气力输送系统的发展

2013-07-24

气力输灰系统的发展

 

气力输送是一门利用有压管流输送粉粒状物体的新兴的输送技术,它具有生产率高,结构简单,可升可降,操作方便,长距离输送不受地域影响的特点,而且在输送过程中可以进行汇合、分流、混合、粉碎、分级、干燥、冷却除尘、化学反应等工艺操作,过程封闭既保证物品不受潮、污损或混入异物,又能满足环境保护的要求。

1 气力输送的类型

较早发展起来的是负压输送,但其缺点是压力有限,极限为一个大气压,输送距离短。为了满足长距离输送的要求,研究并发展了正压输送。正负压输

送是靠气流动力使物料分散悬浮进行输送,具有高流速、高能耗(与速度平方成正比)、高磨损(与速度的34次方成正比)的缺点,应用受很大限制,以至于在1924年就建成了的实验装置,直至1930年左右才在车间内部取得较广泛的使用。

30年来,新的低速、高浓度输送装置的出现,例如西德葛泰公司的内重管式气力输送装置,瑞士勒公司的外重管式气力输送装置,英国瓦伦一斯普林实验的脉冲气力式气力输送装置,把气力输送推向了一个崭新阶段。以后又相继出现了日本日曹公司的成栓器脉冲式、小松制造公司的球式装置,专门制造厂也逐步建立起来。日、美、德、英、俄等国家都大力发展输送技术和输送设备。

2 国内气力除灰发展概况

20世纪60年代后期从南京江南水泥厂引入输

送水泥用的仓式泵气力输送系统用于火电厂干式气力除灰系统,并经过枣庄电厂和闵行电厂(2100m )二次大规模运行试验,形成了以CB 型仓泵为发送器的正压气力除灰系统,并先后在浙江梅溪电厂,上海闵行电厂等电厂的上百台燃煤锅炉的除灰系统中投入工业运行,开创了火电厂除灰之先河。上述正压气力除灰系统的发送器为上引式(即输料管始端从仓泵上部引出的)仓泵,是从丹麦2O世纪3O年代的Fxaxo式仓泵基础上发展起来的。

目前CB 型仓泵在国内尚有运行的,例如兰州西因电厂对CB 型仓泵十分重视,至今仍运行良好,并有新的定货。

2O世纪70年代后期从水泥行业(四川峨眉山水泥厂)引进的下引式仓泵发展成为CP型仓泵为发送器的正压气力除灰系统。CP型仓泵的开发和使用主要在西南地区,由于西南地区电厂使用的燃煤含CaO 量达20% ~ 30 ,采用水力除灰因结垢等问题无法正常运行,致使国内较落后的西南地区特别是云南在气力除灰方面走在了前沿。CP 型仓泵在20世纪80年代初在云南小龙潭电厂进行了工业运行试验,由于受当时工业技术水平的限制,加上对CP型仓泵的机理研究不够,对CP 型仓泵运行中存在的一些问题缺乏科学的分析,片面的得出了CP 型仓泵不适合于长距离输送的结论,因而西南电力设计院主动放弃了该系统,使cP型仓泵未能在全国气力除灰中得到推广。实际上只要作少量改进,CP型仓泵可用于长距离输送,当然在短距离、大容量、高浓度输送时,CP型仓泵优于CB 型仓泵。CP型仓泵的原型在国外称Cera泵。

2O世纪80年代中期,通过对日本三菱重工提供的用于上海宝钢电厂的仓泵进行测绘开发的CP 型仓泵,至今已生产了数百台。以CP型仓泵为发送器的正压气力除灰系统目前是正压气力除灰系统的主导产品。

CP型仓泵也属上引式仓泵。它与CB 型仓泵不同的是仓泵底部采用气化装置代替了CB 型仓泵的重锤弹簧式底阀结构,从而简化了结构,使物料在输送前充分沸腾流态化,因此使输送阻力减少,输送更趋稳定可靠,堆塞的可能降低,机构故障减少。

CB 型、CP 型、CD 型仓泵为发送器的正压气力除灰系统一般来讲属悬浮稀相输送,但在短距离(一般在≤200m)输送时,输送粉煤灰的浓度(即灰气混合比可大于3O,甚至100以上),比有的称作密相输送的系统还高。目前国内电力除灰专业一般采用曲南电力设计院1982年出版的《火力发电厂除灰系统计算手册》作为正压气力除灰系统的计算依据,从而进行设计计算的。

