第二章 飞灰输送系统
第2章 飞灰输送系统
2.1 概述
目前，火电厂的除灰方式大致上可分为水力除灰、机械除灰和气力除灰三种。水力除灰是用带有一定压力的水将电除尘灰斗、省煤器灰斗和空预器灰斗里的灰通过沟或管道冲入灰浆池，用灰浆泵将低浓度的灰浆打至浓缩机浓缩，浓缩后的灰浆通过前置泵（也称喂料泵）或者是高位自流的方式带一定的压力进入流体输送机械（如柱塞泵等）打至灰场堆放。机械除灰是利用刮板机、输送皮带、埋刮板输送机械等将灰通过机械手段送到指定的地方堆放贮存。气力除灰是应用最广泛的一种除灰方式，它是以空气为载体，借助于某种压力设备（正压或负压）在管道中输送粉煤灰的方法。
根据不同的标准，气力除灰大致上可划分为：1）依据粉煤灰在管道中的流动状态分为悬浮流（均匀流、管底流、疏密流）输送、集团流（停滞流）输送、部分流输送和栓塞流输送等；2）根据输送压力种类，可分为动压输送和静压输送两大类别；3）根据压力的不同，气力除灰方式又可分为负压系统和正压系统两大类型。同时根据粉煤灰在输送过程中的物相浓度，大体上可以分为稀相气力除灰系统和浓相气力除灰系统。 除灰系统采用正压浓相气力除灰系统，用于输送电除尘器下灰斗中收集的飞灰。电除尘区灰斗气化风系统共设4台灰斗气化风机，3运1备，出口设电加热器，用于对所有灰斗提供加热的气化空气。 2.2 系统流程
图2－1 除灰系统流程
每台炉设二台电除尘器，电除尘器下设32个灰斗，16个相对独立的电场，每个电场有2个灰斗。每个灰斗下对应一台MD仓泵，一、二电场为大MD仓泵，三、四电场为小MD仓泵。每台炉设两根灰管，1根粗灰管，1根细灰管。设四座灰库，三座粗灰库和一座细灰库。电除尘器一电场的干灰通过一根灰管输送到粗灰库内，电除尘器二、三、四电场的干灰通过另一根灰管输送到细灰库或粗灰库内。每根灰管经库顶切换阀均可进入两座灰库， 1号炉的粗灰可以进1、2号粗灰库；2号炉的粗灰可以进2、3号粗灰库；3号炉的粗灰可以进1、3号粗灰库，每台炉的细灰进入细灰库，也可进入与每炉相对应的粗灰库。
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除灰脱硫培训教材（D版）
每台炉为一个单元，设一套正压浓相气力输送系统。采用的是英国Clyde公司的气力除灰技术，主要设备包括仓泵、灰库、空压机、气化风机、排空过滤器等。在静电除尘器1电场灰斗下安装8台80 /12MD 泵，分为两组，合并后通过一条输灰管路输送到两座粗灰库，灰库之间通过库顶切换阀切换。仓泵固定在除尘器0米，在每个仓泵上方落灰管上设有膨胀节，充分吸收灰斗热位移的膨胀量。在2电场灰斗下安装8台45/8MD 泵， 3、4电场灰斗下各安装8台9/8小MD 泵，三个电场的灰通过一条输灰管路输送到1座细灰库和一座粗灰库，2、3、4电场按时间顺序和灰斗料位优先运行，灰库之间通过库顶切换阀切换。每个灰库都安装有高料位计，灰库高料位计触发，控制系统将输灰管路切换至另一个灰库，或停止MD泵的下一次运行。
输送空气在每一个灰库中经由一个反吹式布袋除尘器进行过滤，然后排放到大气中。在输灰系统运行中，除尘器能连续进行反吹清洗。任何情况下，除尘器必须保证工作在畅通无阻地对大气排放的状态，即使在系统没有运行的情况下。同时也要保证泄漏到系统中的压缩空气或者由于温度升高引起膨胀的空气能够被安全排放。 2.3 主要设备 2.3.1 仓泵
正压浓相气力输送系统通过脉冲气力把管道中的物料切割成一段段料栓和气栓，利用料栓两端的静压差来推动料栓运动。浓相气力输送系统的核心部分是一只仓储式气力发送泵。仓泵由仓体、蝶阀、排气阀、加料口、气体管路等气阀到圆锥体内部突起的气嘴，使气体产生涡流，随着发送器内部压力的增加，被送物料成涡旋状流动，以达到物料顺利输送的目的。利用较低的气压实现低速度、高浓度的输送。其工作流程大致如下：
1）灰斗内的料位计未被覆盖，入口圆顶阀关闭并密封，此时不消耗空气。 2）当同一组所有灰斗中任何一个的料位计被覆盖，系统触发，
1
仓泵的入口圆顶阀打开，进料计时
2 器开始计时，并持续一个设定时间4 3 使得灰落入仓泵中。
3）一旦设定的进料时间到达，入口圆顶阀关闭，密封圈加压密封，并由压力开关确认密封正常。
5 然后主输送器的进气阀打开，压缩
空气将灰从仓泵输送到灰库。
4）在进气管线上设有压力变送器，当探测到管线内的压力下降到一定值时，关闭压缩空气入口阀，系统复位，等待下一个循环。
采用克莱德华通物料有限公图2－2 仓泵结构简图 司生产的MD泵，适用于中等出排气圆顶阀 2、进料圆顶阀 3、1、手动插板力，中长距离的集中输送，为压力门
出料圆顶阀 4、仓泵料位计 5、式仓泵。每台泵包括进气组件、柔
