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上引式浓相仓式泵 

上引式浓相气力输灰系统
一、概述
浓相气力输灰系统采用了先进成熟的管道二相流技术,实现粉料颗粒的高效、可靠、低能耗、长距离输送;是燃煤电厂锅炉飞灰处理的理想设备〖系统〗。
二、系统工艺流程
本系统由仓泵、气源、管道和灰库等部分组成,采用集中程序控制方式,实现系统设备的协调有序运行。
系统采用QSB型上引式仓泵作为关键输送设备,仓泵直接连接在电除尘器【ESP】灰斗下,接受电除尘器收集的飞灰,同时采用空气压缩机作为动力源,通过密闭的管道,在高浓度、低流速的状态下,把飞灰输送至贮灰库。
 
 上引式浓相仓式泵
二、浓相气力输灰系统典型设备配置
1.上引式仓泵
上引式流态化仓泵为一耐疲劳、耐磨损的低压容器,仓泵本体上封头内集成有气动进料阀,以控制飞灰进入仓泵;下封头设一流化气室,内装流化盘,流化气室与进气管道相联,并通过气动进气阀控制压缩空气的流入;出料管从流化盘中心附近向上引出泵体并与气动出料阀相联,出料阀控制灰气混合物排入管道;为满足自动控制的要求,仓泵体上还装有料位计和压力传感器。
2。气源系统
气源由空气压缩机、压缩空气净化过滤设备及贮气罐等组成。空压机一般采用压力0.75MPa的螺杆式空压机,对于连续运行工况,螺杆式空压机比活塞往复式空压机具有更高的可靠性;贮气罐起到稳定压力、缓冲用气、冷却除水等作用,为满足间歇用气的工况要求,一般选用较大容量的贮气罐;由于空压机排出的压缩空气中含有大量的水份,包括液态水份和气态水份,这些水份对飞灰输送是不利的,可采用多级过滤除去液态水份,同时采用干燥机〖冷冻干燥机或吸附式干燥机〗除去部分气态水份,降低压缩空气露点,以防止和飞灰混和时产生结露、结块等现象。
3.输送管道
由于系统输送流速较低,输灰管道可采用普通无缝钢管,壁厚一般6~8mm。根据出力要求及输送距离,采用管径一般有以下几种规格:DN65、DN80、DN100 DN125 DN150。远距离输送时,为降低末端输送流速,可采用输送管道变径方式,输送管道弯头也可采用耐磨管或无缝钢管背部加厚。
4.自动控制系统
本系统整个工艺流程采用计算机集中程序控制,全自动运行。运行人员只需监视控制系统运行显示状态。同时由于设有完善的故障报警系统,故障处理和维护都十分方便。
 
三、系统控制过程特点如下
程序控制器根据输入信号,通过程序运行输出来控制整个系统工艺流程。一台程序控制器可同时控制多台仓泵协调运行。系统还设有现场控制箱,可进行现场手动操作,以满足调试和现场故障处理要求。程序控制器在控制工艺流程的同时,动态显示各运行参数状态,给出设备故障报警信号,并自动进行部分故障紧急处理。系统运行参数在控制器上可动态自由设定和调整,因此具有极大的灵活性和适应性。
输送机理
四、输送过程
本系统采用仓泵间歇式输送方式,每输送一泵飞灰,即为一个工作循环。每个工作循环分四个阶段。
1.进料阶段
进料阀呈开启状态,进气阀和出料阀关闭,仓泵内部与灰斗连通;仓泵内无压力(与除尘器内部等压),飞灰源源从除尘器灰斗进入仓泵,当仓泵内飞灰灰位高至与料位计探头接触,则料位计产生一料满信号,并通过现场控制单元进入程序控制器。在程序控制器控制下,系统自动关闭进料阀,进料状态结束。
2。加压流化阶段
进料阀关闭后,打开进气阀,压缩空气通过流化盘均匀进入仓泵,仓泵内飞灰充分流态化,同时压力升高,当压力高至压力表上限压力时,则双压力开关输出上限压力信号至控制系统,系统自动打开出料阀,加压流态化阶段结束,进入输送阶段。
3.输送阶段
出料阀打开,此时仓泵一边继续进气,一边气灰混和物通过出料阀进入输灰管道,并输送至灰库。当仓泵内飞灰输送完后,管路阻力下降,仓泵内压力降低;当仓泵内压力降低至双压力开关整定的下限压力时,输送阶段结束,进入吹扫阶段,但此时进气和出料阀仍保持开启状态。
4.吹扫阶段
进气和出料阀仍开启,压缩空气吹扫仓泵和输灰管道。定时一段时间后,吹扫结束,关闭进气阀、出料阀,然后打开进料阀,仓泵恢复到进料状态。至此,包括四个阶段的一个输送循环结束,重新开始下一个输送循环。
以上输送循环四个阶段仓泵内压力变化曲线如图所示。
 
