管道的堵塞。
所以克莱德设计的浓度稳定器在管道的出口安装了吹堵装置，在辅助喷气供气管中每隔一段距离L1引出一个吹断管道，对灰栓进行吹断，能够将灰栓控制在一个特定的长度值（L1）以下，使得运行中的灰栓长度小于颗粒状粒料的临界长度（L），提高系统可靠性。
浓度稳定器的结构原理如图3-7所示。
3.2.2输送空压机
3.2.2.1设备规范
1．输送空压机设备规范如表3－6所列。
表3－6输送空压机技术规范
项目
数据
备注
数量（每台炉）
4
制造商／原产地
寿力/美国
型号
20S－200L
形式
螺杆式
出口压力（kPa）
0.75
流量（Nm3/min）
28
出口空气温度（℃）
40
转速（r/min）
1480
驱动方式（直联或皮带传动）
齿轮
轴功率（kW）
150
电动机
制造商／原产地
厂家配套
型号
Y
功率（kW）
160
电压（V）
380
转速（r/min）
1480
效率（%）
90
进口
消音器
制造商／原产地
厂家配套
型号
――
出口
消音器
制造商／原产地
厂家配套
型号
――
冷却方式
水冷
出口空气品质
含尘颗粒度（μm）
5ppm
含油率（mg/m3）
2ppm
露点（℃）
+2
储气罐（数量/容量）
2／10
有否隔音措施
有箱式隔音罩
离设备1m外噪音值dB（A）
＜85
外形尺寸（L×W×H）（m）
3400x2150x2400
设备总质量（kg）
5000
2．输送空压机后处理系统设备规范如表3－7所列。
表3
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