大坝三期省煤器气力输送方案说明.docx

大坝三期扩建工程2×600MW火电机组
省煤器气力输送系统

方
案
说
明
书

福建龙净环保股份有限公司
2010年12月

龙净气力输送特色和本工程设计方案
1、 龙净环保气力输送系统技术简介
龙净环保气力输送系统技术其最大特色为：在各种不同工况下，能确保所设计的系统安全、可靠地运行。具体特色如下：
1.1 先进的“料性法”系统选型技术
龙净环保输灰系统选型的依据是澳大利亚国家散料中心的系统设计软件，它是二十余年试验数据和工程实践的结晶，它对物料的特性和设计参数进行了量化的处理，并以二维曲线图的形式直观地编制成图表和表格，主要设计参数都汇总在这个图表中。
在系统设计中主要基于三个关键参数：料性（如粒度、堆积比重、湿度等）、出力、距离来确定管道内的参数（即压力损失和耗气量）。对于给定的飞灰，压力损失和耗气量的大小与管道几何形状及输送量有关，所以确定压力损失和耗气量主要是确定管径。在传统系统设计中，往往先确定一个灰气比，知道输送量后，即可知道耗气量，对于管径则根据有关工程经验及出料速率加以确定。这一方法的最大问题是不知仓泵出口的压力，从而就不知仓泵出口的输送速度。一旦实际输出速度小于物料所要求的最小输送速度，系统就会频频堵管，反之，则能耗较大。
我们所采用的方法是：我们已开发了一套可靠的管道压力损失计算软件包以及飞灰最小输送速度，只需把有关参数如出力、距离等输入，就可得到一个压损和气量的二维图表，即气力输送特性图。只要调整管道直径，包括变径，马上就可以优化沿程管道压力损失及总压力损失，本项目根据：1）、总压力损失不超过300kPa；2）、仓泵出口处及变径处的Froude数不小于物料所要求的最小Froude数；3）、尽量减小管道内流速以便减少磨损。基于上述原则，即可确定管道耗气量、压损、灰气比等等。

1.2 独特的仓泵流化技术
一套气力输灰系统能否稳定可靠地运行主要取决于二个方面：一是仓泵，二是管道。仓泵要能保证顺畅、可控地供料，管道则保证顺畅地输送，而前者对后者具有极大的影响。为了保证在管道内能顺畅输送，除了确定合理的管径外（由上述系统选型技术确定），仓泵内物料在进入管道前必须充分流化，并可控地进入管道，防止物料成团、快速地进入输送管中。
我公司提供的仓泵具有独特的流化及供料可控技术，为国内首创。其主要内涵为灰在仓泵锥体内实行流化，可使物料在进入管道前得到充分流化，并通过调节进入仓泵内的气量，可轻易地控制供料量。这一技术已在多个项目及对不同物料（如粉煤灰，省煤器灰、石灰石粉、脱硫灰、烧结铁粉）得到了成功应用，如山西华能榆社2×300MW机组省煤器灰、预除尘器灰及脱硫灰的成功输送。独具特色的流化技术，使得输送在稳压状态下输送，解决了下出料输灰不流化或流化不均造成的输送压力波动及管道湍动或堵塞的问题。并且可根据煤种变化及工况变化而调节出力。
1.3 完善的实验技术

龙净环保具有先进、完善的实验装置及技术。龙净环保在具有国际先进水平的试验线上，做了大量的不同物料的实验，积累了丰富的数据，并可根据物料料性（中位径、粒径分布及堆积密度），运用独特的“物料管道输送方式分类图”可直接判断物料在管道内的输送方式。并通过“放大技术”服务于工程实践。

