双套管气力输送技术
双套管长距离气力输送系统与移动式码头装船系统的结合应用
双套管长距离气力输送系统与移动式码头装船系统的结合应用摘要：本文介绍了台州第二发电厂粉煤灰灰库到码头粉煤灰装船系统，采用双套管气力输送系统和移动式码头装船系统工程的系统设计情况，并点评了该系统的主要特点，日后后续文章将介绍安装和调试运行成果。
关键词：正压密相、双套管、气力输送、几何距离、爬高、设计出力、直线移动式码头装船系统1前言双套管气力输送系统属于正压密相气力输送系统中较为先进的一种。
双套管气力输送的工作原理主要是利用在普通输灰管内增设一根较细的内套管，通过内套管的作用，对输灰管的飞灰增加了一个挠动，从而使原来欲沉积在管底的飞灰在静压和紊流引起的动压双重作用下，以栓流的形式顺利地被送入灰库。
双套管的结构如图1，在普通输灰管的上方设置了一根较细的辅助无缝钢管，辅助钢管的下半部分按一定的间距要求开孔，并按装有类似孔板的导气环，起到喷嘴的作用。
当系统正常输送飞灰时，输送管的上部主要走输送空气，下部则主要为浓度较高的灰气混合物，此时飞灰受压缩空气的静压力作用，部分空气从料栓上部通过，产生的动压和静压联合作用，使物料向前输送。
当料栓将管道下部全部堵塞后，压缩空气完全转向进入内套管流动，由于受到导气环的节流作用，压缩空气在内管开口出形成了紊流，不断地将堵塞的物料前部掏去，最终在静压的联合作用下，削薄的料栓被推动输送前进。
因而双套管气力输送是一种密相栓流输送，能靠其自身的特殊结构自动消堵（不会发生堵管）的一种可靠的气力输送方法。
图1双套管结构原理图双套管系统在具体管道配置中有较大的讲究，有标准双套管、非标双套管、端头双套管及双套伸缩管；系统中弯头不采用双套管的形式，但在弯头后就要配置端头双套管，否则输灰转弯处容易有较多的飞灰进入内套管，而引起堵管。
由于双套管对水平管堵灰的吹扫作用特别明显，因此双套管系统可适用于长距离输送，一般输送距离为500~2000米（距离太短不经济），最大甚至于可达3000米。
本文工程是将台州第二发电厂2×1000MW机组新建工程厂区干灰库内的粉煤灰通过气力输送到中转灰库，然后再通过气力输送至码头装船外运，我厂总承包整个粉煤灰气力输送系统及码头装船系统的总体设计、供货、安装和调试，其中系统设计包括空压机房、原有灰库、中转灰库以及沿程管路等部分的整体规划、施工设计（包括工艺、电控）等，工程总设计是华东电力设计院。
双套管干灰输送技术的应用资料讲解
气力除灰系统的基本类型：
粉体的流动状态：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。例如，传统的大仓泵正压系统属于悬浮流输送； 小仓泵正压系统和双套管紊流正压系统界于集团流和部分流之间；脉冲气刀式 系统属于栓塞流。
3.各种干灰输送技术
-15m/s ,才能得到水平管中的悬浮流动。稀相悬浮气力输灰管道中的气 固两相流就处于这种流型。由此可见，正压浓相输送技术与稀相悬浮气 力输灰系统不同，它将经仓泵加压流化后浓度较高的飞灰/空气混合物输 入灰管，并在旁路压缩空气的静压动压作用下，使管道中的飞灰呈典型 的密相栓流，此时管子底部出现沿管流动的不对称灰粒丘，上部仍为飞 灰/空气的弥散状流动，在这种流型下进行的气力输送与稀相悬浮气力输 送相比，具有下列优点：
• 脉冲栓流气力除灰技术：在我国的研究应用已有40多年的历史，一开始主要 应用于PVC粉粒、黏土、玻璃混合物、石墨、面粉等易随性或较难输送的粉 粒状物料，浙江大学、合肥、河北、湖北等处单位曾做过大量试验研究工作， 1970年代，东北电力设计院在长春一汽自备电站除渣系统中采用该技术，因 经验不足，造成管路磨损严重，弯头泄漏，污染环境，检修工作量大而停运。 北京电建所1992年介入其研究应用试验，1997年汉川电厂一期300MW机组采 用该技术，输送距离150-160m，提升高度25m，选用MB208型栓流泵，出力 17-20t/h，输送压力0.35MPa，输送末端速度约为8-12m/s，试运行验收阶段 灰气比45-80kg/kg，气源压力0.6MPa，输灰管内径80mm，气刀压力0.20.4MPa ，脉冲频率33Hz。 1999年通过国家鉴定，效果良好。
双套管气力输送系统不同粉料的输送特性论文
双套管气力输送系统不同粉料的输送特性论文摘要：本文通过对这三种典型粉料在双套管气力输送中的特性以及输送情况的研究，研究其粉料密度和粒径对输送效果的影响，可以对比得出相对于其他的普通物料在双套管气力输送中的使用时更加有效，这样就加大了双套管气力输送的使用，也更加证明了其实用性。
双套管在一定程度上解决了传统单管输送无法解决的磨损和堵塞的现象，保障不同粉料的输送，确保系统的安全运行，也为经济的实现提供了保障。
一、双套管气力输送系统气力输送装置，这种装置主要是利用气流沿管道输送散颗粒物料，主要分为吸送式、混合式以及压送式，这种输送装置的主要原理是利用气流的动能使散粒物料随气流沿着管道输出。
气力输送管道对于一般松散物料都能够输送。
气力输送系统是由气源、输送罐以及控制系统这三大部分构成。
