正压气力输送系统堵管原因浅析赵洪光

正压气力输送系统堵管原因浅析赵洪光

赵洪光

（大唐长春第二热电有限责任公司吉林省长春市130031）

摘要：简要介绍了正压气力输送系统的工作原理，着重对造成正压气力输送系统堵管的因素进行了分析，并提出了相应的处理方法。

关键词：气力输送；堵管；原因分析

1、概述

气力输送技术已有100多年的发展历史，早在1810年Uedhu-rst就提出了邮件气力输送方案，1824年Vallanse最先建立了气力输送实验装置。但由于技术和工艺水平的限制，直到20世纪30年代气力输送技术才日益受到人们的青睐。在国内随着国民经济的快速发展以及国家对环境保护的要求越来越高，近20年来气力输送技术特别是正压浓相气力输送技术发展迅速，已经在许多行业得以广泛应用。但因物料在气力输送管道中流动状况的复杂多变性、物料物性、输送气量、零部件性能、仓泵给料状况等因素影响，气力输送系统堵管现象时有发生，本文对正压气力输送系统调试、运行过程中产生的堵管问题进行了分析，以期对快速判断堵管原因、消除堵管状况有所帮助。

2、正压气力输送系统工作原理

正压气力输送是根据固气两相流的气力输送原理，改悬浮式稀相气力输送为浓相气力输送，利用压缩空气的静压和动压高浓度、高效率输送物料。整个系统由五个部分组成：气源部分、输送部分、管路部分、灰库部分和控制部分。其中输送一个循环一般包含以下几个阶段：

2.1进料阶段：所有进气阀、出料阀关闭，仓泵平衡阀与进料阀呈开启状态，物料藉重力自由落入仓泵内，当进料至PLC设定进料时间（或料位）时，进料阀及平衡阀关闭，进料阶段结束。

2.2输送阶段：仓泵进气阀、出料阀及输送进气阀均呈开启状态，气固混合物通过出料阀进入输送管，物料始终处于边流化边进入输送管道进行输送，当仓泵内物料输送完后，管路压力下降，当管道压力下降至使压力开关发出信号时，输送阶段结束，进入吹扫阶段。

2.3吹扫阶段：根据项目实际情况，开启相应的气阀利用压缩空气吹扫输送管道，定时一段时间后，吹扫结束，关闭相应的气阀，进入等待阶段。

3、堵管现象的判断及清堵方法

PLC控制系统检测到堵管信号，管道输送压力快速持续升高至接近输送气气源压力，输送耗气量也随之急剧减小并接近零，且两者短时间内均无变化趋势，同时仓泵内的物料已不能输出，此时可判断为堵管。当堵管发生后一般要判断堵管原因，然后进行清堵。对于长距离输送在清堵过程中一般可先根据仓泵内余料量及对堵塞输送管道充压快慢大致判断堵管的位置是距离电除尘器还是灰库较近，然后选择对堵塞管道采用小气量吹堵还是采用对堵塞的管道充压后把压力经清堵管泄入电除尘器灰斗的清堵方式。不过无论采用那种方式进行清堵，清堵初期清堵气气量都不宜太大，以免把管道内的沉积物料大量吹到堵管处造成更严重的堵管[1]。

4、产生堵管的原因及处理方法

气力输送系统能够稳定运行必须满足以下两个条件：①物料能够从仓泵稳定、顺畅、均匀可调地进入输送管道。要实现该目标仓泵必须具有优良可靠的流化装置，以使料和气混合均匀，同时能通过调节仓泵气化气气量方便地调节给料量②物料在管道中能顺畅、稳定的输送。要使物料能够在管道内稳定输送，输送管道起始点的速度必须大于该物料的自由悬浮速度，否则很难稳定输送；而自由悬浮速度和物料的堆积密度及粒径成正比[2]；输送起始点的速度又与输送气量成正比。所以造成堵管的主要因素与物料的物性、输送气量、仓泵给料情况及零部件性能等密切相关，以下就这些因素进行详细阐述。调试及运行过程中如气力输送系统产生了堵管现象，应该立即停止输送系统运行，对可能造成堵管的因素进行逐个排查，找出堵管的原因并及时处理，避免堵管后就去清堵，管道清通投运后又频繁堵管的恶性循环。

