正压浓相气力输送粉料技术研究和应用

正 压 浓相 气力输 送粉料技术研 究和 应用
陈祖 荣 黄澄 莹
贵 州光照 电 站 闽 黄联 营体
【 摘
: 要 」 在气 力输 送 中 物料 在管道 内的流 动模 式完全 取 决 其料性
, ,
。
针对 水 电站 所要 输 送 的水
泥 及粉 煤灰
2 005
年在贵州光照 水 电站
,
借鉴 火 电厂 气 力除灰技术 研究应 用 正 压 浓相 气 力输送
。
,
。
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
一 旦 料 栓形成
,
补气 将会 使料 栓更 加结实
:
。
通 过研 究确 定 的方法 为
在 每根 输灰 主管道 的起始端
一 旦 发 生 堵管
,
,
配 置 一 套正 压充气
,
,
负压 反抽 的清堵
,
2
.
、
存气 及去气特 性都适 合浓相气力输送
,
,
通
、
粒径分布
、
堆积 比重等 ) 进一 步 进行研 究 认 为可考虑采用 正 压浓相
。
2
仓泵 结构研 究
:
: 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 泵保证 顺 畅
、
可控
,
地供料 管道则保 证 顺 畅地输送
。
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
现场 实 际在
每根母 管 的始端设一 套 清堵装置
2
.
6
电控系统 设计研 究
:
开 发 和完 善各 种控制功能
,
提 高系统的自动化程度并 可提高系统 的可靠性及 出力
,
还 可 使运
行 费用进 一 步下 降
3
、
。
贵州光 照 水电站浓相 气力物送设 计
既可 单机 运行
也能 多台组 成系统 运行
,
。
整个 系统 主要 由五 大部 分组成
。
它们 是
:
气源 (如 空压机 ) 供料器 8 (如 仓泵 ) 输送 管道
、 、
、
楼上 粉料 雄及控 制系 统 贵 州光照水 电站 工程 所采用的气 力输送系统其示 意 图见 图
程 大致 可分为 以下 四个阶 段
l ( ) 进料阶段
,
始终 处于 边流化 边输 送状态
4 ( ) 清扫阶段
,
。
:
当仓泵 内 的物料即将输 送完 毕时 愉送 管内的压力 不断下 降 当压 力下 降到
5 使得 流化率达到 9
%
以上 解 决 了原先 QP B
。 。
一
4. 0
仓 泵根据稀 相输送 的原理 设计 带 来的耗气 量大
,
、
管道磨损 严重 的 问题
2
.
3
管 道直径 研究
:
系统 能否 成功运 行关键 是是否 充分考 虑 了物料料性对 系统 的影响 料 料性 (尤其 是可 变 时 ) 将 管道 (即管径 及 变径 点 ) 设计 好
,
贵州光照 电站借鉴火 电厂气 力除灰技术 研 究应用正 压 浓 相
t,
气力输 送粉 料技 术
,
目前系统 已输送 粉料约 5 万 6
,
实践证 明该 系统 不但 能稳定 可 靠地 以浓 相
,
、
输 送粉 料 料气 比达 到 o 以上 而 且 与其它水 电站 广为采用的稀相 输送相 比较 整个 系统 的能耗
m
,
,
弯头 5 个 弯头 5 个
,
。
图 3 气 力愉 送 系统 示 愈 图
. 水 平距 离 34 5m
。
浓 相干 输 灰是根 据 固气两相流的气 力输送 原理
利用压缩空气 的静压和 动压 高浓度
,
、
高效率
,
输送物 料
。
飞灰在 仓泵 内必 须得 到充分 流化
,
,
而且 是边流化边输 送
每台仓 泵都是 一 个独 立 体
,
自动开 启气 化气阀
7 1
一
,
压 缩空气 经 流量 调节阀 7
进入 仓 泵底 部流化装 置 3 ( ) 输 送阶段
:
,
使压 缩空气均匀地 包围在每一 粒物料周 围
,
,
同时壳体内压 力上升
,
.
当仓 泵压 力上升到系统 设定值 时 压力传感器 今 1 发 出信号
。 ,
自动开 启 出料
,
2 阀 1 和输送 气气阀 吞 1 由于物料进 入 输送管 道前 须经 过流化装置 从而物料流 化进一 步加强
座水 泥雄
,
而 3 号拌 和楼( x m 3 ) 小时产t 较低 23
,
,
只配 置粉煤灰罐及水泥 雄各一 座
,
。
同时为 了确
保粉煤灰 的供 应 在高 程 7 仪 腼 平 台又 配置 了二 座备用粉 煤灰雄
不 能供料 时
,
当
。
1
号及
2
号 的常用粉煤灰罐
,
备用粉煤灰镶 可 分别 向 1 号及 2 号拌和楼供 应粉煤灰
可 下 降 5 0 % 以上
2
、 ,
运行费用节省 极为 可观
。
正 压 浓相气力物送 粉料研 发思路
2
.