双套管输送系统是一种内旁通密相气力输送系统，是20世纪80年代在国外发展起来的一种比较先进的气力输送技术，并且被广泛应用于电厂、水泥、铝粉、煤粉以及石膏粉等物料的气力输送行业中，双套管气力输送系统为静压输送，具有出力大、低速流、磨损小等特点，双套管气力输送系统是当今粉料输送技术的先进水平，在正常的运行条件下，系统会自动调节双套管从而实现对灰团的疏松，使飞灰可以稳态的输送，从而防止堵管情况的发生。
双套管气力输送系统的最大结构特点就在其输灰的管道中，在双套管的母管内安装了内助推管，当主输送管内某处出现灰料沉积时，沉积处的压力会使气灰混合流被迫流入内旁的管道，使物料从下一个开口处以较高的速度流出，并重新进入主管道中，可以通过管道的自动调节来实现飞灰的紊流状态输送，双套管气力输送的主要工作原理是：在正常的输送状态下，随着输送管道距离的不断增长，物料的流动状态就会被破坏，并将积聚于管道的底部，双套管的母管因为物料发生的积聚产生堵管，使得局部的压力阻碍增加，产生局部的高气压，这样就会造成从旁路进入的空气流量增加，在飞灰堆的开口处形成更加强大的紊流，使得堆积的飞灰堆得到疏松，从而使堵塞消除。
气力输送设备双套管技术的特点及原理net8.4
气力输送设备双套管技术的特点及原理？气力输送设备双套管技术是在管道中利用具有一定速度和压力的气流来输送固体物料的一项技术。
近年来，气力输送技术发展很快，双套管除灰技术是90年代初兴起的一项正压浓相输灰技术，目前已在工业厂家中广泛使用，下面详细解说双套管技术的原理及优点。
一、主要特点：在输送管道上部装设有一直径较小的内管，内管每隔一定的间距开设有一特定的扇形口中间嵌有一圆形孔板，来调节空气流量。
当输送管道中某处发生物料堵塞时，堵塞前方的输送压力增高而迫使输送气流进入内管，进入内管的压缩气流从堵塞下游的开口以较高的速度流出，从而对该处堵塞的物料产生扰动和吹通作用，保证管内物料的正常输送。
由于双套管除灰技术突出优点为高灰气比（M=30）输送，所用输送空气量少，设备选型时可选择出力低的空压机或减少空压机台数，降低了厂电耗和初投资。
二、工作原理双套管输送的技术原理就是大管套小管，在普通钢管的内壁上安装 1 根管径较小的管子，小管上每隔一定距离开1个“V”型口，并在开口处焊接1 块孔板。
孔板内套管道流向输送管道，双套管结构和双套管的原理建立在2个基础上：1、水平输送管道，由于重力影响，气固混合物在管道内形成管道上部气多固少、管道下部固多气少的状态。
2、当水平输送管道发生堵管现象时，粉料首先在管道下壁开始堆积，逐渐向上堆积到管道上壁，最终将管道完全堵死。
把双套管作为输灰管道应用于气力输送的水平管道，可以有效地防止灰管堵塞，其防堵的机理就在于双套管的特殊结构。
当灰气混合物在管道内流动时，经常会由于种种原因导致干灰在管道内部逐渐沉积导致堵管。
当管道内的干灰开始沉积将要堵管时，压缩空气会通过小管流过，经过小管开孔和节流孔板的作用，对堵塞的部分进行扰动，将沉积的干灰逐渐吹动，从而避免将输送管道堵死。
我公司生产的内旁通（双套管）密相送（专利号：ZL200620050409.5）双套管，目前应用于浓相仓泵QPBⅢ、LT流态化仓泵气力输送系统。
双套管的结构
3.1双套管气力输送技术的基本原理紊流双套管气力除灰系统属于正压气力除灰方式，该系统的工艺流程和设备组成与常规正压气力除灰系统基本相同：即通过压力发送器（仓式泵）把压缩空气的能量（静压能和动能）传递给被输送物料，克服沿程各种阻力，将物料送往贮料库。
但是双套管系统的输送机理与常规气力除灰系统不尽相同，主要不同点在于该系统采用了特殊结构的输送管道，沿着输送管的输送空气保持连续紊流，这种紊流是采用第二条管来实现的。
即管道采用大管内套小管的特殊结构形式，小管布置在大管内的上部，在小管的下部每隔一定距离开有扇形缺口，并在缺口处装有圆形孔板。
正常输送时大管主要走灰，小管主要走气，压缩空气在不断进入和流出内套小管上特别设计的开口及孔板的过程中形成剧烈紊流效应，不断挠动物料，低速输送会引起输送管道中物料堆积，这种堆积物引起相应管道截面压力降低，所以迫使空气通过第二条管（即内套小管）排走，第二条管中的下一个开孔的孔板使“旁路空气”改道返回到原输送管中，此时增强的气流将吹散堆积的物料，并使之向前移动，以这种受控方式产生扰动，从而使物料能实现低速输送而不堵管。
如图所示：3.2双套管气力输送系统的特点3.2.1系统适应性强，可靠性高紊流双套管系统独特的工作原理，保证了除灰系统管道不堵塞，即使短时的停运后再次启动时，也能迅速疏通，从而保证了除灰系统的安全性和可靠性。
由于煤种变化导致干灰品质变差，系统也能正常运行，充分证明了双套管系统的适应性强的特点。
输送压力变化平缓，空压机供气量波动小，系统运行工况比较稳定，从而改善了输灰空压机的运行工况，延长设备使用寿命，比常规的单管气力除灰系统性能要好。
3.2.2低流速，低磨损率紊流双套管系统的输灰管内灰气混合物起始流速为2～6m/s，末速约为15m/s，平均流速为10m/s。
而常规除灰系统起始速度为10m/s，末速约为30m/s，平均流速约20m/s。
磨损量与输送速度的3～4次方成正比，这表明紊流双套管输灰管道的磨损量仅为常规气力1/8～1/16，同样材质的双套管输灰管道寿命为常规系统的8～16倍。