1.4 可靠而简便的吹堵技术
我公司的系统设计技术首先确保正常、稳定，但当锅炉系统出现异常情况时，有可能发生堵管现象。一旦管道发生堵管，系统配备消堵装置是非常必要的。常规的沿途补气方式对消堵的作用效果不大，原因是堵管的料栓不会正好落在补气点上，而补气只会加大管道流速。一旦料栓形成，补气将会使料栓更加结实。
我公司的方法为：在每根输灰主管道的起始端，配置一套正压充气，负压反抽的清堵装置。该清堵装置的原理为：一旦发生堵管，打开管道进气阀，对管道进行加压，气流到达管道上某发生堵管料栓的位置后，压力上升，一旦达到设定值，关闭进气阀，打开反抽阀门，在堵管料栓的端头就会产生高负压，由该负压来反抽料栓从而松动料栓，达到清堵的效果。该装置通过程序控制自动疏通管道，也可在就地操作箱实现手动操作。我公司在每根母管的始端设一套清堵装置。
2、 本系统工程的设计说明
龙净环保具有国际先进水平的试验装置及技术。并在此试验装置上做了大量的不同物料的实验（如宝钢高炉喷煤粉、宣威改造粗灰输送试验等），积累了丰富的数据，并可根据物料料性（中位径、粒径分布及堆积密度），运用独特的“物料管道输送方式分类图”可直接判断物料在管道内的输送方式。并通过“放大技术”服务于工程实践。
龙净环保为确保系统选型的可靠性，在接到用户的基本参数后都要进行严格的方案比较，利用专业的软件进行计算，并与相似项目成功经验反复比较后选取我们认为最可靠、最具性能价格比的方案提交给用户，以保证用户的利益得到充分保证。在必要的情况下，可以在试验台（国际领先水平，输送距离长达1100m）上进行1:1的模拟试验，凸显龙净环保物料输送技术在具体工程项目设计上的精确性，确保我们所作出的每一份系统选型方案都是可靠的。
2.1 输灰系统特点
输送系统设计好坏关键有两点
1）对料性的掌握。系统能否成功运行关键是是否考虑了物料料性，即对所输送的物料性质是否掌握透彻，对电厂而言就是粗细灰问题，其中粗灰尤其难于输送。不是有了双套管（即管中管）就能适应所有工况及物料。若没有掌握物料的特性，当粗灰产生时，双套管更本没有任何作用。龙净环保依托澳大利亚国家散料处理中心以及龙净环保具有得拥有的具有国际先进水平的实验线，做了大量的实验，掌握了各种物料的料性，并通过其先进的设计软件准确预测物料在管道内的压力损失，从而真正的意义将管道（管径及变径点）设计好，确保输送系统稳定可靠。
2）物料流化效果的好坏。众所周知，气灰混合即流化效果是气力输送系统的关键技术之一，好的气化效果，能使系统耗气量小，输送压力低，出料均匀，运行稳定，设备磨损小，寿命长。本系统以龙净环保自主开发的LTR-M型下引式正压浓相输送泵为输送主设备，该泵结合了上、下引式仓泵的优点，与国内同类产品相比，主要优点为：流化效果好，出力大，耗气小，运行稳定。
目前国内的下引式仓泵，基本无流化或仅有加压，故灰启动时是靠压缩空气硬推，造成耗气大、出料不均匀、系统运行不稳定。特别是启动瞬间,冲击大,对进出料阀磨损大。而我公司的每个LTR-M型泵，都配有流化装置，灰输送前经充分流化，故灰启动时无冲击，是一种均匀、连续的状态，系统运行非常平稳。
这一流化技术已在多个项目及对不同物料（如粉煤灰，省煤器灰、石灰石粉、脱硫灰、烧结铁粉）得到了成功应用，如山西华能榆社2×300MW机组省煤器灰、预除尘器灰及脱硫灰的成功输送。独具特色的流化技术，使得输送在稳压状态下进行，解决了下出料输灰不流化或流化不均造成的输送压力波动及管道湍动或堵塞的问题。
3、设计原始参数及设计要求
3.1 本工程为宁夏大坝电厂省煤器灰气力输送改造工程，原始参数如下：
3.1.1 两台机组，本期工程为#5、#6锅炉省煤器尾部烟道新增灰斗和气力输灰系统，省煤器出口水平烟道增加布置4个灰斗，灰斗容积约5m3，每个灰斗下配置一台输送仓泵，省煤器灰通过输送管路直接输送至#1粗灰库。
3.1.2 输送距离：
#5炉省煤器灰斗到灰库的水平距离约为380m，90°弯头约15个，爬高约28m，输送当量长度为511m；
#6炉省煤器灰斗到灰库的水平距离约为280m，90°弯头约15个，爬高约28m，输送当量长度为411m；
3.2 设计出力为15t/h。
4、方案设计
根据上述系统出力要求，经我方系统设计软件计算，结合与本工程类似项目的成功经验，系统按如下方式配置:
4.1 灰管配置：
4.1.1 灰管配置：每台炉配置一根管，每根管道进入粗灰库。
4.2 设计结果
（注：空气大气压为88.92kPa，标况温度为20℃）：
参数
#5炉
#6炉
管径（mm）
125/150
125/150
当量长度（m）
511
411
输送量（t/h）
>15
>15
输送空气量（Nm3/min）
22
18.9
输送速度（m/s）
11.1 – 22.8
11.1 – 19.6

