先导式低压节能栓塞输送技术的研究及应用

先导式低压节能栓塞输送技术的研究及应用

杨力

（华电新疆发电有限公司乌鲁木齐分公司，新疆 乌鲁木齐 830000)

摘要：本文以火电机组输灰系统存在的问题入手，分析了机组运行时一电场堵灰原因与解决方案，并探讨先导式低压节能栓塞输灰系统的工作原理、改造效果，以及改造后产生经济效益。研究证明先导栓塞式输灰系统保证了输灰系统的安全性，降低了输灰管道的磨损，同时也达到了节能降耗、降低碳排放的目标。

关键词：先导式低压节能；堵灰；输灰；压力

1.引言

本项目在某煤电机组输灰系统中应用了先导式输送技术，可满泵、满管输送煤灰，输送量大幅提升。由于栓塞输送技术具有不堵管等特点，输送过程无需管道吹扫，当仓泵内的煤灰完全进入到输灰管道内即可完成整体输送过程。反观传统吹扫过程中耗气量较大、流速高，因此该技术大大降低了压缩空气的用气量。尤其是目前煤电机组锅炉煤质较差、灰量大，输灰系统经常出现堵灰现象，漏灰补漏频繁，空压机运行耗能大，甚至需要紧急放灰处理和降负荷。为解决这一问题，该项目应用先导输灰系统，磨损得到降低，管道及阀组的寿命得到延长，安装流量计实测对比后节气量不低于一半，节约空压机运行台数及耗气量，系统输送能力更强。

2.先导式低压节能输送系统原理

沿输灰管道铺设一条先导式自动成栓阀专用伴气管道，给先导式自动成栓阀供气。在输灰管道上安装先导式自动成栓阀，根据输送物料不同，如除尘器灰、省煤器灰、石灰石粉、钢砂、煤粉等多种工况，安装距离3m左右。再从先导式自动成栓阀专用伴气管道上安装组件，与成栓阀连接。输灰系统的配气系统只保留原来输送系统的主进气，所有的流化气、二次气、防堵气等全部取消，连接先导式自动成栓阀的先导系统。

装料时间一般有时间、料位信号两种控制方式，但先导式系统最好要达到料位信号最佳，让仓泵尽可能多装料，一次的输送量越多越好，只保留1个主进气，因为仓泵内满料，让仓泵迅速升压，以启动栓塞系统工作栓塞系统被启动后，先导式系统触发，启动介质流动方向的1个栓塞阀自动启动。布置在输灰管道上的栓塞阀开启压力各不相同，根据输送现场情况进行调节，可实现点进气，不堵管的地方不进气，以达到最佳输送效率。系统的工作原理是前一个成栓阀的作用负责输送介质传递给后一个成栓阀，先导式的作用是一个推车加一人在前面拉车，一推一拉，更有利于输送，且输送要求气源压力更低。

3.先导式输灰系统特点

项目改造前使用气力输灰，气力输送是利用有压管流输送粉粒状物体的输送技术，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。气力输灰分为浓相、稀相、正压、微正压、负压等多种形式。目前，国内使用较多的是浓相气力输灰。在浓相气力输灰系统中，堵管、远距离、磨损是相互制约的，为了解决堵管，只有增加系统的用气量，增加系统的磨损。反之，系统容易发生堵管，一旦发生堵管处理不及时，又发生恶性循环，从而造成严重后果。例如，除尘器放灰、机组降负荷、除尘器跳闸等。传统浓相气力输送控制过程主要分为4个阶段，即进料阶段、流化阶段、输送阶段和吹扫阶。

相比于气力输灰，先导式输灰系统效果显著，尤其是在减少压缩控制耗能，解决输灰堵管，降低输送流速，提高输送效率方面具有明显的优点。

3.1减少压缩空气耗能

系统满管输送，料气比可达40:1，静压栓塞气力输送系统的空气消耗量约为其他系统的一半，其压缩空气耗量减少带来一系列优点：空压站选型不必采用高压电机设备，可采用性能可靠的低压螺杆式空压机。空压站供气系统初投资低；进入贮灰库的气量较小，贮灰库上的布袋除尘器排气负荷降低，有利于提高设备使用周期；在设计初期，高浓度输送满足出力的前提下，输送管道口径可以减少。

