電廠正壓輸送粉煤灰系統技術解析與應用實踐

引言

在燃煤電廠的運營中，粉煤灰作為燃煤鍋爐燃燒后的主要副產物，其高效、環保的輸送與處置是保障生產連續性、降低環境污染的關鍵環節。正壓氣力輸送技術憑借其結構簡單、能耗低、自動化程度高等優勢，已成為電廠粉煤灰輸送的主流方案。本文將從技術原理、系統構成、運行優化及典型應用案例出發，系統解析電廠正壓輸送粉煤灰系統的技術特性與實踐價值。

一、技術原理與系統構成

1.1 正壓氣力輸送原理

正壓氣力輸送系統通過羅茨風機或空氣壓縮機產生高壓氣流，將粉煤灰從電除塵器灰斗輸送至終端灰庫。其核心在于利用管道內正壓差推動物料運動，結合倉泵等發送裝置實現間歇式或連續式輸送。根據輸送濃度，系統可分為稀相輸送（氣固比<15）和密相輸送（氣固比>50），其中密相輸送因能耗低、磨損小，在電廠應用中更具優勢。

1.2 系統核心組件

• 氣源設備：羅茨風機適用于中短距離輸送，空氣壓縮機則用于長距離、大容量場景。

• 發送裝置：倉泵（如MD泵、AV泵）通過壓縮空氣將粉煤灰分批送入管道，避免管道堵塞。

• 輸送管道：采用不銹鋼或碳鋼材質，直徑從幾百毫米到幾米不等，直管段磨損較輕，彎頭需特殊防磨設計。

• 分離與除塵設備：旋風分離器實現粗顆粒分離，袋式除塵器捕捉細顆粒粉塵，確保排放達標。

• 控制系統：PLC系統實時監測壓力、流量等參數，實現自動化控制與故障預警。

二、運行優化與關鍵技術

2.1 堵管問題與解決方案

堵管是正壓輸送系統的常見故障，主要原因包括：

• 煤灰含水或異物：通過灰斗加熱除濕、控制鍋爐吹灰方式降低含水率。

• 管線布置不合理：減少彎頭數量，控制輸送高度差（一般不超過20米）。

• 臨界流速失衡：根據公式Vt=Kds(0.1744/μρ0)(1/3)(gρs)(2/3)調整氣流速度，確保物料懸浮。

• 雙套管紊流技術：在輸送管內設置內管，通過開口設計實現氣流擾動，自動疏通堵塞。

2.2 磨損問題與防磨措施

• 刮削磨損：與管道內壁粗糙度相關，需降低流速或增加耐磨涂層。

• 壓削磨損：多發生于彎頭，需采用梯形襯板防磨彎頭或矩形截面防磨彎頭，延長使用壽命。

• 材料選擇：直管段可采用普通碳鋼，彎頭需內襯陶瓷或噴涂耐磨涂料。

2.3 熱控問題與解決方案

粉煤灰輸送過程中因摩擦生熱，可能導致管道溫度升高，影響輸送效率。解決方案包括：

• 管道保溫：減少熱量散失，降低能耗。

• 冷卻裝置：在高溫區域增設冷卻水套或風冷系統。

• 熱平衡分析：通過仿真模擬優化氣流參數，避免局部過熱。

三、典型應用案例

3.1 大型燃煤發電機組應用

某600MW機組采用正壓濃相氣力除灰系統，設計為一級輸送，通過MD泵將電除塵器灰斗的粉煤灰直接輸送至灰庫。系統運行初期出現堵管問題，通過以下措施優化：

• 在輸灰一電場入口增設旁路，增大氣源流量。

• 在水平段補氣，推動料栓前移。

• 增設事故放灰管與氣化風裝置，緩解落灰問題。
  優化后，系統輸送效率提升30%，排堵閥更換頻率降低80%。

3.2 陡河發電廠干除灰系統

陡河發電廠采用英國克萊德廠家設計的干除灰系統，因煤質變化頻繁導致堵管頻發。通過以下改進實現穩定運行：

• 加強參數調整，結合煤質變化實時優化輸送壓力與流速。

• 在輸灰管道沿線增設輔助輸送氣，增強介質流動性。

• 采用雙套管紊流技術，降低堵塞風險。

四、技術優勢與應用價值

4.1 技術優勢

• 高效輸送：密相輸送速度低（3-10 m/s），能耗較稀相輸送降低40%以上。

• 環保節能：全密閉輸送避免粉塵泄漏，符合超低排放要求。

• 靈活布局：管道可垂直、水平或傾斜布置，適應復雜地形。

• 自動化控制：PLC系統實現無人值守，降低人力成本。

4.2 應用價值

• 生產連續性保障：確保粉煤灰及時轉移，避免影響鍋爐運行。

• 資源再利用：集中輸送的粉煤灰可用于建材生產，創造經濟價值。

• 環保效益：減少廠區揚塵，降低環境污染風險。

五、未來發展趨勢

5.1 智能化升級

結合物聯網與大數據技術，實現輸送系統的遠程監控與自適應調節。

5.2 節能降耗

開發高效低能耗氣源設備，優化管道設計以減少壓力損失。

5.3 多功能集成

在輸送過程中集成干燥、冷卻等工藝，提升系統綜合效益。