1. 正压浓相气力输灰系统堵管分析
摘要：简要介绍某厂2*350MW正压浓相气力输灰系统及其工作原理，分析在运行过程中发生堵管的原因和堵管现象， 并提出预防措施。
关键词： 气力输灰 堵管 现象 预防
0 输灰系统概况
某厂2*350MW机组为东方锅炉厂生产的1150t/h超临界参数变压直流锅炉，以淮北矿业（集团）有限责任公司混煤作为设计煤种（煤种灰分35%左右），每台锅炉设两台国电龙源环保有限公司生产的电袋复合式除尘器，分别命名为A、B侧，除尘区域分为静电除尘区和袋式除尘区。一电场A侧四只仓泵和二电场A侧四只仓泵并联合用一根输灰管道，一电场B侧四只仓泵和二电场B侧四只仓泵并联合用一根输灰管道。一级布袋和二级布袋的各八只仓泵串联成一组合用一根输灰管道。气力输灰系统采用正压浓相气力输灰系统，输灰管路多级紊流双套管。一二电场灰斗的灰进入原灰库，一二级布袋灰斗的灰进入细灰库。该系统自2012年投产以来能够满足飞灰输送，运行基本稳定可靠，但两台机组的输灰系统尤其是布袋区的输灰系统多次出现堵管现象。现根据实际运行、维护和管理经验，分析本厂气力输灰系统输送过程中堵管的原因和堵管的各种现象，并提出预防措施和解决方法。
1正压浓相气力输灰系统工作过程
1.1进料过程
仓泵平衡阀、进料阀呈开状态，进气阀和出料阀关闭，灰斗内的灰进入仓泵。根据设定时间控制进料量，到达设定时间后自动关闭平衡阀、进料阀，进料结束。
1.2输送过程
打开出料阀5秒后、开启进气阀，气灰混合物通过出料阀进入输灰管道，输至灰库，输送过程中仓泵流化风和加压风同时进行。
1.3 输送结束 当仓泵内飞灰输送完毕后，输灰压力降至设定值后，先关闭进气阀，再关闭出料阀。至此一次输送完毕。当需要继续进行操作时重复以上操作。
2堵管的原因
2.1气源的影响
2.1.1气源压力不够：气源压力必须克服仓泵的阻力、提升的高度、管道的阻力以及灰库的压力，如果压头不够，则容易发生堵管。
2.1.2气量不足：气量不足，使灰气比增大，输送浓度过大，造成管道阻力增大，易发生堵管。
2.1.3气源带油、带水：气源带油、带水，会使灰粒相互黏结，流动阻力骤增，造成堵管。主要原因在于空压机油气分离器滤网漏或堵塞， 空压机冷却器泄漏、自动排污器失灵，储气罐未定期排污等。
2.2 灰源影响
2.2.1灰的粒度大
灰的粒度越大需要的输送空气压力越高，容易堵灰。我公司锅炉点火方式为等离子点火，在点火启动初期，锅炉排烟温度低于烟气酸露点一二级电除尘未投入之前，锅炉燃烧的煤粉未经过电除尘直接进入布袋区，较粗颗粒的煤粉灰再加上当时烟温较低容易导致布袋输灰管路堵塞。可采取降低进料时间，多次发送来减少堵塞可能性。
2.2.2灰温低
在灰温低时，粘附在飞灰表面的SO3气体及水蒸汽等，容易结露，使灰的粘性增加，流动性差，流动阻力增大，造成堵管。
2.3管道泄漏的影响
正压浓相输灰系统的输灰管道均采用无缝钢管。因输灰管内的输灰流速平均在8～12 m/s。长期运行后，由于灰粒对管道的冲刷，会使输灰管道磨损而泄漏，造成泄漏点后部因压头降低而发生堵管。泄漏点主要存在以下几处：
2.3.1 直管段的接合处。
2.3.2 弯头部位在运行过程中，逐渐磨损泄漏。 2.3.3 出料阀关闭不严，造成泄压短路。#5、6炉电袋除尘器 一级布袋与二级布袋的输灰管线在各自的出料阀后并联合用一根输灰管至灰库，一二级布袋输灰不能同时发送，当一级布袋发送时，二级布袋出料阀为关闭状态等待。 如某一出料阀关闭不严，会造成泄压短路。 由于管道及出料阀的泄漏均会使管道泄漏点处的压头降低，造成泄漏点后部灰的推力不足，导致堵管。
