安徽晋煤集团气力输送

安徽晋煤集团气力输送
技术方案
一．除灰系统
1．除灰系统
本工程是在原灰库下灰管上分路设置两台连续输送泵，一路通过气力输送管道输送到设置在厂内的另一座灰库中暂存，另一路通过气力输送管道输送达炉膛回烧。

气力输灰系统选用低正压稀相连续输送（喷射）泵输送。

本工程设置两台3m3／h喷射泵。

二．设计方案说明
2.1 除灰系统工艺流程
2.1.1 系统概述
本技术方案适用于安徽晋煤金龙源化工有限公司气力输灰系统设备，该工程的气力输灰系统设备包括：输送系统、供气系统及控制系统设备。

它提出了上述设备的功能设计、结构、性能、制造等方面的技术要求。

投标方公司的气力输送系统采用引进国外技术，其具有技术先进，功能完善，节能降耗等一系列优点。

系统设备运行后确保到：无故障运行、无泄漏运行。

2.1.2 气力输送系统的组成
本工程采用的是低正压稀相连续输送（喷射）泵气力输灰系统。

低正压稀相连续输送（喷射）泵气力输灰系统主要分为控制部分和机务部分。

机务部分包括四个组成部分：供气系统、喷射泵系统、管道系统，其核心为连续输送（喷射）泵系统。

供气系统由罗茨风机组成，其功能是为输灰系统提供洁净、干燥、稳定的压缩空气。

布袋除尘器出灰口高度大约3 m，配2个喷射泵，喷射泵泵本体采用下引式半流态化结构，为承受一定压力和温度的压力容器，并有抗内壁磨损和承受循环疲劳载荷的能力，型号均为ZPSB200。

为保证系统经济、高效及系统运行中输送空气量较均匀，系统设两根输送母管。

输送管道在安装设计时考虑热膨胀，采用弹性管设计原则，尽量利用弯头作补偿。

输送管道设吹堵装置，采用防堵和排堵相结合方式：采用管道防堵为主，当管道输送压力达到一定压力时，二次气管道气动阀门开启，吹入高压气体，增大管道压差，防止堵
管；管道输送压力下降到0.2MPa时，吹堵管道气动阀门关闭。

该吹堵装置有效地防止堵管现象的出现。

在正常输送状态下不会堵管，当由于误操作或特殊情况导致堵管时，采用倒抽式排堵。

2.1.3 设计范围
按业主要求，本期的气力输送系统实行统一规划设计，提供与其所供设备相匹配的完整、详细输灰系统的系统图，负责该系统规划内所有设备及附件的制造、供货、安装指导、调试及试运行，提供该系统设计的备品备件。

