先導(dǎo)輸灰系統(tǒng)在大含砂量粉煤灰氣力輸送系統(tǒng)的應(yīng)用研究

[摘 要]粉煤灰是火力發(fā)電廠的主要排放物之一，其中飛灰含砂量較高，給氣力輸送系統(tǒng)帶來了諸多挑戰(zhàn)。文章旨在探討先導(dǎo)輸灰系統(tǒng)在大含砂量粉煤灰氣力輸送系統(tǒng)中的運(yùn)用，并通過對先導(dǎo)輸灰系統(tǒng)實際應(yīng)用后的性能試驗，對不同條件下的輸送效率、能耗、磨損情況及系統(tǒng)穩(wěn)定性等指標(biāo)進(jìn)行測量及數(shù)據(jù)分析。為火力發(fā)電廠在輸送大顆粒、高含砂量的粉煤灰時遇到的問題提供一種新的解決方案，并為其他類似的大顆粒、高含砂量的物料氣力輸送提供數(shù)據(jù)參考。

[關(guān)鍵詞]氣力輸送；先導(dǎo)輸灰系統(tǒng)；火力發(fā)電廠

[中圖分類號]TM75 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號]2095–6487（2024）12–0070–03

Application and Research of Pilot Ash Conveying System in Iarge Sand Content Fly Ash Pneumatic Conveying System

LV Shengnan

[Abstract]Fly ash is one of the main emissions of thermal power plants， in which the fly ash has a high sand content， which will bring many challenges to the pneumatic conveying system. The purpose of this study is to explore the application of the pilot ash conveying system in the large-content fly ash conveying system， and to measure and analyze the conveying efficiency， energy consumption， wear and the stability of the system under different conditions. It provides a new solution to the problems encountered by thermal power plants in conveying fly ash with large particles and high sand content， and provides a data reference for other similar pneumatic transportation of materials with large particles and high sand content.

[Keywords]pneumatic transmission； pilot ash conveying system； thermal power plant

火力發(fā)電廠在電力生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生大量的粉煤灰，這是煤炭燃燒后的主要固體廢棄物之一。這些粉煤灰中含有大量的細(xì)顆粒物質(zhì)，其中包括高含砂量的飛灰。這些高含砂量的粉煤灰對于氣力輸送系統(tǒng)來說，無疑帶來了極大的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)氣力輸送系統(tǒng)是一種利用氣流將物料從一個地方輸送到另一個地方的技術(shù)。雖然傳統(tǒng)氣力輸送系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、輸送距離長、易于自動化控制等優(yōu)點，但在處理大顆粒、高含砂量的粉煤灰時，大顆粒的粉煤灰易造成輸送管道的堵塞，影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。同時，高含砂量的粉煤灰在輸送過程中會產(chǎn)生較大的磨損，不僅會降低輸送效率，還會增加設(shè)備的維護(hù)成本。

先導(dǎo)輸灰系統(tǒng)是一種新型的氣力輸送技術(shù)，其通過引入先導(dǎo)氣流來優(yōu)化物料的輸送過程，從而提高輸送效率、降低能耗、減少磨損及增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。文章將對先導(dǎo)輸灰系統(tǒng)在大含砂量粉煤灰氣力輸送系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行研究。

1 先導(dǎo)輸灰系統(tǒng)介紹

1.1 系統(tǒng)工作原理

先導(dǎo)輸灰系統(tǒng)采用先導(dǎo)式氣力輸送技術(shù)，飛灰通過物料自重進(jìn)入發(fā)送倉泵，在壓縮空氣壓力的作用下，飛灰進(jìn)入輸送管道形成較為密實的料柱，通過安裝在輸送管道上的先導(dǎo)閥，利用氣力成栓技術(shù)（“氣刀”切割），將密實料柱切割成小料栓，使得輸送管道中形成間隔排列的料栓和氣栓，先導(dǎo)閥與先導(dǎo)閥動作通過先導(dǎo)管的連接，實現(xiàn)連鎖動作，而通過閥門上不同氣路設(shè)計，利用取氣點的不同實現(xiàn)下級閥門先動作的效果，稱為閥門的先導(dǎo)功能，利用氣力成栓及先導(dǎo)功能，使得管道內(nèi)料栓在其前后氣栓的靜壓差作用下移動。先導(dǎo)輸灰系統(tǒng)工作原理如圖1所示。