1
: 输送 原理 研 究
、
国内许 多具有极不 相 同粒子性 能 (如粒径
粒度 分布
,
、
形状
、
浓 度及 表面 硬度 ) 的物料 正 在
采用 气力输送
。
: ) 当物料在 常规气力 输送装 置输送 时 可 观察 到三 种不 同的输 送模 式 l 从稀 相平
。
,
,
所 以确 定压 力损 失和 耗气 量主要 是确定 管径 输送量 后
,
。
在传统 系统设计 中 往往 先确定 一 个灰气 比
。
,
,
知道
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
,
,
当空 气质 量 流 量进 一 步
减少 压 降反 而 增大 其 增大率通 常要 高于在稀相 中的压 力减 少率
相 气 力输送
。
此 区 域通 常称 之为 流态 化浓
压 力最 小 点相 连 的轨线 即为压 力最小曲线 (PM C )
。
,
并 常用 作划定 最低 稀相 气 力输
送 限度的界线
在气力输送 中由于物料 是 由气 体沿着管道输 送 所 以物料在管道 中的输送方 式 (浓相或稀相 )
三 ) 向 l 号拌和 楼供 应水 泥 ;
(2 )
# 4 及
5 # 粉 煤灰 雄 ( 即 灰管 四
、
五 ) 向 2 号拌 和楼供应 粉煤 灰
,
6
号 水泥雄 ( 即灰管 六 )
向 2 号拌和 楼供 应水 泥 ;
(3 )
7
号 粉煤灰罐 (灰 管七 ) 向 3 号拌和楼供应粉煤 灰
,
8
号水泥罐 ( 灰管八 ) 向 3 号拌 和
、
再从单仓 泵输送 到射 流泵 的输送 (福 建棉 花滩 电
、
站 用单 仓泵 输送 粉料
广 西百色 电站 用射流泵稀 相输送 粉料 ) 都存在 着输送 效率 低
。
管损 严重
、
易堵 管及 耗气 量 大等 问题
为 了成功 解决 以上 存在的问题
,
,
满足 工 程对 粉料持续 高强 度输送 的要
,
求
,
降低运 行 费用和提高 经 济效益
,
更 多的颗 粒将集中在管道下 部移动 ( 图
,
2 伪))
。
如果 气体 的速度进一 步下
。
降
,
) c 则将 出现 如 图 2 ( 所 示 的流态化浓 相输送
,
料气 比可 达 到 巧 ok 酬k g
当气 体速度 下降 到不能
将物料输送 时
d 则管道 将会 堵塞 ( 见图 2 ( ) )
,
。
针对 水 电站 所要输送 的水 泥及 粉 煤灰 其透 气性 过对 物料 的料性 (如粒径 气 力输送 水泥及 粉煤 灰
。
要求的最 小输 送速 度
2
.
,
系统就会 频频 堵管
:
,
反之
,
则能耗较 大
。
4
耗 气量 比较
气料 混合 即流 化效 果是气力输 送系 统 的关 键技术之一 输送 压力低
,
,
好的气化 效果
.
,
能使系统 耗气 量 小
,
出料均匀
,
运 行稳定 设备磨损 小 寿命 长
, , ,
。
由于 Q P 一礴 0 泵 出 口 加装 喷射装 置 B
、
,
真正 的系统 设计 是根据物
.
,
即料 性法 系统选型
、
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
装置
。
该清 堵装 置 的原理 为
:
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
,
然 后使 用小气 量进 行 吹扫达 到
,
.
粉 料技 术
,
0 成 功 地将 水 泥 及粉 煤灰 以 料 气比 达到 6 以 上 进 行输 送
: 【 健词 』 正 压 关
料目
气 力输 送
水泥
+
粉煤灰
1
、
前言
随着碾 压 混凝土 坝 的普及
,
筑坝 胶凝材料 (水泥 和粉煤灰 ) 的输 送技术成 为越来越 多的 人关
,
注 的环 节
,
从最 早 的螺旋 机输送 到单仓泵 输送
。
3
.