双套管气力输送技术在超超临界2×1000MW机组长距离飞灰输送中的应用
管输送 区 别于 单管输送 的显 著特点 是 在 输送 管道 内部
装设 有
开设有
一
直径 较 小 的 空 气 管 空 气 管 每 隔
，
一
1
．
2
双 套 管输灰 特 点
( 1)不堵管
，
一
特定尺 寸 的扇 形
，
、
口
，
在扇形
。
口
中间嵌 有
圆
即 使 管 道 内存 有
；
一
部 分 物料 系 统 启
，
形 孔板 以调 节空 气流量 速度
可 提高 ３ ； Ｏ／ ９ ６ （ ） 耗 低 ， 对 于 单 管 系 统 ， 量 消 耗 减 少 ７ 能 相 能
３ ； Ｏ
至灰 库 的 水平 距 离 约 为 １４ ０ｍ，０弯 头 数 为 １ ０ ９ 。 ８个 。
若 采用 常规 的单管 输送 ， 如此 长 的距 离 易引起 堵 管 ， 且
炉 第二 烟道 灰斗 输 送 单元 ， 二 烟道 灰 斗 的灰 与 电除 第 尘 器一 电场 的灰作 为粗 灰输 送至 原灰 库 ； 电除 尘器 二 、 三、 四电场 的灰 作 为 细灰 输 送 至 细 灰库 。考 虑 到 当电 除尘 器一 电场 因故 停 运 时 ， 除尘 器 二 、 、 电场 系 电 三 四
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双
2 × 1
套 管 气力 输 送 技 术 在超 超 临 界 0 0 0 M W 机 组 长 距 离 飞 灰 输 送 中的 应 用
张 良斌
1 2 3
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，
曹利 民
。
，
张轲轲
。
中南 电 力 设 计 院 湖 北 武 汉
，
双套管气力输送技术的应用
Ｎｏ ２ ０ Ｎｏ． ｖ． ０ ６， ６
双套管气 力输送技术的应用
胡 志 波 余 。 帆 马 忠云 李 新 生 。 ，
（． １国电长源荆 门发电有限公司， 荆 门 ４８４ ；２ 中南电力设计院， 武汉 ４０７ ； 湖北 ４００ ， 湖北 ３０ １ ３ 国电富通科技发展公司， ｌ０７） ． 北京 ０００ 摘 要： 以湖北国电荆 门三期 ２６Ｏ Ｗ 超临界机组除灰 系统为例 ， ｘ Ｍ Ｏ 介绍了双套管气力除灰技 术在长距 离灰渣输送中的特点、 系统设置、 及运行模式； 与单管输送相比较， 双套管气力输送技术有
ｌ 双套管气力除灰 系统技术
气 力输送 是在 管道 中利 用具有 一定 速度 和压 力
游的开 口以较高的速度流 出， 从而对该处堵塞 的物 料产生扰动和吹通作用 ， 见图 １保证管 内物料 的正 ， 常输送。由于双套管除灰技术突 出优点为高灰气 比 （ ３） Ｍ＝ ０输送 ， 所用输送空气量少 ， 设备选型时可选 择出力低的空压机或减少宅压机台数 ， 降低 了厂电
耗 和初 投资 。
的气流来输送 固体物料的一项技术。近年来 ， 气力 输送技术发展很快 ， 双套管除灰技术是 ９ 年代初兴 Ｏ 起的一项正压浓相输灰技术 ， 其主要特点是在输送 管道上部装设有一直径较小的内管 ， 内管每隔一定 的间距 开设有 一 特定 的扇 形 口， 扇形 口中间 嵌有 在 圆形孔板 ， 调节空气流量。当输送 管道 中某处 来 发生物料堵塞时， 堵塞前方 的输送压力增高而迫使
一
定的优势 ， 电站 中的广泛应用可达到节水、 在 节能、 降耗的 目的。 关键词 ： 双套管； 气力输送 ； 控制流程 ； 工艺系统
中图分类 号 ：Ｑ２ ． Ｔ ０２３ 文 献标 识码 ： Ａ 文章编 号 ：０２ ３９（０６ ０ ０４ ０ ｌ０ —６３ ２０ ） ６— ５２— ３
紊流双套管气力输灰技术及其设计要点
厂粉煤灰库。 （） ｂ 省煤器干灰 ： 省煤器灰斗一定期人工清灰 外运。 采用上述方式存在以下几点问题 ： （） １ 机械传动输送距离短 ， 设备布置受现场制 约因素较多 ： （） ２ 机械传动多， 相应运行故障较多； （） ３ 干灰不分细 、 粗灰均输送到一个灰库 内， 不 利于提高灰 的综合合理利用 ： （ ） 电除尘捕 集下来 的灰颗粒较小 ． ４ 经 输送到 水泥生产线上还要经过磨碎机 。无疑加大了磨碎机
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丁岩峰 ， ： 等 紊流双套 管气力输灰技 术及 其设计要 点
罄
中 图分 类号 ： Ｑ１７ ０ ８ （０ ６０ － ０ ５ ０ １０ － ３ ９２ ０ ）５ ０ １— ２
双套管正压浓相气力除灰系统的工作原理是在 输灰管道内的管子上方增加 ｌ 根辅助空气管 ．在辅 助空气管上每隔一定距离开 １ 个小孔 ，并在小孔径
向方 向上 安装 节流 孔板 ，飞 灰在 正压 气力 输送 的作 用 下 ， 紊 流状 态 输 送 ， 呈 当管道 内飞 灰 沉积 时 ． 送 输
ｈ ｓ ｅｎ ａｐｉｄｓｃｅｓ ｌ ｏ ｅ ｅ ｅ ｔ ｎｂ ａｔ ｈａ ｆ ｅ ｎ ｉｄ ｓ ｙ ａ ｅ ｐ ｌ ｃｓ ｕｌ ｉ ｐｗ ｒ ｎｒ ｉ ｗ ｓ ｅｔ ｍｅｔｎ ｕｔ ． ｂ ｅ ｕ ｆ ｙｎ ｇ ａｏ ｙ ｅ ｏｃ ｒ