4.1、控制部分原因

4.1.1、输送结束的压力设置是否妥当。输送结束的压力根据现场实际情况一般设置为比纯空气输送时压力大0.02～0.04MPa，如果压力设置的太高则会导致管道余料太多，导致下次输送时产生堵管。

4.1.2、PLC的输送时间设置是否妥当。如果PLC的输送时间设置较实际输送时间短较多，也可导致管道余料较多，导致下次输送时产生堵管。

4.1.3、各进气气动阀能否正常开启。如进气气动阀无法正常开启，此时应首先检查气源三联件的压力是否过低，如太低则调整到0.50MPa以上；其次检查该气动阀对应的电磁阀是否失灵；另外应检查集控阀是否存在背压，如存在则拆下集控阀排气口的消声器进行清理；如以上几点都没问题则应检查气动阀汽缸外部是否漏气，汽缸活塞的密封是否损坏（如受损则活塞两侧不能形成推动汽缸动作的差压），气动阀阀芯是否变形、卡异物等不利于其动作的因素。

4.2、气源部分原因

4.2.1、输送气气源或仪用气气源压力不足。如果输送气气源压力过低（0.40MPa以下）则会导致进气量大幅减小，输送速度减小而堵管；如仪用气气源压力过低则可能会导致各气动进气阀无法正常开启，导致输送进气量减小以至堵管。此时应检查空压机是否正常、空压机产气量是否达到了其标称气量、气源母管道上阀门有无完全打开、气源管道有无泄露。

4.2.2、空气干燥及过滤装置工作异常。通常大气中会含有一定的水分，当空气经空压机压缩后气态水会凝结为液态水、尘埃及少量油，如空气干燥及过滤装置不能正常工作，这些液态水、尘埃及油如随压缩空气一起进入管道进行物料输送，则可使物料粘结，增大输送阻力，降低输送速度以至堵管；如进入仪用气管在寒冷的冬季则可能会导致控制气管冰堵，气动阀门无法动作；另外仪用气含尘量超标时，会造成电磁阀的阀芯及气动阀汽缸的活塞摩擦加剧，影响使用寿命，甚至导致电磁阀及气动阀开关失灵。此时应对空气干燥及过滤装置进行检查，及时消除缺陷。

4.2.3、仪用气的气源三联件上压力调节的过低，致使各气动阀不能正常动作，造成堵管或假堵管现象。此时气源三联件上压力应该调节至0.50Pa以上，如系统有使用圆顶阀等采用密封圈软密封的阀门，则气源三联件上压力宜高于0.55MPa，以保证密封圈的密封效果；同时输送气上宜设置减压阀把输送气压力减至低于仪用气三联件上设置的压力以避免堵管时仓泵压力高于密封圈密封压力而冲坏密封圈。

4.3、仓泵部分原因

4.3.1、仓泵流化装置是否损坏。如仓泵流化装置损坏或无流化装置，特别是一电场，则物料不能被均匀流化，仓泵给料量易产生较大波动，流速及输送压力不稳定，易导致堵管。

4.3.2、仓泵进料是否太满。如果仓泵料位异常且进料时间设置的又偏大导致仓泵每次进料都被完全充满，则进行充压流化时仓泵就没有或仅有一点流化空间，导致料气混合不均匀，易产生堵管。此时应校准料位计，同时重新通过手动进料确定进料时间。

4.3.3、各个进气的气量比例设置不合理也会导致堵管。该状况在调试初期及物料物性发生较大变化是容易出现，此时应合理分配各进气的比例。

4.3.4、止回阀是否正常。如果止回阀橡胶圈或阀芯损坏可导致①物料倒入进气管②损坏的止回阀橡胶圈或阀芯堵在进气管，上述两种状况易使进气不畅、进气量减小造成堵管。如压力变送器及压力开关等安装在该进气管道上因进气不顺畅，还易导致该进气开启就会出现假堵管报警。