其工 作过
:
:
2 关 闭所有气源 及 出料 阀 1
,
打 开进料 阀 n 及平衡 (放气 ) 阀 9 物 料借 助重
,
,
0 力落入 仓泵体 内 当料位 上 升至料位 计 1 而 发 出 已满信号时
自动关闭进料阀 1 和平 衡阀 9 完
成进料阶段
。
2 ( ) 流 化加压 阶段
:
当进 料阶段 完成 后
3
4
号水泥罐 下 的灰管三 ; 号及 5 号粉煤 灰罐 下的灰管 四及五 交叉输送 号水泥 罐下 的灰管六 ;
/
(3 ) (4 )
6
(5 ) 7 号粉煤灰罐 下 的灰管七 ; (6 )
8
:
l
号水泥 罐下的灰管八
。
输送距 离为
粉 煤灰
水泥
:
:
水平距 离 3 4 m
,
,
提 升 高度 肠 m
4 提 升高度 3
,
、
存气 及去 气特 性 ) 曲线见 图
1
。
。
此流 动模式一 般 应用 于细粉 (例如 粉煤 灰
,
、
水泥 等 )
,
其典 型 的气力 输送特 性
,
从 该特性 图可 以看到
,
当空气质 量流童 由高 降低 而物料质量 流量 不变时
。
压 降也减
小 并达到 一 最 小值
,
此最 小压 力点 的右边 区 城通 常归类 为稀 相气 力输 送
) 稳转换到 流态化浓相 ; 2 送 ) 模式有着极大 的影 响
,
稀相
、
不 稳定区及栓流 ; 3 )
纯 稀相
,
。
由于 输送 的物料料性对流动 (输
因此在 设计气 力输送 装置 时
要确定物料 能 以何种 流动 模式来输 送显
得 非常重 要
。
物料的流 动模式主 要 由其 料性决定 特别是与粒 子 / 空气 相互 作用有 关的性能 (例如 透气 性
,
系统共有十座 雄
分 别为
1
o 号至 r 号雄
其 中粉煤灰雄 7 座
,
,
水泥 嘴 3 座
。
每座罐 下接 一 台仓 泵
(1 )
1
每 台仓泵 接一 根物送 管道
、
,
按照 罐标 号
,
分别为灰管 一 至 十
,
。
其中
:
号 及 2 号粉煤 灰罐 ( 即灰管 一
二 ) 向 1 号拌 和楼供应粉煤灰
3
号水 泥罐 ( 即灰管
,
,
使物料无法 进 行浓相 输送
料气 比低
,
,
耗气量 大 研 究开 发的仓泵 将物料充 分流 化后进行输 送
, ,
可 以确保物料 能够 浓相 输送
2
.
灰气 比 高
:
耗气量 小 可 节约 3 0 % 的气量
,
。
5
自动 消堵环 节研 究
系统 设计 技术首先确保正 常 稳 定
,
、
、
,
但当系统出现 异常情况 时 有 可能 发生堵 管现 象
为 了生产用 于 大坝浇 筑的混 凝土
,
应 向拌和楼输 入 水泥及 粉煤灰
,
。
目前贵州 光照 水 电站 左 岸
,
有三 座拌 和楼 (即
,
1
号
、
2
号及 3 号)
,
按要 求应 向每座拌 和楼提供水泥 们比
h 粉煤 灰 叨口
。
Fra Baidu bibliotek
由
于粉煤灰 比水泥 轻 相对掺量也较 多 1 号及 2 号拌 和楼 (2 4 5 扩 ) 分 别配 置二 座粉煤灰罐 及一 x .
楼供应 水泥:
(4 ) 备用 的 9 号粉煤灰罐 (灰管九 ) 向 1 # 拌 和楼供应 粉煤灰
,
0 备用的 1 号粉煤灰雄 ( 灰管
十 ) 向 2 号拌 和楼供 应粉 煤灰 从而根据 运行 工 艺
(1 ) (2 )
1
,
。
同时有 以下六 根输送 管道在 同时运 行
:
号及
2
号粉煤 灰罐下 的灰管一 及二 交 叉 输送 :
,
取决于气体的速度 如图 2 所示
,
。
压 降
图
1
从稀相平稳 转换 到浓相输 送 的典型 气力输 送 特性 曲 线
( 管道堵塞 ) d
图 2 物料在管道 中的输 送 方 式
() 当气 体速度 较高 时 所有 的颗粒在管道 中悬 浮移动 ( 图 2 a ) 如果气 体速度 下 降 只有 少量
, 。
,
的颗粒在管道中悬浮
,
,
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
、
,
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
。 ,
,
切 防物料
,
成团 快速 地进 入 输送 管 中 为 了使输送 能够稳 定可 靠 的运行 对仓泵 的布气 装置 进 行研究开发