Ｋｅ ｒ ｓ ｎ ｕ ｔ ｏ ｖ ｙ ｎ ； ｅ ｓ ｈ ｓ ； ｕ ｂ ｌ ｎ ｅ ｄ ｕ ｌ — ｉ ｅ ｙ ｗｏ ｄ ：ｐ ｅ ｍａ ｉ ｃ ｎ ｅ ｉｇ ｄ ｎ ｅ ｐ ａ ｅ ｔ ｒ ｕ ｅ ｃ ｏ ｂ ｅ ｐｐ ｃ
文献标识码 ： Ｂ
秦 流 讽 套 管 气 力 输 灰 技 术 其 设 计 要点
双套管气力输送系统安全操作及保养规程
双套管气力输送系统安全操作及保养规程1. 引言双套管气力输送系统是一种常用于物料输送的装置，其可以将颗粒状、粉状甚至液态的物料通过气流送至目标地点。
本文档将详细介绍双套管气力输送系统的安全操作规程和保养规程，以确保系统的安全运行和延长设备寿命。
2. 安全操作规程2.1 人员培训在操作双套管气力输送系统之前，所有相关人员应进行充分的培训，了解系统的工作原理、操作步骤以及可能出现的安全风险。
只有经过培训并具备相应的操作技能后，才能正式操作该系统。
2.2 合理布局在安装双套管气力输送系统时，应注意合理布局，确保系统的通风良好，排气口远离人员活动区域。
同时，在安装过程中，应考虑系统运行中可能产生的噪音和振动，避免对周围环境和人员造成不必要的干扰。
2.3 适当工作环境双套管气力输送系统应在适宜的工作环境下使用，避免在含有易燃、易爆物质的区域操作。
同时，确保操作区域的温度、湿度和空气质量等因素符合系统正常运行的要求。
2.4 定期维护定期维护是保证双套管气力输送系统安全运行的重要环节。
按照设备厂商提供的维护手册要求，对系统进行定期的检查、清洁和润滑，确保其各部件的正常工作。
维护期间，务必切断电源并采取相应的安全措施，防止发生意外。
2.5 紧急情况处理在操作过程中，如发生紧急情况，操作人员应立即停止设备运行，并采取相应的应急措施。
同时，应及时报告相关负责人，协助处理问题，避免事态扩大。
3. 保养规程3.1 清洁保养定期对双套管气力输送系统进行清洁保养是确保系统正常运行的关键。
清洁过程包括对系统内外部的无尘清洁、滚轴、输送管道和过滤器等部件的清洗，以及清除积尘和异物等。
清洁保养应由专业人员进行，并严格按照设备厂商提供的清洁操作流程进行操作。
3.2 部件检查定期对双套管气力输送系统的各部件进行检查，以发现潜在的故障和损坏。
检查的内容包括但不限于输送管道、阀门、电控箱、压缩机等部件的状态、连接是否松动以及气密性等。
如发现异常情况，应及时进行修理或更换受损的部件。
双套管气力输送技术在超超临界2_1000MW机组长距离飞灰输送中的应用
49 双套管气力输送技术在超超临界2×1000MW 机组长距离飞灰输送中的应用张良斌1,曹利民2,张轲轲31.中南电力设计院,湖北武汉 4300712.华能九台电厂,吉林九台 1305003.北京国电富通科技发展有限责任公司,北京 100070[摘 要] 以上海外高桥第三发电厂超超临界2×1000MW 机组除灰系统为例,介绍了双套管气力除灰技术用于长距离(1400m )灰渣输送的特点、系统设置及运行模式。
与单管输送相比较,双套管长距离气力输送技术具有明显的技术经济优势。
[关 键 词] 飞灰;气力输送;双套管;长距离飞灰输送[中图分类号] T K229.9[文献标识码] B [文章编号] 1002-3364(2008)06-0049-04作者简介: 张良斌(1974-),男,工程师,就职于中南电力设计院发电公司。
E -m ail :zhangliangbin @ 1 双套管气力除灰原理及特点1.1 双套管输灰原理气力输送是在管道中利用具有一定速度和压力的气流来输送固体物料的一项技术,近些年来发展很快。
紊流双套管气力除灰技术是20世纪90年代初兴起的一项正压浓相输灰技术,由于输送气流速度低、输送物料浓度高,降低了输送物料的破碎率。
在众多气力除灰技术中,双套管气力输灰技术可有效解决低速浓相输送过程中容易堵管、磨损等问题,多用于长距离输送灰和渣。
对于水平输送管道,由于重力影响,气固混合物在管道内形成管道上部气多固少,下部固多气少的状态,当发生堵管时,粉料首先在管道下壁开始堆积,逐渐向上堆积到管道上壁,最终将管道完全堵死。
紊流双套管输送区别于单管输送的显著特点是在输送管道内部装设有一直径较小的空气管,空气管每隔一定的间距开设有一特定尺寸的扇形口,在扇形口中间嵌有一圆形孔板,以调节空气流量、速度。
当输送管道中某处发生物料堵塞时,堵塞前方的输送压力增高而迫使输送气流进入内管,进入内管的压缩气流从堵塞下游的开口以较高的速度流出,从而对该处堵塞的物料产生扰动和吹通作用,保证管内物料的正常输送(图1)。
气力输灰系统工作原理及仓泵工作循环方式
气力输灰系统工作控制说明及要求双套管气力输送系统采用仓泵间歇式输灰方式，每输送一泵飞灰为一个工作循环，每个工作循环由三个阶段构成，其原理如下：输送阶段如果输送气源压力满足条件（大于0.45Mpa），另外一组仓泵没有输送和堵管报警，仓泵投入自动后首先将延时3秒打开出料阀，出料阀打开后，仓泵输送计时开始。
进料阀、透气阀此时为关闭状态。
出料阀打开后，延时2秒打开底部进气阀，然后延时2秒打开管道进气阀，再延时5秒打开排堵阀，压缩空气进入输灰管道，同时，管道内压力随之升高，飞灰均匀进入输灰管道，实现干灰的远距离顺利输送的目的。