4.3.5、进料阀、平衡阀漏气严重。进料阀及平衡阀漏气易导致开泵输送后进入管道的气量锐减导致堵管。

4.3.6、出料口大小是否适宜。特别对于下出料仓泵，当输送一些堆积密度大的物料时，如出料口口径较大，则通过调节仓泵进气的大小无法有效控制仓泵排料速度，可能造成堵管。此时应限制仓泵排料速度，减小料栓长度，提高管道起始点的输送速度。

4.4、输送管道及灰库部分原因

4.4.1、下出料仓泵多泵共用一个出料阀时，如两仓泵间间距较大，而两仓泵间管道上的补气量不应太小，则会导致加压流化时两仓泵间管道内的物料被“压死”，开泵后立即堵管。

4.4.2、输送管道的弯头或直管段泄露。直管段法兰连接或焊接不牢，弯头磨损等产生泄露后，由于泄露点静压降低导致泄露点后部容易产生堵管。

4.4.3、输送管道上的相关阀门（如库顶切换阀）未完全打开，导致输送期间局部阻力过高，容易造成堵管。

4.4.4、输送管道内有块状异物等造成管道堵塞。在电除尘器和气力输送系统安装完成后如未对电除尘器灰斗及气力输送系统仓泵内的杂物进行彻底清理，杂物则容易进入输送管道引起堵管。如通过综合分析认为存在该原因造成堵管的可能，则应判断堵管位置后拆开输送管道取出异物。

4.4.5、输送管道管道设计、安装不当。如输送管道变径点及管径设计或安装不当，导致变径后输送速度低于输送物料的起始输送速度也很容易造成堵管。另外如过输送管道倾斜爬升距离过长也不利于输送，易造成堵管。

4.4.6、灰库上的布袋除尘器、真空压力释放阀异常。灰库上的布袋除尘器排尘风机或用于滤袋清灰的脉冲喷吹装置工作异常导致灰库内的压缩空气不能及时排出，灰库压力高。如此时真空压力释放阀不能打开（不宜随意在真空压力释放阀上设置配重）则会给输送系统带来较大的背压，即仓泵与灰库间压差减小，输送时的静压降低，容易造成堵管。

4.4.7、灰库满仓导致输送管道中的物料无法进入灰库造成输送系统堵管。

4.5、物料的物性变化因素

如煤质、锅炉燃烧方式、锅炉工况、入炉煤粒度、电除尘器运行方式都会造成飞灰粒度变化，所以气力输送系统产生堵管现象也很有可能是被输送物料的特性发生了较大变化造成的。

4.5.1、锅炉点炉初期因锅炉燃烧不完全、飞灰含碳量大、颗粒较大，同时初期飞灰因锅炉投油使灰的粘性较大、灰温低，流动性差，输送所需的最小起始速度较大。为避免输送系统堵管此时应适当缩短进料时间，加大输送气量，提高输送流速，降低输送浓度，保证稳定输送。

4.5.2、入炉煤煤质发生较大变化导致灰量变多、变粗。为避免输送系统堵管此时应增大总输送气量、调节各进气比例，降低输送浓度，同时提高系统出力。

4.5.3、电除尘器一电场退出运行。电除尘器一电场退出运行后，一电场灰斗收集的为依靠自身重力沉降下来的粒度较粗、比重较大的飞灰；电除尘器二电场灰斗收集的灰量增大、飞灰变粗。所以当电除尘器一电场退出运行后，为避免输送系统堵管及后电场输送系统出力不足造成灰斗堵灰，此时应对整个输送系统的气量、各进气的比例、输送等待时间等进行调整和重新设置。

参考文献：

[1]冯阳.防止堵管的若干措施[J].水利电力标准与质量，1994，（1）：14-15

[2]黄标.气力输送[M].上海科学技术出版社，1984

作者简介：

赵洪光（1970-）男工程师现任职于大唐长春第二热电有限责任公司