3.2彻底解决了输灰堵管现象

提高输灰系统的输送效率，由于堵管现象的消除，相应节省了处理堵管时间，一定程度上保证系统长时间连续运行，使输灰系统进入良性循环状态。可适应任何粉体物料的输送系统，安装自动成栓阀后，系统永远不会发生堵管，且可靠性非常高，即便想人为让系统堵管几乎都没有可能。

3.3降低的输送流速

灰在管中流速相对均匀，平均流速在7~11m/s，而起始段流速为3~7m/s，为常规系统的三分之一左右，因此降低了输灰管道磨损，提高了管道及阀门的使用寿命。减压阀后输送气源压力不高于0.36MPa，低压满管输送，对比传统技术节气率超过一半，可停空压机节电，同时减少空压机及冷干机的维护费用。

3.4提高输送效率

满管输送，提高输送能力，单根DN200管道，最大输送能力在120t/h，高输送能力可降低输送频次，加上流速低，管阀磨损极低，管阀寿命大幅延长单元制设计，适合远距离输送，目前实施案例已经超过2000m，输送单元能就地自动判断管道灰处于满管状态，无需人为干预和电信号，减少设备维护量。

4.应用效果及结果分析

4.1项目改造前用气量

通过观察一、二电场单元流量计2023年08月17日10时32分的起始流量为18101m3，一、二电场单元流量计2023年08月21日10时30分的终止流量为117412m3。仓泵间的，通过流量计读数为：117412-18101=99311（m3），用时为：从2023年08月17日10时32分到2023年08月21日10时30分，共计5758分钟，流量平均每分钟用气量为：99311÷5758=17.25m3/min，一、二电场输送单元的平均耗气量为17.25m3/min。省煤器输送单元流量计2023年08月17日10时32分的起始流量为15862m³。省煤器单元流量计2023年08月24日10时27分的终止流量为83493m3，流量计读数为：83493-15862=67631m3，用时为：从2023年08月17日10时32分到2023年08月21日10时30分，共计5758分钟，流量平均每分钟用气量为：67631÷5758=11.75m3/min，省煤器输送单元的平均耗气量为11.75m3/min。

4.2 项目改造后用气量

通过对一、二电场流量计2023年10月18日15时19分的起始流量为378120m3，流量计2023年10月25日14时33分的起始流量为437691m3流量计读数为：437691-378120=59571m3用时为：从2023年10月18日15时19分到2023年10月25日14时33分，时间共计10034分钟，统计流量平均每分钟用气量为：59571÷10034=5.94m3/min。一、二电场输送单元平均耗气量为5.94m3/min。通过查看省煤器输送单元流量计2023年10月18日15时28分的起始流量为144231m³，流量计2023年10月25日14时28分的起始流量为173991m³。流量计读数为：173991-144231=29760m3。用时为：从2023年10月18日15时28分到2023年10月25日14时28分，共计10020分钟，流量平均每分钟用气量为：29760÷10020=2.97m3/min。

本项目一、二电场输送单元改造前每分钟耗气量为17.25m3/min；省煤器输送单元改造前每分钟耗气量为11.75（m3/min）；一、二电场输送单元改造后每分钟耗气量为5.94m3/min；省煤器输送单元改造后每分钟耗气量为2.97m3/min；改造前一二电场和省煤器每分钟耗气量为17.25+11.75=29m3/min；改造后一二电场和省煤器每分钟耗气量为5.94+2.97=8.91m3/min。改造后的综合耗气量为改造前的30.72%，综合节气率为69.28%。通过本次输灰改造，解决了输灰用气量大的问题，减少了管道磨损，增强了系统稳定性。

5.结语

先导式输灰系统可以实现低压、恒速、恒流、恒压输送，真正实现了节能降耗、降低磨损的功能。本项目经过改造后，省煤器在运行稳定后还可将输灰频次及单次供气量降低，节气量还可提高，经验证，使用先导式输灰系统从根本上解决了原输灰系统存在的问题，输灰系统运行可靠性，经济性得到提高，具有显著的应用推广前景。

参考文献：

[1]林朝扶, 谢海峰. 气力输灰输送过程堵管原因分析及处理[J]. 广西电力, 2006, 29(1):2.

[2]潘利国. 单元流化高效节气先导式自动栓塞输送系统的研究与应用[J]. 节能与环保, 2020.