当仓泵内飞灰输送完毕，管路阻力下降，仓泵内压力逐渐降低。
当压力低于程序里设置的下限压力（可根据实际情况进行调整0.06Mpa）后，表明输送阶段结束，进入吹扫阶段。
但注意：1、如果当程序事先设定的仓泵输送计时（5Min）到后管道内压力还是大于程序里设置的下限压力（0.06Mpa），表明仓泵输送不畅，此时，底部进气，管道进气、排堵阀、出料阀同时关闭，此仓泵停止输送并发出堵管报警信号。
2、如果当管道压力高于0.28Mpa，关闭管道进气，等到压力低于0.18Mpa时，再打开管道进气。
3、如果当仓泵压力达到0.33Mpa，关闭底部进气，等到低于0.18Mpa时，再打开管道进气和底部进气。
4、如果当仓泵压力达到0.38Mpa，关闭排堵阀，等到低于0.18Mpa时，再打开管道进气，底部进气和排堵阀。
（2,3,4，三个过程，都是在计时600S内的前提下才进行，超过600S就直接报堵管报警）吹扫阶段此时进料阀、排气阀仍为关闭状态，底部进气、管道进气、排堵阀和出料阀为开启状态，吹扫计时（在系统程序内直接设定15秒钟）开始，当吹扫计时到后，仓泵按相应延时关闭排堵阀，底部进气阀和管道进气阀，并延时关闭出料阀，这一阶段主要作用是通过纯压缩空气把残留的飞灰送入灰库，最后呈纯空气流动状态，系统阻力下降至稳定值。
注意：此阶段为定时输送，吹扫时间一到，管道和底部进气阀、排堵阀自动关闭，再延时关闭出料阀，转入进料阶段。
双套管气力输灰技术在660MW机组除灰
双套管气力输灰技术在660MW机组除灰作者：荆文广来源：《经济技术协作信息》 2018年第27期荆文广引言：公司2×660MW超超临界机组锅炉为上海锅炉厂有限公司制造的国产超超临界参数变压直流炉、一次再热、平衡通风、半露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Ⅱ型锅炉，锅炉型号：SG-2000/26.15-M625。
该锅炉是上海锅炉厂有限公司在消化吸收AJstom-Power Inc。
USA公司超临界锅炉设计制造技术的基础上制造的，采用成熟先进的超临界锅炉技术，以确保机组的可用率和获得高的经济性；炉膛尺寸及燃烧设备的选用保证炉膛不结渣、高的燃烧效率、低负荷稳燃、降低NOX排放、防止低温盛受热面飞灰沾污和磨损。
本锅炉为超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉，采用单炉膛四角切圆燃烧方式、设计煤种为郑州煤和禹州煤的混煤，校核煤种为禹州地方矿煤。
厂内除灰系统自电除尘器和省煤器备落灰口至各输送器（仓泵），然后再由气力输灰系统送至厂内灰库。
气力除灰采用正压浓相气力输送系统将灰送至灰库储存，之后再由汽车转运。
整个气力除灰系统由克莱德贝尔格曼华通物料输送有限公司设计及供货。
正压浓相气力输送系统包括每台炉40个电除尘器灰斗和6个省煤器灰斗的飞灰输送，静电除尘器灰斗下法兰标高40m，（静电除尘器地面标高为-030m）。
静电除尘器灰输送几何最远距离约780m，其中水平输送距离750m，垂直提升高度30m，90弯头约14个。
省煤器灰斗下法兰标高3096m，输送几何最远距离约830m，其中水平输送距离800m，90弯头约l6个。
整个除灰系统设计出力为106t/h。
但是随着电煤市场的变化锅炉燃煤煤质与设计煤种偏差较大，千灰输送系统出力不能满足生产需，要机组投运后不到半年时间显现出了原输灰系统出力较小灰输送不走电除尘灰斗积灰严重现场经常放灰，后来虽然将一电场的输灰管线由1条改造为2条缓解了一电场输灰系统的压力，但是任然不能解决根本问题，冬季机组大负荷运行煤质差时电除尘灰斗还是经常放灰，系统的稳定性、安全性较差故障率较高，严重影响了电厂的安全、文明生产。
粉煤灰双套管浓相气力输送智能控制系统的研究与应用
2020年第12期丨ndustria丨 automation & smart architecture^工业自雜与智能建筑)粉煤灰双套管浓相气力输送智能控制系统的研究与应用俞葆青(北京国电富通科技发展有限责任公司北京100070)摘要：燃煤电厂粉煤灰双套管浓相气力输送技术广泛应用在电力行业中，但其传统控制方式严重制约 机组的稳定运行，加大了能耗和设备的磨损。
本文通过模糊控制策略以及专家系统模型，应用智能控制系统策略，改变输送系统的装灰时间、输送气量等运行参数，使得整个输送过程一直处于高浓度、低流速的高效 运行区，降低输送能耗。
该控制系统经火电厂除灰系统验证，大大增加系统运行的可靠性，降低人工的劳动强度，达到了节能、减少设备磨损的预期效果。
关键词：双套管浓相气力输灰系统智能控制自动调节模糊控制中图分类号：TP273+. 4 文献标识码：B文章编号：1002-3607 (2020) 12-0048-03由于精细加工以及材料改性应用等需求，粉体在各个行业的应用越 来越广。
粉体输送的高可靠性，以及 输送过程中的环保、节能等需求也越 来越凸显。
另外，在粉体固废的处理 运输过程中，由于管道输送具有密闭 性、环保性好，其应用越来越多。
