雙套管輸灰技術的可靠性研究與解決方案

明輝發

大唐貴州野馬寨發電有限公司

雙套管輸灰技術的可靠性研究與解決方案

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大唐貴州野馬寨發電有限公司

雙套管輸灰技術作為當今火力發電廠主流輸灰方式，因其工作原理可靠，深得廣大用戶喜愛。但是近年來，隨著煤炭市場急劇變化，為應對這一局面，有些發電廠采取高灰分劣質煤參燒工藝，在取得良好經濟效益的同時，加劇了輸灰設備可靠性的惡化，不僅影響生產，更增加了檢修維護費用和工作量，同時給企業生產和周邊百姓帶來了環境麻煩。為保證其可靠運行，對該技術應用中出現的問題需要及時進行研究和制定對策。

雙套管；輸灰技術；方案

一、輸灰技術發展歷史的簡要回顧

我國的輸灰建設研究應用已有近50多年的歷史，歷經水力除灰、氣力除灰；氣力除灰分為正壓輸灰和負壓輸灰，由于負壓輸灰輸送長度較短，單灰斗配置，多數火力發電廠采用的是正壓輸灰。正壓輸灰有濃相和稀相兩種，鑒于濃相輸送系統具有高效節能、流速低、磨損小、輸送管道可用普通鋼管、投資和維修費用少等優點，逐步成為我國燃煤電廠粉煤灰氣力輸送的主導方式。正壓濃相氣力輸灰經歷了浮流輸送、脈沖栓流氣力除灰技術、高濃度密相輸送系統、小倉泵正壓輸送和雙套管紊流正壓輸送。

二、國內外科技研究水平的現狀和發展趨勢

以紐普蘭及克萊德為代表的高濃度密相輸送系統，系統配置簡潔，灰氣比高（30-60kg/kg），輸送能耗低，流速低（L型泵，出口初速度為3m/s，末速度為7m/s），但輸灰時降低其輸送速度，提高灰氣比，將會導致在輸送過程中堵管，威脅系統運行的安全，為此不得不在輸灰管沿線設置吹堵裝置，但在運行中有時由于吹堵不及時，系統堵管問題仍難于避免。

小倉泵氣力除灰技術：該系統是結合流態化和氣固兩相流技術研制的，是一種利用壓縮空氣的動壓能和靜壓能聯合輸送的高濃度、高效率氣力輸送系統，灰氣比達到30-60 kg/kg，流速8-12m/ s，工作壓力（0.2-0.4MPa），輸送距離50-1500m，是目前世界上成熟可靠的氣力輸送技術之一。

雙套管輸灰技術，通過空氣將向阻力最小的方向流動的物理原理。使其具有低速度（起始速度（4-6m/s，末速為10-12m/s）、高灰氣比（80-100 kg/kg）條件下保證不堵管等特點，輸送距離500-1500m，提升高度50m，代表了當今除灰技術的先進水平。

三、雙套管輸灰技術存在的問題和解決方案

1、內套管的脫落和解決方案

濃相氣力輸灰在輸灰開始階段,灰與空氣間隔進入灰管,隨著灰柱增多,(各灰柱與灰管間摩擦力)越來越大,使輸會壓力逐漸曾高,當泵體內灰全部進入管道后,輸灰壓力達到最大值,約等于所有灰柱的摩擦力之和.此時各灰柱速度較慢,有些甚至停下來.在輸送泵內壓力作用下,各灰柱通過它們之間的空氣柱一個推一個,速度逐漸變快,摩擦力也逐漸變小.直到最后一段灰柱進入灰庫,輸送壓力等于空吹壓力。

隨著灰分增大的增加，輸灰時降低其輸送速度，運行采取提高灰氣比，將會導致在輸送過程中堵管，威脅系統運行的安全，如何使得灰的長度不長.減少靜摩擦阻力,采取雙套管技術,保證灰柱與空氣柱的合理間隔,確保輸灰順暢。

但是由于內套管是放置在輸灰管道內，長期的沖刷會造成內套管脫落，致使內套管失去作用，影響輸灰，內套管內的孔板設在出風口正中間，孔板與內套管內的焊接面積太少，長時間沖刷，容易造成孔板脫落，導致整個雙套管失去作用。解決內套管脫落檢修時間長，直接影響機組發電。

解決方案：經過對內套管V型魚嘴改進為三角形擾動口，不影響原有魚嘴的擾動效果下，避免了輸灰管道灰氣對內套管魚嘴根部的直接沖刷，防止內套管沖斷脫落，保證內套管使用效果；將孔板完全設在內套管內，相比設置在出風口中間位置，孔板與內套管之間的焊接面積加大，有效防止孔板被吹落造成的氣力輸灰系統失效，延長氣力輸灰系統使用壽命。

2、流化管和伴吹管堵塞和解決方案

流化管作用是保障倉泵內的灰處于沸騰流化狀態，保證初期的灰氣混和的均勻性，同時提升倉泵內壓力。

伴吹管作用是輸灰管道輸灰時對其進行分段補氣，降低灰管內高濃度灰氣長度，保障輸灰順暢。在壓縮空氣壓力的作用下，物料從罐體排料口排出，進入排料管道，在管道中形成連續的較為密實的料柱。在脈沖裝置的控制下魚嘴間隙動作，將料柱切割成料栓，在輸送管道中形成間隔排列的料栓和氣栓，料栓在其前后氣栓的靜壓差作用下移動，這種過程循環進行，形成栓流氣力輸送。

解決方案：H71型止回閥工作原理：只允許介質向一個方向流動，而且阻止方向流動。通常這種閥門是自動工作的，在一個方向流動的流體壓力作用下，閥瓣打開；流體反方向流動時，由流體壓力和閥瓣的自重合閥瓣作用于閥座，從而切斷流動。且彈簧斷裂后仍能有效進行反向密封。其工作原理規避了膜式逆止閥閥芯損壞后不能反向密封的致命弱點。

不銹鋼H71型止回閥材質全部采用不銹鋼，具有很強的抗磨，抗銹蝕能力，在壓縮空氣管道使用壽命長達4年，綜合性價比高。止回閥能在0.3Mpa壓差下輕松動作火力發電廠現場輸灰氣源能滿足其工作需要。通過對野馬寨發電有限公司輸灰系統膜式逆止閥改造，進行冷態試運，所有不銹鋼止回閥全部能輕松執行開啟與關閉動作；同時輸灰氣源母管壓力保持在0.45Mpa以上，滿足管道密封需求。觀察連續運行8月，沒有發生一起流化管和伴吹管堵塞情況。

四、總結

經過實踐,雙套管輸灰技術的技術關鍵點是要保障內套管不脫落和不堵塞，解決好這2個技術關鍵點是保障雙套管輸灰技術為生產更好服務的前提。上述解決方案經過實際應用，取得了良好的經濟效益。

[1]王引棣等.鍋爐設備檢修技術問答[J].中國電力出版社，2003.

[2]王曉敏.燃煤電廠除塵技術探討[J].中國高新技術企業, 2016,04:74-75.