（1）除尘器下部输送系统
包括从下灰出口法兰开始至灰库卸灰设备为止的整套输灰系统，包括输灰管道和吊支架的安装。

（2）除尘器下部进炉膛输送系统
包括从下灰出口法兰开始至炉膛进口设备为止的整套输灰系统，包括输灰管道和吊支架的安装。

提供全系统详细的系统图。

（3）气力除灰控制系统
控制系统采用PLC进行控制。

负责整套的气力除灰控制系统控制设备设计与供货。

（4）提供整套系统的有关技术资料。

（5）提供运行和维护手册。

（6）工程技术服务包括设计联络、现场服务以及对招标方人员的技术培训等。

投标方对于本系统的机务及电气设备的技术性能、技术参数和技术资料的完整性、可靠性负责。

负责安装、调试、运行、维护和备品备件及消耗性材料。

2.1.4 系统出力设计
出力设计分配表:
输送出力
≥10t/h 配2台连续输送（喷射）泵
2.1.5.1 动力气源系统配置两台罗茨风机(一用一备)。

风机集中放置在风机房，其风量与风压应满足气力输送系统的要求。

2.1.5.2 动力气源空气质量必须满足输送系统用气要求。

2.1.5.3 投标方成套供应动力气源装置，包括但不限于主机、空气处理装置、压力安全装置、
控制装置、信号采集处理装置、所有连接管、阀。

2.1.5.4 动力气源装置配置必须在满足锅炉最大处理灰量要求的前提下，具有备用（采用数量上备用，不能容量备用）。

当运行的风机出现故障时，备用风机能自启动投入运行。

2.1.5.5 动力气源装置整机使用寿命不少于10年。

2.2 输送系统
本工程采用的是低正压稀相连续输送（喷射）泵气力输灰系统。

输送系统由喷射泵、进料阀、平衡阀、喷射泵流化阀门组、输灰管进气阀门组、吹堵装置、输灰管道、管道附件等组成。

低正压稀相连续输送（喷射）泵系统采用了流态化技术和动压加静压联合输送的原理，可实现高效率、低速度的输送。

其输送灰气比一般可达到15∶1～25∶1；输送速度仅为11～18 m／s，大大降低了灰气对管道、阀门的磨损，因此输灰管道采用普通无缝钢管就可以满足长期正常运行的需要；低正压稀相连续输送（喷射）泵气力输灰系统可实现长距离输送，其单级输送距离可达到当量距离300 m；输送压力低。

2.2.1 输送系统技术参数
a）输送压力：0.08Mpa
b）输送灰气比：≥20∶1
c）输送起始速度：≤11 m/s
d）输送末端速度：≤18 m/s
e）输灰用平均耗气量：20 m3/min
2.2.2 输送工艺流程
喷射泵上锁气机开→喷射泵上进料阀开→单元喷射泵进料→喷射泵流化阀门组开
→输灰管进气阀门组开→输灰管送料→灰库(炉膛)→余气排入大气
2.2.3 运行过程
（1）进料阶段
进料阶段排灰系统启动，进料锁气机开启，进气阀和进料阀开启，飞灰由排灰系统排人喷射泵，当喷射泵内压力过高时，发出信号，由控制系统控制启动平衡阀运行，自动减压以保证喷射泵内压力始终维持在负压中。

（2）流化输送阶段
输送阶段，压缩空气通过文丘管均匀进入喷射泵，喷射泵内压力升高，飞灰开始被
均匀流化，同时灰气混合物进入输送管道，并最终排人灰库。

在输送过程中，喷射泵保持平稳的输送压力，连接不断地进入输送状态。

2.2.4 系统连锁
动力气源组工作正常、投入准备工作正常，系统才能投入运行。

2.2.5 设计气耗
用气设备正常峰值气耗最大峰值气耗工作时气压
输灰设备用气20Nm3/min 24Nm3/min 0.05-0.08MPa
输灰控制用气0.1Nm3/min 0.2Nm3/min 0.4-0.6MPa
库顶除尘用气 1.5Nm3/min 2.0Nm3/min 0.3-0.5MPa
2.2.6.1 输灰系统设计特点:
本设计充分考虑到布袋除尘器对输灰系统的影响，在原有系统上进一步优化，使得输灰系统更加经济、简洁、稳定。

输灰系统采用了低正压稀相连续气力输送技术的下行式喷射泵输送，在布袋除尘器的下灰斗上配两台喷射泵，配两根输灰管，使输灰系统变得更为简略可靠，运行费用大为降低，维修工作量大为减少。

本设计灰气比不小于20Kg灰/Kg气，输送管道初始设计流速不大于11 m/s，终端设计流速不大于18 m/s，很大程度上减小了管道的磨损，延长了输灰管道的使用寿命。

2.2.6.2 输灰喷射泵系统选型及配置特点
输灰喷射泵选为稀相喷射泵的理由是距离中等，浓度低不易堵管，喷射泵采用了进气波紊流与文丘里输送两种技术，保证了出料的流畅。