双套管气力输送技术是八十年代 中期兴起的一项正压浓相输灰技术，其主要特点是在输送管道上部装设有 一直径较小的内管，内管每隔一定的 间距开设有一特定的开口。
当输送管 道中某处发生物料堵塞时，堵塞前方 的输送压力增高迫使输送气流进入内 管，进入内管的压缩气流从堵塞下游 的开口以较高的速度流出，从而对该 处堵塞的物料产生扰动和吹通作用，保证管内物料的正常输送[1】。
目前双套管浓相气力输送系统通 常的状态是，在需要输送粉体量最大 负荷状态下，配置输送气量，运行过程对气量不进行调整。
由于粉体的组成成份和特性（粒度及配比）等的不稳定，以及粉体与输送气的密度差较大，使得粉体在气力输送的过程中，随时都会发生气流扰动（波动）、物料量和特性的变动，尤其调整输送工况时。
双套管超长距离气力输送技术的研究
一般的气力输送系统在进行超长距离气力输送时 在实际应用中主要会出现以下问 题 1 系统的压力损失增大 由于管内空气的压损一般和输送距离成比例增长关系 随 着输送距离的增加 输送所需的空气压力也将增大 有时甚至会超出现有大多数空气压缩 的设备规格或是设备投资增大 同时输送距离的加长和管内压力的增大也可带来系统的堵 管和安全性等问题 2 管道磨损严重 在长距离气力输送时 由于管内空气的膨胀和多 变过程 管道内气流的压力越来越小 速度越来越大 由于磨损和速度的三次方或四次方 成正比 由此势必带来管道和系统的磨损及维护工作量加大等问题 3 系统的经济性问 题 超长距离气力输送时 管内的灰气比下降严重 管道沿程流态变化也较大 因此带来 系统的耗气量增加和出力下降 单位电耗增加等问题 使整套系统的投资成本增大而经济 性下降
ρ1V1 A1 = ρ2V2 A2
1
33
其中ρ1 ρ2 为变径点前后的流体密度 A1 A2认为流体前后的密度变化不大 则此时 1 式 可简化为
V1
πd12 4
=
V2
πd
2 2
4
2
则变径后的管道流速可降低为
V2
=
V1
d1 d2
2
3
由此可见 变径后的流速降低幅度与管径几何比的平方成正比 因此扩大管径是一种
V2 ≥ Vt ,min
颗粒的最小输送速度 Vt,min与表征输送特征的弗劳德数 Fr 导后 4 式可变化为
阿基米德数 Ar 等有关
4 经推
Fr ≤ Fr ,min
式中弗劳德数 Fr =
V g ⋅d
5 Fr,min 为保持颗粒能够气力输送的最小弗劳德数 其数值
根据文献[1]的试验和研究结果 其取值大约在 6 左右 式 5 即为确定变径幅度提供了
双套管与单管对比
一、气力除灰系统技术特点气力输送与传统水力输送和机械输送相比，具有明显的优点：1、节省大量冲灰水，节省资源；2、输送过程中，灰的固有活性和其它物化特性不受影响，有利于粉煤灰的综合利用；3、减少灰场占地；4、避免了灰场对地下水和周围环境的污染；5、不存在灰管结垢和腐蚀的问题；6、系统自动化程度大大提高，所需运行人员较少；7、设备简单，占地面积小，便于布置；8、输送路线选取方便，布置灵活；9、便于长距离集中和定点输送，等等。
人们普遍关心的是气力输送方式有几下严重不足：1、与机械输灰相比，动力消耗较大，管道磨损比较严重；2、输送距离和出力受到一定限制；3、管道产生堵管，给运行维护带来很大不便；4、对于正压系统，若维护不当，容易对周围环境造成污染；5、对运行人员技术素质要求比较高；6、对粉煤灰的粒度和潮湿度都有一定限制，粗大和潮湿的灰不宜输送。
其中，正压输送方式普遍困扰用户的难题就是管道磨损和堵管。
二单管与双套管比较气力输送系统的关键在于设备的选型、灰气比及能耗参数以及如何防止堵管和降低管道磨损，与传统单管输送方式相比，双套管气力输灰技术很好的解决了上述问题，下面简单介绍一下双套管技术，并与单管技术进行对比。
1、双套管输送机理双套管浓相气力输灰是一种正压浓相气力输送系统，与常规正压气力除灰相比，其最主要不同是该系统采用了特殊结构的输送管道，其工作原理是：在输灰管内上方增设一根辅助空气管，辅助空气管上每隔一定距离设置一个开口，开口中安装节流板，飞灰在输送气的作用下，以较低的速度向前运动。
当管内飞灰出现沉积时，输送空气从辅助空气管中流过，并在开口处喷出，扰动沉积下的灰，将积灰扰动吹散，使飞灰继续向前输送。
不断的挠动使飞灰输送实现密相、低速输送而不堵管，确保系统的安全可靠运行。
(1)、什么叫双套管顾名思义，两根管道套在一起组成的整体称之为双套管。
如图1所示：图1 双套管气力输灰管道示意图(2)为什么不堵管因为其特殊的内管结构：每隔一定距离开孔并安装有节流孔板。
浅谈双套管气力输灰系统堵管原因及处理
1双套管气力输灰系统的概述
1.1双套管气力输灰系统的基本原理
作为一种创新型的小仓泵双套管输灰技术，其所采取的干除灰模式在上世纪90年代引入我国后，在我国大多数的电厂中都得到普遍的应用，而其基本的技术原理所采取的就是大管套小管，主要的具体做法就是在普通的钢管内壁上安装1根管径相对来说比较小的管子，然后在小管上每隔一定的距离开出1个“V”型的口，同时在开口处再焊接1块孔板，其示意图如图1所示。
2.2运行情况的影响
