气力输灰管道磨损改进措施探索

气力输灰管道磨损改进措施探索

唐红

单位：重庆大唐国际石柱发电有限责任公司

单位邮编：409106

摘要：目前，电厂、化工厂已经广泛应用正压浓相气力输灰技术，为企业生产提供了足够支持。但随之而来的管道磨损问题也日渐突出。因此，需要在生产实践过程中，深入分析气力输灰管道发生磨损的原因，不断优化调整，升级系统，降低磨损率。为此，本文首先阐述了气力输灰系统工作原理、气力输灰系统的工作流程，而后分析了输灰管道损坏的原因及影响因素，并提出了改善措施。

关键词：气力输灰；管道磨损；原因分析；改进措施

引言：

在水泥制作原料中，飞灰成为了绝大多数燃煤电厂、供热中心的首选，这使得气力输灰设备得到了广泛应用，其主要作用就是将电除尘器收集到的飞灰向灰库进行输送，而后将干灰运送到水泥厂。分析气力输灰全过程，不难发现，设备经常发生管道磨损的情况，而发生磨损的位置，一般存在输灰管道中。本文旨在通过分析其工作原理，找出原因，而后采取有效的措施解决输灰管道磨损问题。

1. 气力输灰系统工作原理

本文主要以某公司锅炉为例，其型号为DG1100/25.4－Ⅱ3型直流锅炉，单炉膛π型布置、前后墙对冲燃烧、一次再热、平衡通风、固态排渣、全钢架结构、露天岛式布置。本次研究主要运用的是正压浓相气力输灰系统，其中每台除尘器双排5个灰斗，2台除尘器一共有20个灰斗。采用顶部电磁锤振打静电除尘处理飞灰，在该气力输送系统作用下，按照1台炉的4台仓泵为1个输送单元，共计5个输送单元。其中，该系统的末端配备了3座1800m³钢筋混凝土平底筒仓结构灰库，当中包含干灰装车、湿灰装车^[1]。

采用正压浓相气力输灰，主要的作用原理就是，利用了气固两相流，简单说，就是运用压缩空气的静压、动压，完成高浓度物料的输送，从而使得飞灰可以在仓泵内进行充分的流化，与此同时，也可以一同完成输送，最终使得静电除尘器灰斗内的灰，传送到灰库，最后，按照相应的要求，将干灰运输到指定地点。

二、气力输灰系统的工作流程

在整个气力输系统运行过程中，气力输灰的输送方式是不连续的，每完成进、出一次物料，即为一个工作循环。具体工作流程如下：首先，工作人员需要先关闭出料阀，并开启排气阀、进料阀，待进料结束后，要及时关闭进料阀、排气阀。而后将加压阀的压力调整到160kPa^[2]。其次，完成基础准备工作后，该系统会自动打开出料阀、防堵阀、补气阀，此时输灰开始。在输灰系统运行过程中，如果压力大于堵管250kPa，同时，该输送压力还停留了一定时间，此时气力输灰系统会发出堵管报警。如果发生此情况，应当及时关闭补气阀、开排补气阀以及全部的加压阀，同时要打开排堵阀，等待一段时间后，当压力下降到5OkPa时，系统报警便会自动解除，而后关闭排堵阀，按正常的要求输灰。最后，在输送压力下降到空管20kPa时，需要及时关闭全部的补气阀、防堵阀、出料阀，此时，已完成一次输灰循环。需要注意的是，由于每排配置一致，因此，工作人员需要关注启动条件，在第二排输灰运行时，要保证第一排出料阀是关闭且密封状态。

三、输灰管道损坏的原因及影响因素

（一）磨损原因分析

1、主要原因

首先，由于受到物料在管道运输过程中，会发生摩擦运动，从而造成管道磨损，而物料本身的颗粒度、密度、硬度等方面，系数越大则越容易导致管道磨损严重。此外，输送气流速度如果过快，弯管曲率半径越小，同样会产生更为严重的磨损^[4]。其次，由于物料运输的管道并非直管道，这必然会出现一些物料，直接撞击到管道内壁，此种情况便会造成管道表面结构发生局部破损，甚至脱离。最后，管道内壁产生的刮痕磨损，此种情况主要是因为物料渗入到表面而造成局部剥离。