1.2 系統(tǒng)優(yōu)勢

先導(dǎo)輸灰系統(tǒng)是一種采用分節(jié)傳遞，上下配合的輸送方式，與傳統(tǒng)輸灰系統(tǒng)相比，其工作原理更為簡單，運(yùn)行更加穩(wěn)定。其采用先進(jìn)的氣動輸送技術(shù)，可有效減少管路摩擦阻力，增加單次輸送量和提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。先導(dǎo)輸灰系統(tǒng)具有以下優(yōu)點。

（1）先導(dǎo)技術(shù)將料栓切割為一定距離后連續(xù)性地將飛灰送出，不存在管道堵塞的問題，管道內(nèi)的灰渣不易結(jié)塊，保證了系統(tǒng)的連續(xù)和穩(wěn)定工作狀態(tài)。

（2）先導(dǎo)輸灰系統(tǒng)采用壓縮空氣減壓作為驅(qū)動，因管道內(nèi)充滿系數(shù)較高，所以瞬時用氣量遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)輸灰系統(tǒng)，可節(jié)約能源，減少運(yùn)行成本。

（3）先導(dǎo)輸灰系統(tǒng)采用一體化設(shè)計，構(gòu)造簡單，現(xiàn)場布置限制條件小，系統(tǒng)綜合流速較低，設(shè)備使用壽命更長。

（4）先導(dǎo)輸灰系統(tǒng)具有較高的輸送效率和穩(wěn)定性，可實現(xiàn)連續(xù)不間斷的輸送工作，提高了生產(chǎn)力。

（5）先導(dǎo)輸灰系統(tǒng)通過對管道內(nèi)物料的成栓輸送可取消流化空間，增加單次落灰量，提高輸送效率，簡化配氣方式，結(jié)合先導(dǎo)自控制方式保證料栓的一定長度，降低壓縮空氣壓力、耗量及系統(tǒng)流速。

1.3 適用范圍

通過對先導(dǎo)輸灰系統(tǒng)工作原理進(jìn)行分析，其適用于粉狀物料及含水量小于30%的顆粒、干料輸送、處理大顆粒、高含砂量的粉煤灰等。

2 先導(dǎo)輸灰系統(tǒng)在大含砂量粉煤灰氣力輸送系統(tǒng)中的應(yīng)用性能試驗

2.1 試驗設(shè)計和準(zhǔn)備

為了評估先導(dǎo)輸灰系統(tǒng)在處理大顆粒、高含砂量粉煤灰中的性能，將分別進(jìn)行傳統(tǒng)氣力輸送系統(tǒng)與先導(dǎo)輸灰系統(tǒng)試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計。試驗包括對不同條件下的輸送效率、能耗、磨損情況及系統(tǒng)穩(wěn)定性等指標(biāo)的測量。試驗設(shè)備包括傳統(tǒng)氣力輸送系統(tǒng)、先導(dǎo)輸灰系統(tǒng)、測厚監(jiān)測儀、能耗測量儀等。

2.2 試驗過程和結(jié)果

試驗地點選擇在600 MW燃煤機(jī)組單線輸送幾何距離670 m的省煤器和脫硝區(qū)域進(jìn)行，試驗過程中使用能耗測量儀分別對兩種氣力輸送系統(tǒng)進(jìn)行能耗統(tǒng)計，傳統(tǒng)氣力輸送系統(tǒng)一定周期內(nèi)噸灰耗氣量為365 Nm3/t，試驗期間數(shù)據(jù)見表1。

先導(dǎo)氣力輸送系統(tǒng)一定周期內(nèi)噸灰耗氣量為93 Nm3/t，試驗期間數(shù)據(jù)見表2。

試驗過程中，對先導(dǎo)氣流參數(shù)、輸送速度、能耗等參數(shù)進(jìn)行實時監(jiān)測和記錄。同時，還對輸送管道的磨損情況進(jìn)行定期檢查，以評估先導(dǎo)輸灰系統(tǒng)的磨損性能。測厚監(jiān)測儀測試數(shù)據(jù)見表3。