双套管气力输灰系统在实际的运行情况中，有时会燃用发热量过低、灰分大等导致出现燃烧不稳定的煤质。此时产生的灰量会增加。在双套管气力输灰系统中若是存在的灰总量比原有的输灰系统设计超出很多的现象，那么就会使得沉降灰的比例有所增加，这样就会使气灰比产生变化。通过进行分析之后，煤质的变化会导致灰分及灰量的变化，导致气力输灰系统的实际运行出力和设计出力出现较大的偏差，从而导致气灰比出现相应的变化。
2造成双套管气力输灰系统堵管的原因
2.1灰成分和残留物的影响
煤质变化会导致锅炉的燃烧出现不稳定性，这就需要经常性进行加油来帮助燃烧，这样就会使得灰分的黏度进行增加，灰的粒径也会变大。而由于受到沉降灰的颗粒较大的因素影响，在进行气力输送的时候就会使得灰粒得到逐渐的沉降，这样一来就会使得输送阻力进一步增加，使输送管道发生堵管现象。另外，在完成了安装管道的工作之后，可能会因为安装人员的疏忽或是不慎把一些安装工具或是其他杂物等遗留在管道内，这样就会使得输送管道的横截面积得到减少，从而使输送的阻力得到加大，当杂物和灰进行粘附成团之后就会使得输灰导管出现堵塞的情况。
2.3气源的影响
由于在双套管气力输灰系统中会因为气源压力较低而使得灰气比得到增加，这样就会因为产生过大的输送浓度而使管道阻力得到增加，从而导致输灰系统中出现堵管的现象。因此这就要求要对输送空气母管的压力进行科学合理的检查，当压力正常的情况下，就能够对输灰系统出现堵管的现象进行判断，看是否是因为空气量的减少而使得气灰出现混合不均匀的情况，由此而导致仓泵下方的输灰管道出现堵管的情况。
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固气混合比 m 输送压差 P(kpa)
40
双套管试验数据 m=0.41*(Fr/10)^3 临界线 m=0.31*(Fr/10)^4 临界线
30
20
10
0
0
5
10
15
20
25
30
弗劳德数 Fr
350 300 250 200 150 100 50
0 0
DN50 DN100 DN150 DN200
500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
灰柱长度 L (mm)
双套管除灰控制系统
工业控制机 打印机
电源 CPU Ethernet网网卡 Genius总线控制器
电源 CPU Ethernet网网卡 Genius总线控制器
工业控制机 打印机
就地仪表 就地仪表 就地电磁阀箱 就地电磁阀箱 就地电磁阀箱 就地电磁阀箱 就地电磁阀箱
I/O网络接口 电源 模拟量输入模块 模拟量输入模块 开关量输入模块 开关量输入模块 开关量输入模块 开关量输入模块 开关量输入模块
中国从九十年代起已先后引进7套双套管气力 除灰系统。
我国进口双套管除灰系统应用情况
序号
电厂名称
电厂容量 （MW）
1
嘉兴电厂
2×300
2 杨柳青电厂 2×300
3 三河发电厂 2×350
4 河津发电厂 2×350
5 红雁池电厂 2×200
6 华能太仓电厂 2×300
7
邯峰电厂
2×300
输送距离 （m）
国外进口系统 国内常规系统 双套管系统
双套管除灰系统投资经济效益比较 100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0 能耗
投资
安全性
双套管系统 常规系统
双套管工程画面
双套管工程图片
双套管工程图片
粉煤灰直接装船系统
目前粉煤灰和水泥运输的方式主要有水陆 两种形式：
陆运采用粉体运输专用罐车
水运采用罐体船或是敞篷船
汽车短驳式装船系统是将灰库的灰装至罐 装汽车上，然后短驳至码头，再利用汽车上的 压缩空气将粉煤灰打至船上。该方式的缺点是 操作次数较多，装船出力较小，更重要的装船 时会引起扬尘，严重影响环境卫生。
汽车短驳式装船系统
浮船式空气斜槽装船系统
这种装船方式是直接在码头另建灰库，利 用空气斜槽技术将粉体输送至船舱上，或是利 用吨位较大的船只（4000t以上，俗称水泥船 ）带有的气力自装卸设备装船。该方式具有较 快的装卸速度，防尘效果较好，缺点是建灰库 的投资巨大，浮船式装船设施和水泥船本身的 投资也很大。
双套管和现有装船方式比较
100
90 80 70 60
50 40 30 20
10 0 投资
环保
出力
浮船式空气溜槽 双套管远距离无尘装船
汽车短驳转运
火电厂气力输送除灰系统分类预算（万元）
项目
300MW 600MW 1000MW
机组
机组
机组
电除尘器至灰库 系统设备
250-300 350-450 600-800
工业性双套管试验系统
压缩空气系统 输送器系统 给料系统 管路系统（多规格） 灰库除尘系统 渣库除尘系统 远距离无尘装船系统 自动控制系统 数据采集系统
双套管内两相流动的层析成像测量
双套管除灰系统投资经济效益比较
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100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
系统投资比较
整套除灰系统完全程控化，自动化和智能 程度高
双套管除灰系统主要技术指标