2.4仓泵本体、阀门故障的影响
2.4.1流化风喷嘴故障
流化风的作用是在发送过程中压缩空气经流化风喷嘴周向进入仓泵中部，并与仓泵上部引入的压力风相互作用使灰气混合均匀，保证正常发送。 如某个仓泵流化风喷嘴脱落或调整间隙过小、会导致流化风不能周向进入仓泵中部、灰气混合程度较差，进入输灰管道后，各处阻力不均匀，造成流速不稳定，易发生堵管。 另外也容易导致仓泵内壁挂灰板结，如板结积灰脱落会造成输灰管路堵塞。在本次#5机A修过程中，经仓泵解体检查发现多个仓泵内的流化风喷嘴在安装时间隙调整过小甚至有的仓泵流化风喷嘴间隙为0，这就是#5炉除尘器布袋输灰系统运行过程中仓泵内壁挂灰，容易堵管的原因之一。
2.4.2 双套管输灰管路安装的影响
双套管输灰管路，即水平输灰管道采用大管内套小管的结构形式，小管布置在大管内的上部，在小管的下部每隔一定距离开有扇形缺口，并在缺口处装有圆形孔板。正常输送时大管主要走灰，小管主要走气，压缩空气在不断进入和流出内套小管上特别设计的开口及孔板的过程中形成剧烈紊流效应，不断挠动物料，当因物料低速在管道中输送而在某处发生物料沉积时，料堆前方的压力增高，迫使输送气流进入内管，进入内管的气流从下一处开口以较高的流速流出，从而对该处堵塞的物料产生扰动和吹通作用，从而起到防堵管的作用。如在安装过程中每段输灰管道内的小管与小管安装位置不一致，会造成故障点以前管路内压力升高，后部压力低，而形成堵塞。
2.4.3进料阀、平衡阀密封不严密、出料阀形程调整不当
如果某个仓泵的进料阀或平衡阀密封不严密，在物料发送过程中会导致管路泄压，该仓泵内的灰会经阀门不严密处回流至灰斗，其余仓泵由于压力降低、输灰动能不足而造成堵管。闸板式出料阀的闸板行程调整不当，在灰的输送过程中，因严重节流， 造成输灰管道内的压力不足而引起堵管。运行中表现为输灰管路进气压力偏高，出料阀后输灰压力低，输灰程序在设定压力内输灰时间长，浪费压缩空气。
2.5 灰库的影响
2.51 灰库切换阀故障或操作错误会造成输灰管路阻力过大，引起堵管。
2.5.2 满库：进灰量大于卸灰量是造成灰库满库的原因。当灰库满灰时，多余的灰就会堵塞在管中发生堵管。
2.5.3灰库袋式除尘器故障：灰库袋式除尘器风机故障或因袋式除尘器清灰装置失灵，造成排气量减小，灰库压力升高，使仓泵与灰库压差降低，压头不足而堵管。所以输灰前应确保灰库除尘器运行正常，并定期检查清灰装置，或定期更换布袋。
2.6输灰参数设定的影响：本输灰系统可以设定的参数有：仓泵进料时间、仓泵等待时间、输灰结束压力、补气阀启闭压力。
2.6.1仓泵进料时间
我公司仓泵没有加装料位计，顺序发送过程中仓泵料位的控制是通过设定下料阀的开启时间即仓泵进料时间来控制的。如仓泵进料时间设置过长，仓泵进料过多在发送时仓泵内没有压缩空气加压流化的空间，容易造成堵管。
2.6.2输灰结束压力
在气力输送系统中，输灰管道进口和出料阀后的位置设有压力测点，根据测得的压力和变化趋势来判断输灰过程是否正常，另一作用是在自动输送过程中判断是否输送结束，当测得的压力低于设定值时，系统认定本次输灰过程结束，关闭进气阀、出料阀。我公司采用输灰管道进口压力作为输灰结束压力，如输灰结束压力设定值偏高，输灰管道有可能输送不彻底管道内还有干灰时就结束输送，将使下次输送时管道压力升高，甚至造成堵管。如输灰结束压力设定值偏低，输灰管道已输送干净使仍继续吹扫，会造成管道磨损，浪费压缩空气。根据现场运行经验一般设定在0.1Mpa时即可满足运行，也不会造成气源浪费。