2.2.6.3 输灰管道配置特点
由于灰量上均匀分布，所以配管形式采用低正压稀相连续气力输灰系统的一泵配一管常用方式。

这样不仅简化了系统，同时也提高了输灰的能力和效率。

为保证输送速度满足设计要求，降低管道的磨损，管道采用￠159x6。

针对本次系统的特点,投标方的输送管道特选用进气波紊流技术,以使输送系统更加稳定可靠。

正常输送状态下，随着输送管道距离的增长，物料紊流流动状态被破坏，并积聚于管道底面，输送管因物料发生积聚而趋于堵管，局部压阻增加，产生局部高气压，进气波紊流技术在飞灰堆前后开口处，形成更强的紊流，从而疏松堆积的飞灰堆，消除堵塞。

这样料段不断分割、移动、吹散，将物料不断向前输送。

进气波紊流技术气力输送系统的输送机理基于
一个非常简单的物理原理实现：空气将向阻力最小的方向流动。

高速磨损是气力输送较难解决的一个难题。

由于气固两相流的特殊性，常规的系统计算流速是以空气流速为依据，而无法真正确定物料的流动速度，但从系统输送机理可判断其物料的运动速度，常规的正压输送系统是悬浮输送机理，物料悬浮于压缩空气中运动，物料运动阻力较小，因此其运动速度接近气体运动速度；而进气波紊流技术是动静压输送机理，物料是以半栓塞状运动，且上部又有内助分流气流，因此物料的运动速度大大低于气体运动速度，与常规正压输送系统相比，即使是同样的系统计算流速，其物料的流速也远低于常规正压输送系统。

众所周知，物料对其他物体的磨损速度与该物料的运动速度的三次方成正比，进气波紊流技术输送系统同常规系统相比，物料的输送真正运行在低速状态下，因此对管道和弯头的磨损可以降到最低。

2.2.2.8 控制系统
本工程设计提供的低正压稀相连续气力输灰系统，实行PLC控制，主要由两大部分组成：
●机械执行部分: 喷射泵及组成。

●自动控制系统: 由各种传感器(压力和料位检测装置)、PLC可编程控制器组成的监控操作站和就地控制箱等部件组成。

（1）PLC可编程控制部分
控制系统满足气力输灰系统的技术要求。

采用西门子S7-200系列可编程控制器作为主控机，直接控制和协调各输送系统及分选系统设备的正常工作，并对各用气点上的气源压力进行监控。

在控制室设置监控操作站。

在监控操作站的触摸屏上显示工艺系统的各部分工作情况，喷射泵的工作压力、气源压力等用数值方式显示，并能以趋势图表的格式反映、记录其变化情况，需要时可随时调出查阅。

其主要功能：
a. 能人工选择手动或自动工作方式进行运行。

b. 能人工选择投运和退出喷射泵，设定喷射泵的工作参数，如工作压力、进料时间等。

c. 对现场的工作情况进行模拟显示。

d. 对喷射泵运行情况进行监控。

对运行中的各种不正常情况，系统自动发出声光报
警，提醒操作人员注意。

在报警时，相应的显示图形闪烁，蜂鸣器发出报警声音。

操作员确认报警后，声音关闭。

系统可即时打印报警记录并存档备查。

e．操作员在监控操作站可随时查阅某一时段的历史报警记录。

对于有些报警，可以由PLC处理的就由PLC自动处理，当PLC不能处理时，系统就保持工作现状，由人工处理。

(2) 就地控制箱
为方便调试和维护，对喷射泵、库顶除尘器均配置就地箱。

喷射泵的就地控制箱就近设置在所要控制每组喷射泵附近，采用双层密封门。

在就地控制箱内设置了气动控制的电磁阀部分和就地的电控部分，在就地控制箱上还设有控制按钮，用于对喷射泵上的气动阀门进行手动操作。

通过设备就地控制箱上的方式选择转换开关可以实现对设备进行就地手动操作，就地手动地操作优先于远方程序控制。

就地控制方式主要是为了方便调试和检修维护。

三．主要设备技术参数
3.1 喷射泵
容器名称：半流态化连续发送器
型号：ZPBS
容积：V＝0.5m3 / min
设计温度：150℃
设计压力：0.15MPa
工作压力：0.08MPa
四．油漆
4.1 概述
投标方提供的各种钢结构件、设备和系统的油漆，使它们免受搬运、储放以及长时期工作过程中可能出现的常有的环境腐蚀。