• 紊流密相输送，灰气比30以上 • 低正压输送，输送压力小于 0.35 mpa • 低速度输送，起始速度为 2～7m/s • 管道磨损轻，普通碳钢输灰管道寿命10年 • 低输送能耗，能耗小于 6 kWh/tkm • 输送出力大，系统输送能力大于100t/h • 输送距离长，可达1000m以上 • 系统安全性好，能随时起停而不堵管
1100 150 800 850 185 850 350
投运时间
1994 1995 1998 1999 1999 1999 1999
双套管密相气力除灰系统的技术特征
属于低速、低正压、密相气力除灰技术
输送管道采用双套管特殊结构，输送机理 独特先进
特殊设计的输送器系统和管道相配合，保 证系统运行安全可靠
12~15 小
不易堵管
常规仓泵系统 <8 9~20 >100 <15
10~12 25~30
大 易堵管
双套管除灰系统的设计计算方法研究
L
d
D
双套管管道结构的设计看似简单，实则与许多因素有 关，例如内外管径比例关系、内管开口间距的大小、内 管开口形式等的确定都与输送条件、系统参数、飞灰物 性等密切相关，任何因素的改变都可能导致管道结构设 计的变化。
浮船式空气斜槽装船系统
双套管远距离无尘装船系统
该系统是一种可以不设码头灰库，从厂内灰库或 是从电厂粉煤灰收尘点直接利用气力输送系统将粉煤 灰送装至船上的装船系统，该系统可以装水泥船等罐 体密封船，也可以装敞口的敞篷船，由于系统设置了 收尘装置，达到了良好的收尘效果，避免了原来装船 的扬尘问题。
双套管远距离无尘装船系统
I/O网络接口 电源 模拟量输入模块 模拟量输入模块 开关量输入模块 开关量输入模块 开关量输入模块 开关量输入模块 开关量输入模块
I/O网络接口 电源 开关量输出模块 开关量输出模块 开关量输出模块 开关量输出模块 开关量输出模块 开关量输出模块
就地电磁阀箱 就地电磁阀箱 就地电磁阀箱 就地电磁阀箱 就地电磁阀箱 就地电磁阀箱 就地电磁阀箱
I/O网络接口 电源 开关量输出模块 开关量输出模块 开关量输出模块 开关量输出模块 开关量输出模块 开关量输出模块
就地电磁阀箱 就地电磁阀箱 就地电磁阀箱 就地电磁阀箱 就地电磁阀箱 就地电磁阀箱 就地电磁阀箱
就地仪表 就地仪表 就地电磁阀箱 就地电磁阀箱 就地电磁阀箱 就地电磁阀箱 就地电磁阀箱
双套管密相气力除灰系统
技术简介
国家火电技术中心
内容简介
前言 什么是双套管？ 双套管除灰系统的主要特点 双套管除灰系统的技术优势 双套管除灰系统的工程应用
火电厂除灰技术的发展
电厂 除灰 技术
湿法 干法
水资源浪费严重 灰渣场的建设和投资 冲灰水对环境的污染（土壤、大气等） 灰管结垢和腐蚀 浸水后灰的活性降低、不利于再利用
双套管内气固两相流动的数值模拟
双套管内气固两相流动的数值模拟
双套管除灰系统的设计计算方法研究
◆ 内外管径的比例模型
◆ 内管开口间距的数学模型
D d
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1 s 4f
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2
L
K4Df ln
3 2
KD
p
s g
1
双套管除灰系统的设计计算方法研究
灰库设备
200
200
300
（不含土建部分）
灰库分选系统
300
400
500
原单管系统改造为双管 （出力提升，能耗下降，
磨损降低，维护量减小） 100-200
200-300
300-500
双套管远距离无尘装船
系统（一套）
200
300
400
双套管气力除灰系统运行顺序
动画
双套管气力除灰系统典型组成
双套管除灰系统关键设备
1：1工业试验研究中心
我们和国内权威的双套管远距离输送实验室合作，所有工业创新项目设计必 须通过1：1的工业化实验验证后才推向市场，最终的产品是完全满足用户需求和 生产实践的放心产品。
该实验室拥有总当量长度达4500米的双套管、正压（小仓泵）、密相栓流、 负压等几种主流的除灰试验系统，可进行1：1的工业性输送试验。
双套管密相气力除灰技术的特点
节能 高效 低磨损 不堵管
双套管除灰系统与常规仓泵比较
项目
输送压力 (atm) 耗电量 (kwh/tkm) 耗气量 (m3/ t km) 灰气比 (kg/kg) 起始速度 (m/s) 末端速度 (m/s) 磨损情况 安全和可靠性
双套管除灰系统 <4 4~6 <100 >30 2~7
灰气比 m (kg/kg) 总压力损失 p (MPa)
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
当量长度 L (m)
m=50 m=45 m=40
m=35 m=30 m=25
m=20
m=15
0
500
1000
1500
2000
2500
当量长度 Leq (m)
双套管除灰系统的设计计算方法研究
节水 节约土地资源 环保 资源再利用
现有干除灰技术
机械除灰（刮板、绞龙…） 负压气力除灰系统 脉冲栓流、空气斜槽… 正压仓泵 正压浓相 双套管密相气力除灰系统
什么是双套管？
内管开口 内管
外管
双套管输送技术原理
动画
双套管除灰技术的发展