电厂正压输送粉煤灰系统技术解析与应用实践

引言

在燃煤电厂的运营中，粉煤灰作为燃煤锅炉燃烧后的主要副产物，其高效、环保的输送与处置是保障生产连续性、降低环境污染的关键环节。正压气力输送技术凭借其结构简单、能耗低、自动化程度高等优势，已成为电厂粉煤灰输送的主流方案。本文将从技术原理、系统构成、运行优化及典型应用案例出发，系统解析电厂正压输送粉煤灰系统的技术特性与实践价值。

一、技术原理与系统构成

1.1 正压气力输送原理

正压气力输送系统通过罗茨风机或空气压缩机产生高压气流，将粉煤灰从电除尘器灰斗输送至终端灰库。其核心在于利用管道内正压差推动物料运动，结合仓泵等发送装置实现间歇式或连续式输送。根据输送浓度，系统可分为稀相输送（气固比<15）和密相输送（气固比>50），其中密相输送因能耗低、磨损小，在电厂应用中更具优势。

1.2 系统核心组件

• 气源设备：罗茨风机适用于中短距离输送，空气压缩机则用于长距离、大容量场景。

• 发送装置：仓泵（如MD泵、AV泵）通过压缩空气将粉煤灰分批送入管道，避免管道堵塞。

• 输送管道：采用不锈钢或碳钢材质，直径从几百毫米到几米不等，直管段磨损较轻，弯头需特殊防磨设计。

• 分离与除尘设备：旋风分离器实现粗颗粒分离，袋式除尘器捕捉细颗粒粉尘，确保排放达标。

• 控制系统：PLC系统实时监测压力、流量等参数，实现自动化控制与故障预警。

二、运行优化与关键技术

2.1 堵管问题与解决方案

堵管是正压输送系统的常见故障，主要原因包括：

• 煤灰含水或异物：通过灰斗加热除湿、控制锅炉吹灰方式降低含水率。

• 管线布置不合理：减少弯头数量，控制输送高度差（一般不超过20米）。

• 临界流速失衡：根据公式Vt=Kds(0.1744/μρ0)(1/3)(gρs)(2/3)调整气流速度，确保物料悬浮。

• 双套管紊流技术：在输送管内设置内管，通过开口设计实现气流扰动，自动疏通堵塞。

2.2 磨损问题与防磨措施

• 刮削磨损：与管道内壁粗糙度相关，需降低流速或增加耐磨涂层。

• 压削磨损：多发生于弯头，需采用梯形衬板防磨弯头或矩形截面防磨弯头，延长使用寿命。

• 材料选择：直管段可采用普通碳钢，弯头需内衬陶瓷或喷涂耐磨涂料。

2.3 热控问题与解决方案

粉煤灰输送过程中因摩擦生热，可能导致管道温度升高，影响输送效率。解决方案包括：

• 管道保温：减少热量散失，降低能耗。

• 冷却装置：在高温区域增设冷却水套或风冷系统。

• 热平衡分析：通过仿真模拟优化气流参数，避免局部过热。

三、典型应用案例

3.1 大型燃煤发电机组应用

某600MW机组采用正压浓相气力除灰系统，设计为一级输送，通过MD泵将电除尘器灰斗的粉煤灰直接输送至灰库。系统运行初期出现堵管问题，通过以下措施优化：

• 在输灰一电场入口增设旁路，增大气源流量。

• 在水平段补气，推动料栓前移。

• 增设事故放灰管与气化风装置，缓解落灰问题。
  优化后，系统输送效率提升30%，排堵阀更换频率降低80%。

3.2 陡河发电厂干除灰系统

陡河发电厂采用英国克莱德厂家设计的干除灰系统，因煤质变化频繁导致堵管频发。通过以下改进实现稳定运行：

• 加强参数调整，结合煤质变化实时优化输送压力与流速。

• 在输灰管道沿线增设辅助输送气，增强介质流动性。

• 采用双套管紊流技术，降低堵塞风险。

四、技术优势与应用价值

4.1 技术优势

• 高效输送：密相输送速度低（3-10 m/s），能耗较稀相输送降低40%以上。

• 环保节能：全密闭输送避免粉尘泄漏，符合超低排放要求。

• 灵活布局：管道可垂直、水平或倾斜布置，适应复杂地形。

• 自动化控制：PLC系统实现无人值守，降低人力成本。

4.2 应用价值

• 生产连续性保障：确保粉煤灰及时转移，避免影响锅炉运行。

• 资源再利用：集中输送的粉煤灰可用于建材生产，创造经济价值。

• 环保效益：减少厂区扬尘，降低环境污染风险。

五、未来发展趋势

5.1 智能化升级

结合物联网与大数据技术，实现输送系统的远程监控与自适应调节。

5.2 节能降耗

开发高效低能耗气源设备，优化管道设计以减少压力损失。

5.3 多功能集成

在输送过程中集成干燥、冷却等工艺，提升系统综合效益。