性接头、进料圆顶阀、排气圆顶阀、
出料圆顶阀（只有出口泵有）壳体、气路连接件（包括气动进气阀、过滤器、节流孔板、止回阀等）。MD泵的结构如图2－2所示。每组的第一个泵称为主泵，它配备更多侧配气装置。每组最后一个泵称为出口泵，它与灰管连接，只有它配有出料圆顶阀。一电场的仓泵容积较
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第二章 飞灰输送系统
大，8台仓泵分为两组，每4台一组，并设有圆顶式进灰阀和排气阀，进灰阀和排气阀的密封保证在输送过程中压缩空气不会泄露。二、三、四电场的仓泵容积较小，称其为小MD泵。二电场的小MD泵设有圆顶式进灰阀和排气圆顶阀，三、四电场的小MD泵不设排气圆顶阀。
图2—3 MD仓泵及圆顶阀实物
为了加强灰斗事故储备能力，Clyde公司在输送方式上采用了“少量多次”原则。因为采用了“少量多次”的运行方式，所以将灰斗的料位计安装得很低，使灰在灰斗内的停留时间很短，灰斗总是处于空的状态。这样若系统发生故障，具备8小时的故障贮灰能力。不仅为检修工作争取了时间，而且缓冲了下游故障对除尘器的直接影响。另外，由于“少量多次”的运行特点，使得灰在灰斗内停留时间及其短暂，大大降低了灰在电除尘灰斗里的失热和板结。
由于“少量多次”原则，使得每次的灰输送量相对比较小，而在同样时间内输送的次数比较多，这样，电除尘灰斗下的仓泵选择了相对较小的仓泵，进料阀门的通径等级也相应的降低。由于每多输送一次灰，管路上的阀门则要多开闭一次，多开闭一次就多磨损一次，寿命就少一次，这必然是对输灰系统的阀门提出了更高的要求。Clyde公司所采用的这种阀门叫作圆顶阀（dome falve），是其气力输送系统中最重要的关键部件。圆顶阀是由克莱德。贝尔格曼（Clyde Bergemann）公司的Macawber分部于七十年代初期发明开发的除灰专用阀门，为铸铁壳体结构，内部安装有带有两个转轴可旋转的铸铁圆顶，在阀门转项中装有一个
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充气的圆顶密封圈。圆顶阀的进料阀芯是一个球面圆顶，进料阀在开关过程中，阀芯与阀体密封口处保持有1mm的间隙，使得阀芯在无接触方式下运动，阀芯和阀体间不产生摩擦，而当进料阀在密封状态下，橡胶的密封圈充气膨胀，会紧紧压在球面阀芯上，以达到密封效果。而每次阀门得到开启信号后，橡胶密封圈会泄压，使得阀芯得以在无接触的情况下转动开启。同时，圆顶阀还带有密封气压监测和报警功能，即在密封气压建立不起来或密封气压低的情况下就说明圆顶阀的充气密封圈已经发生了泄漏，这时系统会报警，提醒检修人员去更换密封圈。
由于圆顶阀的独特设计，使其具备了如下特点：1）结构简单，工作可靠；2）开闭灵活，可以关断动态和静态的物料柱；3）规格尺寸齐全，适用不同的型号；4）关闭时可形成牢固的压力密封；5）可耐3MPa的压力；6）可承受－20℃～480℃的温度；7）使用寿命长，维护量低；8）气力除灰正常运行时，密封圈寿命长达1年以上；9）整个膛内无阻碍的物料流动；
圆顶阀是由得失电来控制其开关的。当机组负荷较小的情况下，单位时间所产生的灰量比较小，为了不让灰在
仓泵里积攒过多的时间，Clyde公司设置一个物料填充时间， 图2－4 小MD仓泵 设定值为900秒。即不管仓泵满不满，落料只准落900s，
到了时间进料圆顶阀必须关闭，停止落料过程，而去执行流化和输送过程；在机组负荷较大的时候，落料用不到900s就已经装满一仓泵的情况下，这时通过仓泵上所设的料位计来控制落料，仓泵所装的高位料位计被飞灰所触发后，进料圆顶阀就会失电关闭，去执行下一流程。综上所述，逻辑上设置了两个值去控制落料圆顶阀的关闭，它们之间的关系是“或”，这样，既不用因为低负荷而等待过长的时间又不会因为高负荷没到整定时间而使仓泵过满，从而达到圆满的落料结果。MD泵的工作状态如图2－5所示（以一电场四台仓泵一组为例）：
2
1
3
1、进料状态
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2、充满状态
3、输送状态
4、关泵状态
图2－5 MD泵的工作状态
1、主泵 2、副泵 3、出口泵
图1：当仓泵处于进料状态时，灰斗及仓泵料位计都未被覆盖，进料阀和排气阀得电打开，仓泵处于进料状态，此时出口圆顶阀关闭。
图2：当一个或多个仓泵内高料位计已被覆盖，或者进料定时器已完成，进料阀与排气
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