五、输送流态
1.仓泵内流态
a。加压流化阶段
进料阀和出料阀都关闭,压缩空气通过流化盘进入仓泵。仓泵下锥体内飞灰呈均匀流态化,灰气充分混和,同时仓泵内压力升高,此时如同一压力流化床。
b.输送阶段
出料阀呈开启状态,灰气混和物进入输灰管道,同时压缩空气通过流化盘进入仓泵。仓泵下锥体内出料管端附近局部继续呈急剧流态化,飞灰一边被流态化,灰气均匀混合,一边均匀进入输灰管道实现飞灰的远距离输送。此时仓泵内压力保持稳定。
c.吹扫阶段
此时仓泵内已无飞灰,管道内飞灰逐步减少,最后呈纯空气流动状态。系统阻力下降,仓泵内压力也下降至一稳定值。吹扫的目的是吹尽管路和泵体内残留的飞灰,以利于下一循环的输送。
d.管道流态
从管道流态上看,本系统采用了正压浓相流态技术。管道前端呈旁路浓相流态,管道后端由于压力减小,气体膨胀,速度提高而转变为连续浓相流态。
e。旁路浓相流态
旁路浓相流态输送浓度高〖灰气比可达30~60Kg/Kg〗,同时速度低〖根据输送物料,在5~10m/s之间〗。
图所示,在水平管道内,由于流速较低,飞灰在重力作用下沉降管底,造成上部流道缩小,上部流道内气流速度增加,又带动飞灰重新飞扬,如此反复;同时下部沉降飞灰在压力作用下呈滑移状态,故是一种动压和静压同时作用的流态。此流态具有输送效率高、耗气量少、流动速度低、对管道磨损小等优点。
f.连续浓相流态
输送管道后端由于压力减小,气体膨胀,导致流动速度提高,流态也转变为连续浓相。连续浓相流态输送浓度高,同时速度也较大,为此可采用逐段扩径以减小磨损。
如图所示,由于管道内流动的压缩空气减压膨胀,输送速度提高,飞灰基本均匀悬浮在管道截面上,在气流的动压带动下稳定流动。
六、系统性能分析及特点
浓相正压气力输灰系统是结合流态化和管道二相流技术研制的,采用动压与静压联合输送方式的高浓度、高效率飞灰输送设备。系统整体性能指标大大超过常规的稀相输送系统,是目前世界上先进的气力输送技术。其系统性能和特点具体说有以下几个方面。
1.较高的灰气比
灰气比可达30~60Kg/Kg,而常规稀相系统为5~15Kg/Kg。因此其空气耗量大为减小,在大多数情况下,浓相正压气力输灰系统的空气消耗量约为其它系统的1/3~1/2。由此带来一系列有利的因素:
a。供气不必使用大型空气压缩机,因而可采用性能可靠的小型螺杆式空压机。供气系统投资较低,为使系统更加可靠稳定,在压缩空气站增加一套压缩空气干燥过滤系统在经济上也是允许的。
b.输灰系统输送入贮灰库的气量较小,因而贮灰库上的布袋过滤器排气负荷大大降低,从而有利于布袋过滤器的长期可靠运行。通常由于贮灰库所需过滤的空气量大,而贮灰库顶部的空间较小,往往造成在高比负荷下运行的布袋过早损坏。而本系统较好地解决了这一难题。
c.在通过提高浓度满足出力的前提下,所用管道口径大为减小,常用DN65、DN80、DN100、DN125等小口径管道;而稀相系统管道口径一般在DN125~DN250之间。由于管道口径减小,因而管道自重和冲击力较小,可选用轻型支架或利用现有厂房建筑敷设安装,十分方便,且投资要比常规稀相系统低得多。
2.较低的输送流速
在通过提高浓度满足出力的前提下,尽可能降低输送流速以减少磨损。本系统平均流速在8~12m/s,而起始段流速为5~8m/s,为常规稀相系统的一半左右,因此输灰管道磨损大为减少。管道磨损小,就可不用昂贵的耐磨管,而采用普通无缝钢管即可,只在弯头部位
采用耐磨材料或增加壁厚。
3.较高的工作压力
系统工作压力较高,一般为2~4Kg/cm2,对设备密封性要求较严。但可充分利用常规空压机提供的压头。且由于其流量大为减小,故足以抵消压力增高所增加的费用。
4。较好工作适应范围
输送距离范围宽广,从短距离的50米至1500米长距离,本系统都有其良好的输送记录。对于更长距离的输送,可采用中间站接力的方式解决,如一级输送采用小型仓泵把飞灰集中至中间转运灰库,二级输送用大型仓泵远距离输送至终端主灰库。
5.与除尘器的协调性
仓泵与除尘器灰斗直接连通,正常工作情况下,灰斗内仅仅在相应仓泵处于输送状态时才有少量积灰,因而灰斗一般可不设加热和气化设备,并大大有利于除尘器的运行。
6.安装维修方便
由于仓泵体积小、重量轻,故安装方便,维修也容易。常用仓泵规格为0。25~2。5m3,重量在250~1500Kg之间,可直接吊挂在灰斗下。
7。配置灵活
本系统配置灵活方便,可根据出力需要灵活配置仓泵规格、输灰管道连接方式,以适应实际工况要求。
8。可靠性和可维修性
本系统在设计过程中即考虑了系统设备的可靠性和可维修性要求。主要体现在以下几个方面:
9.系统具备的故障备用方式优越,可大大提高系统级可靠性和可维修性。如电除尘器一旦某一电场下仓泵故障,即可停止此电场仓泵的输送,而不影响其它电场仓泵工作,这对维修是有利的。
Ⅱ。对于本系统内的主要动作部件,如电磁阀、气缸,由于控制用气经过彻底的净化处理,因而具有很高的可靠性。
Ⅲ.对于本系统内工作工况恶劣的关键部件,如进料阀和出料阀等,针对高冲蚀性灰气混合二相流工况进行设计和制造,以满足其工况适应性和长期使用可靠性能要求,并考虑可维修性要求。
Ⅳ.系统的大量配套件,如阀门、气缸、仪器仪表等,都尽量采用标准元件,互换性强,维修费用低且更换方便。
自动运行水平
七。本系统自动化程度高,操作简单。系统动态显示、故障报警和处理功能齐全。在必要的时间,既可与除尘器控制中心联系构成一集控中心,同时又可在本系统局部范围内〖如对某一仓泵〗实现手动操作,因此操作管理都非常灵活方便。

上引式浓相仓式泵

 

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