20世纪80年代后期,由原电力部从美国ASH公司引进了负压和低正压气力除灰系统的系统设计和设备制造技术,同时引进的设备安装于山东石横电厂(2×300MW,负压除灰系统)和安徽平屿电厂(1×600MW,低正压气力除灰系统)。国内引进的负压气力除灰系统先后在昆明电厂(125MW 机组),渭河电厂(300M W 机组),珠江电厂(3OOMW 机组),牡丹江第二发电厂(125MW 机组)等电厂成功地投入了工业运行;采用引进的低正压气力除灰系统也先后在镇海电厂(200MW 机组),徐州电厂(2OOMW 机组),华能德州电厂(300M W 机组),烟台渤海和黄海热电公司(670th),江苏天生港电厂(125MW 机组)等电厂成功投产。上述三个系统和设备经过多次改进,已先后通过了原电力部和国家电力公司组织的科技鉴定。

20世纪90年代初,由MULLER 设计的双套管气力除灰系统用于嘉兴电厂2× 300M W 机组,这是目前国内评价最高的气力除灰系统。

总之,国内气力除灰目前主要有以下几种系统:① 负压系统;② 正压单仓泵系统;③ 正压多仓泵系统;④ 低正压系统。它们的运行特性和应用范围见表1

l 气力输送系统的运行特性和应用范围

3 国外气力除灰发展

31 德国MULLER 双套管系统

该系统是国外2O世纪8O年代中后期产生的一种先进的输送系统。众所周知,速度对于粉状物料的输送是一个很重要的因素,MOLLER 公司设法降低输送速度并保证管道不堵塞,为此该公司开发了气力紊流双套管输送系统,其基本的部件是在输送管道内安装一个辅助内管,物料的输送速度慢,因此物料在输送管内开始形成物团,迫使积聚的输送空气流入输送管内的辅助内管,并在内管的下一个开口处流出,形成人为的附加紊流进行物团的疏松,从而避免了物料在管道内的堵塞。

用压力罐进行收集电除尘器的飞灰,根据需要,压力罐可多达40个,甚至更多,在输送循环过程中,压力罐总是先装满,然后由公用的紊流管直接将灰进行长距离连续输送至灰库而不需要中转站。该系统输送的基本原理是利用压缩空气的动能克服各种阻力将物料送往指定地点,它能单个或多个压力罐串接运行,每个串接组形成一个输送单元,同一输送单元的压力罐同步运行,相当于一个单台仓泵,这样能大大减少阀门(出料阀)的数量。

该系统在国外有很多成功的运行业绩,在国内通过嘉兴、杨柳青、三河、河津、红雁池、太仓等电厂的实践运行显示出该系统比以往国内采用常规“稀

相”气力除灰系统具有更多的优越性,具有运行可靠性高、稳定性好、能耗低、磨损率低的优点。

32 英国CLYDE 系统、芬兰PNEUPI AN 系统

这两个系统十分相似,部属于“浓相”气力输送系统,但是该系统在输送距离不太长(300m 以内)的条件下,灰在管道中的输送呈柱塞状,输送浓度较高,输送速度较低。若输送距离再加长,则采用中转站加仓泵接力的二级系统,所以严格来讲,该二级系统不属于“浓相”系统。

该系统技术上的另一特点是输送器所有的进出料阀均采用了国外专利的最具特色的弧形阀(Domevalve)。原装弧形阀检修周期为2年,运行寿命5O万次,已有8 000多套气力除灰系统中采用,并有运行lOO多万次无需检修的记录,国外多家公司也都购买此阀。该阀从动作原理上类似我国脱水仓排渣阀。

阀门关闭时先转动轴使弧形阀板到位后,再通以压缩空气进入密封圈使其膨胀变形紧贴住弧形阀板,使其完全密封;反之,当此阀开启时,要先将密封圈内压缩空气排出使其密封橡胶脱离开阀板后,再转动轴使弧形阀板开启,将灰斗或中间仓的灰放进输送器或仓泵内。这样的结构设计可使此阀门有极好的密封性,而且启闭灵活,避免阀门磨损,从而大大延长了阀门工作寿命。

该系统有如下优点:系统输送浓度较高、耗气量较少、输送物料速度较低,具有能耗少、磨损低等优点。空压机数量少,运行工况稳定。虽然输送器进出口阀门动作次数频繁,但采取了一定的措施后,其寿命得到提高,几个工程运行至今,出料阀仅换过少量密封圈。由于控制系统采用国外公司产品如西门子、三菱等,实现了可靠的全自动化。

4 结论

德国MOLLER 双套管系统、英国CLYDE 系统、芬兰PNEUPLAN 系统以及德国FAT 公司的系统等当属当今国内外较为先进的气力输送系统,一定程度地代表了今后一段时期的发展方向。但是由于进口设备价格昂贵,中小电厂并不适合投资。国内气力输送设备公司应该加大研发力度,借鉴德国MOLLER 双套管系统等技术,研发出投资少、输送效率高、输送稳定、磨损小的输送系统,这样的输送系统的应用前景无疑是非常广阔的。

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