所有内表面上的异物都要彻底地清除干净，以防它们在生产过程中与工作介质混合，从而避免出现妨碍操作的可能性，或者避免更加严重的设备损坏。

油漆工作尽可能地在工厂里完成。

对于机械和电气设备以及各部件的油漆工作在制造厂里完成。

对于钢结构，底漆，保护
漆层（中间漆）应在车间里完成，而面漆（最后一度漆）在现场完成。

由投标方现场制作的设备亦由投标方完成油漆。

4.1.1 投标方的工作范围
投标方的工作范围包括但不限于以下方面：
为按合同提供的所有的金属结构件、设备、管道以及相关的吊支架等设计油漆工程。

工厂作业，例如油漆，防腐蚀处理，油漆/防腐蚀处理的表面准备工作。

现场作业如现场油漆、防腐处理和防腐油漆前的表面处理，现场投标方制作的项目，这些工作由投标方现场完成。

此外，投标方提供足量的油漆和必要的油漆说明，以便招标方现场完成，修补油漆和表面油漆工作。

4.1.2规范与标准
油漆工程设计，油漆质量与油漆工艺依据总的工程要求中所提到的组织颁布的适用规范和标准。

包括SSPC规定的标准。

SSPC（钢结构油漆协会，美国）
4.1.3技术要求
油漆与防腐蚀处理前的表面准备，仅能在该工件经补救处理与补焊（如有必要）完成并得到认证后进行。

设备或工件的内外表面清洁，可采用手工清理，布袋动工具清理，喷砂，溶剂清洗，酸洗等，去除任何灰尘，焊渣，砂子，铁锈，油或脂，以及可能影响油漆粘着外来物质。

不允许用凿子或锥子去除工件上凸起的部位，不允许用火烧的方法去除表面上的油或脂。

设备内表面的准备方法与外表面的相同。

现场制作的槽罐和现场切割的管道等的表面清理按投标方的油漆工程设计进行。

投标方提供的管道材料符合现行的商业标准中规定的清洁要求。

4.1.4油漆涂层与防腐蚀处理
4.1.4.1油漆涂层
油漆度数，每度油漆厚度以及油漆性能都要符合现行的最新美国SSPC标准。

包装发运前，在工厂至少完成两度底漆和一度保护油漆涂层。

作为一般的油漆要求，油漆涂层在10年内不从表面剥落下来；对没有足够的空间供维修时刷油漆的设备，则要特别注意其表面处理，油漆选择，油漆施工，做到在设备的设计寿命内，油漆涂层不会因老化效应而剥落；不允许某个仪表控制柜表面的油漆涂层有光反射。

4.1.4.2油漆工作明晰表
工作范围设备及附件
油漆颜色飞机灰
忧戚种类底漆：红丹防锈漆，面漆：醇酸磁漆
表面处理喷丸处理
油漆度数二度防锈漆、二度面漆
油漆方式喷漆
油漆标准红丹防锈漆ZBG51026-87、醇酸磁漆ZBG51036-87五．控制设计
5.1 设计范围
控制设计本着经济合理可靠的原则设计，该高的高，该低的低，并考虑后续发展可能。

仪控系统采用标准化的元件和标准化的设备组件，以适应设备使用时更换的需要。

并提供系统必须的就地控制仪表及设备，提供控制逻辑和必须的参数，完成程序编制和系统调试。

输灰系统设置一套PLC。

机柜布置在就地控制室内，LCD布置在PLC机柜上。

每个气动阀门均可在就地电磁阀箱上操作
5.2 控制方式
自动控制+就地手动控制，仓泵部分控制系统采用PLC自动控制系统，系统控制方式包括全自动、半自动及就地手操三种方式。