2、其它原因

一方面，随着社会的发展，企业生产运行需求量不断增大，这使得对飞灰的需求量也日渐增加，导致干混中心每日配灰量非常巨大。而大量的飞灰在管道内运输过程中，必然会对内管壁造成摩擦，进而损伤内管壁，为此，损耗程度也加大。另一方面，在管线焊接位置，如果焊接不均匀导致出现气孔，也会造成管道损坏。由于长时间处于高压气流的作用，飞灰粒子会渗入到表面中，由此造成局部剥离，从而导致焊缝开裂，此时飞灰会进入其中，此时会直接影响到正常的配灰。除此之外，连接扫线的管线容易发生刺漏，这一情况，主要因为受到配灰转罐路径较远，或者气候潮湿，飞灰会直接受到影响，而发生堵塞，此时要进行扫线，使得管线顺通。但是在扫线过程中，由于部位气流速度较大，进而产生过大的撞击、摩擦能量，这样便会直接增加对该位置管线的磨损程度^[5]。

2. 磨损影响因素

1、输送气流：在输送过程中，过大的气流速度会直接影响到管壁磨损，因此，气流的选择要保证合理性。2、输送物料的物性：由上文可知，物料本身物性也会直接影响到管道，造成磨损。如果物料浓度增加，磨损量也会加剧，此外，颗粒、硬度越大，则会导致物料表面更加尖锐，容易发生磨损。3、撞击角：通常情况下，弯道是发生撞击的主要位置，分析其原因，不难发现，主要是因为物料受到忽然改变的气流方向的影响，导致其撞击管壁，进而发生磨损。根据有关试验，当入射角为22°时，磨损发生在弯道的外侧；如果入射角为45°时，则磨损发生在管道内侧；若是75°到85°时，则磨损部位通常在外侧。4、而弯管自身的结构、形状，同样会影响管道磨损。

四、气力输灰管道磨损的改进和优化

通过上文对输灰管道损坏的原因及影响因素的分析，不难发现，想要达到改善气力输灰管道磨损的目的，需要从其影响因素入手，有针对性的解决管道磨损问题。例如，由于弯管容易发生磨损，为解决此问题，可以从弯管材质入手，选用耐磨材料，或者填充耐磨材料。此外，也可以选用金属陶瓷复合材料制造的弯头，将其应用到管道弯曲处，这样可以很好的减少弯头磨损程度。按照此种方式，在具体实践中，发现其耐磨寿命加高，与此同时，由于其内表面非常光滑，所以不会产生过大的运行阻力。再有，可以在容易发生磨损，较为严重的弯头外侧，增加衬板，也可以通过加厚处理的方法，控制磨损。需要明确的是：对于变径管的扩张角要控制在15°范围内；而变径后的除灰管道的初始流速不能低于10-12 m/s,变径除灰管道的末端流速，负压系统最好不要大于25m/s,正压系统不能超出40 m/s。

除此之外，还要在输送过程中，选择三通，这样可以最大程度上减少管道磨损。与此同时，需要合理选择适宜的气流速度，避免气流速度过大，而直接影响到管壁磨损，还要注意控制撞击角的选择，只有这样才可以最大程度上减少管道磨损。

结束语：

总之，为改善管道磨损，工作人员需要结合企业实际情况，深入分析导致管道磨损的原因，而后找出有效的解决措施，最大程度上减少气力输灰管道的磨损问题。

参考文献：

[1]韩建生.气力输灰管道磨损改进措施[J].科技资讯,2019，34(18):100-101.

[2]王丽,高亚宁,王军锋.输灰管道的磨损分析及改进[J].山东工业技术,2019,283(05):80-80.

[3]王中营,武文斌,曹宪周.粮食颗粒对输送管道的磨损机理分析及解决措施[J].粮食与饲料工业,2017，12(10):112-115.

[4]刘波,滕飞.浅谈长输管道密闭输送的水击保护与压力调节[J].石化技术,2019,26(006):152,150.

[5]王军成.集输管线典型管件冲蚀磨损数值模拟[D].辽宁石油化工大学,2019，12（12）：100-101.