2.3 試驗分析和結(jié)論

通過能耗試驗數(shù)據(jù)分析，先導(dǎo)輸灰技術(shù)較常規(guī)輸送技術(shù)能耗降低74.5%。常規(guī)磨損系數(shù)為39%，先導(dǎo)磨損系統(tǒng)8%。根據(jù)試驗結(jié)果，對先導(dǎo)輸灰系統(tǒng)性能進(jìn)行詳細(xì)分析和討論。先導(dǎo)輸灰系統(tǒng)能夠提高輸送效率、降低能耗、減少磨損及增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，且在處理大顆粒、高含砂量粉煤灰輸送中的優(yōu)勢更為明顯。

3 未來展望與研究趨勢

3.1 技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展

隨著新材料、新工藝和新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，氣力輸送系統(tǒng)有望實現(xiàn)進(jìn)一步的創(chuàng)新和發(fā)展。例如，采用先進(jìn)的傳感器和自動化控制技術(shù)，可實現(xiàn)對輸送過程的實時監(jiān)控和精準(zhǔn)控制，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。此外，通過優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計，可降低能耗和排放，實現(xiàn)綠色、低碳、高效的粉煤灰處理。

3.2 智能化與信息化

未來氣力輸送系統(tǒng)將更加注重智能化和信息化的發(fā)展。利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等先進(jìn)技術(shù)，可實現(xiàn)對輸送系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控和智能管理，提高系統(tǒng)的自動化水平和運(yùn)行效率。同時，通過對數(shù)據(jù)的收集和分析，可深入了解系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和性能表現(xiàn)，為優(yōu)化設(shè)計和改進(jìn)提供有力支持。

3.3 多元化與定制化

隨著市場需求的多樣化，氣力輸送系統(tǒng)需向多元化和定制化方向發(fā)展。根據(jù)不同行業(yè)和客戶的需求，量身定制合適的輸送系統(tǒng)，以滿足其特定的處理要求。此外，針對不同類型的粉煤灰，也需開發(fā)相應(yīng)的輸送技術(shù)和設(shè)備，以實現(xiàn)更高效、更環(huán)保的處理效果。

3.4 環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展

在未來，環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展將成為氣力輸送系統(tǒng)發(fā)展的重要方向。通過優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計、采用環(huán)保材料和技術(shù)、加強(qiáng)廢棄物的處理和利用等措施，可進(jìn)一步降低氣力輸送系統(tǒng)對環(huán)境的影響，實現(xiàn)與環(huán)境的和諧共生。同時，通過提高粉煤灰的利用率和附加值，實現(xiàn)資源的循環(huán)利用和可持續(xù)發(fā)展。

4 結(jié)束語

通過對不同氣力輸灰系統(tǒng)在大含砂量粉煤灰氣力輸送系統(tǒng)的運(yùn)用分析，先導(dǎo)輸灰系統(tǒng)在粉煤灰處理中具有效率高、能耗低、環(huán)保等優(yōu)點，能夠有效地解決粉煤灰的輸送和靈活儲存問題，特別是在處理大顆粒、高含砂量粉煤灰輸送時，先導(dǎo)輸灰系統(tǒng)能夠有效提高輸送效率、降低能耗、減少磨損，增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

針對氣力輸送系統(tǒng)在粉煤灰處理中的未來發(fā)展方向，提出以下建議：繼續(xù)研發(fā)新型的輸送管道材料，以提高管道的耐磨性和使用壽命；優(yōu)化先導(dǎo)輸灰系統(tǒng)的設(shè)計，以提高粉煤灰的流動性，減少堵塞等問題；研究和開發(fā)高效的清洗技術(shù)，以應(yīng)對管道堵塞和磨損等問題；加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用的合作，以提高粉煤灰處理的效率和效果，實現(xiàn)資源的合理利用和環(huán)境保護(hù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 周黎明.基于先導(dǎo)成栓閥的600 MW火電機(jī)組節(jié)能輸灰技術(shù)研究與應(yīng)用[J].電站系統(tǒng)工程，2022，38（3）：47-48.