说明：
a、 由上表，输送所需的气量为40.9 Nm3/min(设计纯值)；
b、 仓泵容积1.0m3；两台仓泵为一个输送单元；
龙净环保独特设计的LTR-M型流态化仓泵，该仓泵具有泵内流化充分，出料均匀，输送压力稳定，同时又具有出料容易的特点，在运行过程中物料流化充分，输送稳定、输送出力大。
b、本输送系统的管道设计采用变径技术，变径点及变径大小的选择是变径技术的关键，变径点选择是否恰当，是系统能否正常稳定运行的关键。

若变径点选择不当，将达不到降低磨损的设计要求，甚至造成管道堵管，从而导致系统瘫痪。龙净环保开发出了一套可靠的管道压力损失计算软件包，可准确预测管道沿程的压力损失。通过该软件包的计算，在最恰当的位置进行变径，确保系统运行稳定。变径点的位置将在中标管道走向确定后提供。
4.3 设备配置
4.3.1 防堵、清堵装置配置：为确保输送系统稳定可靠运行，在每根输灰母管配一套防堵、清堵装置。
防堵：一旦输送压力波动，出现堵管趋势，系统将自动进入吹扫程序：关闭出料阀，启动吹扫气对管道进行吹扫，直至压力恢复正常为止；
清堵：我公司在每根灰管配一套正压充气负压反抽的清堵装置，该清堵装置的原理为：一旦发生堵管，打开管道进气阀，对管道进行加压，气流到达管道上某发生堵管料栓的位置后，压力上升，一旦达到设定值，关闭进气阀，打开反抽阀门，在堵管料栓的端头就会产生高负压，由该负压反抽松动料栓，达到清堵的效果。该装置通过程序控制自动疏通管道，也可在就地操作箱实现手动操作。
4.4 气源部分
4.4.1 气量
4.4.1.1输送用气
由设计参数表可知，输送所需的气量为40.9Nm3/min，上述气量是输送系统所需的纯气量，进行空压机选型时必须考虑干燥机的再生耗气量、系统损耗等因素,建议考虑1.3系数。
目前电厂空压机总出力约为380 Nm3/min，输灰系统最大耗气量约为210 Nm3/min，即按照目前压缩空气的用量，现有压缩空气系统可以满足此次增加省煤器输送系统后运行要求。
4.4.1.2控制用气
输送控制用气为2×1.0=2.0 Nm3/min。
4.4.2 气源品质
与原有空压机系统气源品质一致。
4.5 控制系统：
本工程省煤器的控制采用原有除灰控制系统集中控制，本工程需新增就地电磁阀箱8面及远程IO柜一面，远程IO柜以总线形式并入原有PLC控制系统，由原有PLC进行集中控制，就地电磁阀箱可在现场对阀门进行手动操作。

5 设备清单（两台炉）

序号
名称
规格
数量
生产厂家
备注
1
省煤器灰斗
5.0m³
8套
龙净

2
手动刀阀
DN200
8台
龙净

3
伸缩节
DN200
8个
龙净

4
仓泵及阀门组件
1.0m3
8套
龙净

5
输送管道
DN125/DN150
2套
外购

6
耐磨弯头
DN125/DN150
2套
龙净

7
输送气及仪用气管道

2套
外购

8
支吊架

2套
龙净

9
清堵装置

2套
龙净

10
控制柜

1套
龙净

11
就地操作箱

8套
龙净

12
控制仪表

2套
龙净配套

福建龙净环保股份有限公司
2010年12月