本工程输灰采用就地控制室控制，就地控制室分别设在除尘配电楼内，公用一个就地控制室。

机组正常运行时除灰系统在集中控制室内控制，就地控制室作为调试及检修时使用。

5.2.1 自动化控制概述
a控制系统结构
控制系统的结构方式为：集中PLC控制+上位计算机系统。

采用微处理器为基础的计算机控制系统实现输灰、灰库的控制及监视，控制系统由可编程控制器（PLC）和监视系统（LCD）组成。

PLC用于逻辑控制，LCD为人机接口界面用于监视与操作。

b系统的程序控制
自动化系统中采用西门子公司S7-200系列PLC，根据工艺运行要求，以完成对系统的启动、停运及保护等控制功能。

PLC程控台及操作员站的配置要与除尘DCS系统的配置相
同。

并且I/O配置须留有15%以上I/O余地, I/O插槽预留10%位置。

所有控制和异常情况报警所需的信号都输入到可编程控制器。

所有硬件都是制造厂家的标准硬件，或由制造厂家提出的标准可选件，以保证部件的互换性和充足的货源。

可编程控制器系统，主机上有运行、监视、编程状态、电源、通讯、后备电池状态等指示，配有标准通讯接口。

该系统中的所有模块都为插接式，以便于现场更换，还提供导轨和连锁机构，以防止插入和取出时发生故障。

所有I/O模块应可带电插拔，模块更换时间不超过3分钟。

所有I/O模块有隔离措施。

系统能在较大的电气噪音、射频干扰、震动等条件下连续工作而不会发生故障。

在距PLC设备1.2米以外发出的工作频率达470MHz、功率输出达5W 的电磁干扰和射频干扰，应不影响系统正常工作。

可编程控制器系统中的所有硬件能在环境温度0～50℃，相对湿度5～95%（不结露）的环境中连续运行。

系统机柜内提供I/O 总量的15 %做备用，同时还留有扩充10% I/O的备有插槽。

控制系统的MTBF≥10000小时，控制系统的可用率≥99.9%。

投标方除完成输灰系统控制所需要配置的开关量模块外，还根据实际需要提供4～20mADC的模拟量输入通道（用于接变送器信号），以供用户监视使用。

电源配有浪涌保护。

c系统数据的配置和采集及数据处理功能
1．中央处理单元(CPU)
根据应用要求，为程序存储、数据存储及处理、提示信息和报表的生成提供足够的存储容量，CPU负荷率不大于60%。

供货商说明所提供的存储器数量，最多可安装的存储器数量，以及能用以附加存储器(芯片和板)的整套装置的尺寸。

如果使用RAM存储器，则有保存程序和数据的后备电池，而且在更换电池时，不会丢失程序或数据，同时有“电池电压低”指示灯。

可编程控制器中有过程控制、监视和故障诊断功能，这些功能至少包括：实时时钟及日历、继电器和锁存继电器作为输出或内部继电器、瞬态接点、定时器、计数器、数学运算、逻辑运算功能、移位寄存器、中断、转移到子程序、强制开和关任一输入输出或内部继电器等。

如果使用外部装置来实现这些功能,列出每种应用情况，供用户认可
2．输入/输出（I/O）模块
模拟输入/输出信号为4～20mADC，模拟量输入模件为变送器提供24VDC电源。

系统提供对现场输入点的“查询”电压，系统的“查询”电压大于等于24VDC。

当负载电流需求大于输出模块的输出接点的额定电流时，提供中间隔离继电器及继电器柜，并提供可靠的电源。

I/O模件上所有的开关量输入/输出点都有指示灯，指示灯在现场输入接点接通或者输出被指令接通时点亮。

所有的开关量输出都装有熔断器用作过载及短路保护，并有熔丝熔断指示器。

所有开关量输入/输出通道都有光电隔离装置，它能在该I/O模件对现场线路或对其它I/O模件之间提供1500V以上的有效隔离，开关量输出模件可以为电磁阀提供24VDC电源。