2.7其它影响
2.7.1出料阀、进料阀选型不合理、质量不过关。
2.7.2输灰管道设计不合理 输灰管道的爬坡和弯头过多，影响了管道中灰的流态稳定。 出料阀与输灰管道之间距离过长，当同一输送管的其它仓泵输灰时，会造成该管道内积灰过多。
2.7.3锅炉四管泄漏的影响
锅炉四管泄漏造成烟气中灰的水份增大，一旦灰温低，烟气容易结露，使输送阻力增大，发生堵管。
2.7.4除尘器灰斗加热器故障，在机组负荷偏低灰温较低时烟气结露造成灰潮湿。
2.7.5热工表计的影响
如压力测点显示不准确，输灰压力测点偏低时会使输灰过程不彻底，造成管炉路堵塞。
2.7.6除尘器本体原因
如除尘器本体漏风或保温不良，在阴雨湿度大的天气情况下，会使灰斗内的灰温度降低潮湿，造成输送不畅。我厂两台机组除尘器的输灰管路尤其是布袋区的输灰管路在经过两年运行后发生多次堵塞，基本都是阴雨天后，本次大修对除尘器本体防雨罩进行加焊延长，目前经过几次降雨，未发生堵管现象。
2.7.7输灰管内进入异物，造成输灰管路截面积降低
3堵管的判断
输灰过程中如输送压力过高超过0.18Mpa使，助吹风阀自动打开，压力降至0.15Mpa 关闭，如输送压力逐渐升高没有下降趋势，压力接近气源压力，则可以判断为堵管。根据本输灰系统运行情况来看，堵管有时在监视盘上可以直观判断，但有时在监视盘上只根据输灰压力无法判断，只有发现灰斗内料位上升然后到就地检查才能判断。下面就以上情况作图详细说明。
3.1下图中当输灰管路AB段发生堵管可分为两种情况，堵塞在出料阀后管路压力测点前或出料阀阀门故障造成阀门在输送过程中实际为开启则输灰管路进气阀前压力会逐渐升高，如系统密闭性好的情况下，会接近气源压力。出料阀后管路压力会逐渐降低至0， 这种情况可直接判断为堵管或出料阀闸板脱落。 堵塞点在输灰管路压力测点后则输灰管路进气阀前压力与出料阀后管路压力会逐渐升高。这种情况可直接判断为堵管。
3.2堵塞点在B点之前进气阀之后，例如C点处堵塞，由于仓泵上的压力风阀与流化风阀的泄压作用，压缩空气经过堵塞点之后仓泵的压力风阀与流化风阀进入输灰管路还可以正常发送堵塞点之后的干灰，压力测点反应的数据与正常输灰时基本无变化，由于布袋区的除灰量占总灰量份额较低，短时灰斗料位变化不大，这种情况下，很难判断出管路堵塞，只有到就地敲打仓泵和输灰管路，凭声音判断是否堵塞。但堵塞点后面的仓泵越少，输灰压力就会升高而且输灰结束压力达不到设定值发送时间会很长。
出现这种情况的原因是仓泵内掉入杂物，堵塞该仓泵出口；仓泵内灰潮湿，造成该仓泵出口堵塞。我厂布袋区输灰管路堵塞基本都是这种情况，由于除尘器本体漏风造成个别灰斗内灰较潮湿进入仓泵中堵塞该仓泵出料口。
4结束语
通过对我公司堵管原因分析，得出以下结论： 进气阀 出料阀 仓泵 流化风阀 压力风阀
A C B
仓泵输灰系统简图 4.1加强对气力输灰设备、除尘设备的管理和维护，以保证飞灰输送在设计参数下运行是避免输送管道堵管有效措施之一。
4.2飞灰输送系统在运行中，运行人员要根据实际负荷情况合理设定运行参数，加强运行设备巡回检查，根据运行各参数变化及时进行分析，也是避免堵管的有效措施之一。
参考文献：
[1]机组运行规程 2013.4
[2]除灰除尘系统和设备 中国电力出版社 2008.5