模件的地址不受其在机柜内的插槽位置限制，在机柜内任何插槽位置上都能执行其功能。

在更换输入/输出模块时，不需牵动盘或柜与其模件相接的导线。

3．通讯
中央处理器、输入/输出模件及其外围设备之间的通讯保证有高度的可靠性，通讯总线负荷率不大于40%。

通讯协议包括循环冗余校验(CRC)、奇偶校验、溢出校验、多路传送及指令/数据发出前的证实等。

PLC系统在配置上具有与电站分散式控制系统（DCS）通讯和接口的能力。

4．电源
每套PLC系统能接受两路240V交流50Hz的电源，一路经过UPS，两路电源能自动切换，投标方提供UPS。

投标方成套提供电源装置，PLC控制系统、就地电磁阀箱等所需的其它等级的电源都由投标方自己解决。

输入模件的现场侧电源也作为系统的一部分同时提供。

5．编程
编程格式包括传统的继电器梯型图及其它PLC常用语言，可用简单的英语单词标注说明。

逻辑功能都编入PLC内，不能使用硬接线或复杂的特殊开关及其它输入装置来实现。

可以寻找程序中任何地方的任何继电器或接点，寻找能连续进行，直至所有程序都被扫描一遍，寻找结束时有显示，还可以寻找强制的输入和输出，以便较快地知道所有被强制的
输入和输出信号。

编程做到逻辑的所有部分都能在编程盘上看到，并可监视每个元件的状态。

逻辑中相同的程序段在编程时使用相同的编程方式。

所采用的编程技术在监视逻辑、提供运行的灵活性和更改程序的方便性上要有最大程度的透明性.
程序扫描时间和通讯速度符合工艺过程的要求，如果需要的话，可以使用特殊的编程技术或使用高速输入输出模件。

6．采集及数据处理功能
本系统中的各工艺运行参数及分析参数，通过各远传仪表发出4～20mA的过程信号，传输到PLC中；PLC的A/D转换功能，把现场模拟量信号，转换成数字量信号。

d 系统的自诊断功能
系统的自诊断功能是在PLC诊断功能和上位计算机系统诊断开发功能的基础上实现的，系统的自诊断功能提供系统的故障信息和维修指导，以及系统易耗件失效的报警，对于系统的维护及维修起了重要的辅助作用。

e 自动化水平
本控制系统设计采用西门子公司S7-200系列PLC系统结合热备上位计算机操作员站的控制方式，在操作控制室通过上位计算机系统对整个工艺流程进行集中运行监示、报警与控制。

本控制系统设计达到的自动化水平为：系统全自动运行；应急情况下，使用手动操作方式完成系统功能（应急操作切换在就地控制箱上进行）。

现场仪表远传信号及各现场执行机构根据自动化水平配置，以期实现自动化控制水平的目标。

控制系统配置开放协议的高速远程数据通讯接口，可以通过高速通讯网络实现与远程数据管理库进行数据交换，为远程数据管理创造条件。

F 控制系统基本配置
单独的PLC柜，负责控制系统中各个电压等级的电源转换及各个控制柜的配电，内装PLC装置及必需的PLC保护装置；内装PLC输入输出必需的隔离装置及保护装置，所有DO点增加继电器隔离。

5.3 控制系统盘台柜配置
序号
名
称
型号
及规范
数
量
备注
1 输灰控制柜 1
2 阀门控制箱 1
序号说明数量
PLC IO 估算
备注DI DO AI AO
1 输灰控制PLC 1 16 16 8
AI、AO选用了4～20mA的模块，每种模块IO点的备用量超过20％。

5.5 仪表配置清单
序号名称型号及规范数量单位生产厂商备注
1 压力变送器P31
2 只E+H
2 压力表Y150 2 只上仪四厂六．控制系统简要说明
6.1 输灰控制
A: 输灰控制每个喷射泵用一台压力变送器。

B: 输送可时间控制
C: 输送间隔控制：5-40min可设定。

D: 欠压报警控制：1－5min可设定。

E: 堵管报警控制：10－30min可设定。

F: 总压欠压拒动。

G: 自动/手动吹堵。

H: 声光报警。

I: 自动/半自动/手动操作。