正压浓相气力输灰系统堵管原因及处理方法
正压浓相气力输灰系统堵管原因及处理方法
苇湖梁电厂125 MW机组的气力输灰系统配用正压浓相小仓泵系统。 该系统在满足飞灰输送的同时，系统及零部件曾发生不同的故障。其中最需要注意的是管道阻塞，因为大部分系统和零部件的故障如果不及时处理，最终都会导致或反映为堵管。笔者根据实际运行、维护和管理经验，分析气力输灰系统输送过程中堵管现象发生的原因，并提出预防措施和解决方法。
1 正压浓相小仓泵的工作过程
图1为正压浓相小仓泵的结构示意图。
1.1 进料过程
进料阀呈开状态，进气阀和出料阀关闭，仓泵内无压力，粉煤灰进入仓泵。当仓泵内灰位高至与料位计探头接触时，料位计发出料满信号。在控制系统作用下，自动关闭进料阀，进料结束。
1.2 充压流化过程
进气阀打开，压缩空气通过流化盘均匀进入仓泵，仓泵内飞灰充分流态化(保证初期的灰气混和的均匀性，灰粒的碰撞、磨损、降低其粒径，提高表面光滑度) ，同时压力升高。当压力升高至双压表设定的上限值时，充压阶段结束。
1.3 输送过程
压力升至压力上限，出料阀打开，气灰混合物通过出料阀进入输灰管道，输至灰库。当仓泵内飞灰输送完毕后，管路阻力下降，仓泵内压力降低。当仓泵压力降至压力下限值时，输送阶段结束。
1.4 吹扫阶段
进气阀和出料阀仍然保持开启状态，吹扫仓泵及输灰管道内的残余灰，以利于下次输送。也可说吹扫过程是对输送过程的补充。吹扫过程按时间设定，吹扫结束后，关闭进气阀，延时关闭出料阀，泄掉余压，然后打开进料阀，仓泵恢复到进料状态。
2 堵管的判断及其影响因素
2.1 堵管现象的判断
在输送气灰混合物的过程中，在设定的输送时间内，仓泵双压力表未达到下
限值，控制系统则判断为堵管，自动关闭进气阀、出料阀。
2.2 堵管的原因
2.2.1 系统参数设定的影响
仓泵压力下限值的设定较为重要，一般设定为：仓泵输送的压力加上0.01～0.03 MPa ，若下限值设定较高，则必须加长吹扫时间给予补充，避免管道中残余灰对下一次输灰或其它仓泵造成影响。仓泵压力上限值设定为仓泵实际输送过程中的压力加上0.02～0.04 MPa。上限压力设值过高，出料阀打开瞬间，初速过高，阻力增大，易造成堵管。
2.2.2 气源的影响
(1) 气源压力不够气源压力必须克服仓泵的阻力、提升的高度、管道的阻力以及灰库的压力，如果压头不够，则容易发生堵管。
(2) 气量不足
气量不足，使灰气比增大，输送浓度过大，造成管道阻力增大，易发生堵管。
(3) 气源带油、带水
气源带油主要原因：空压机挡油环老化、型号不配套。对于螺杆空压机主要原因在于油气分离器滤网漏或堵塞。
气源带水的原因：空压机冷却器泄漏、自动排污器失灵，储气罐未定期排污，干燥塔动作失灵(A、B 塔不切换) ，干燥剂未按期更换。此外，干燥器或冷却器除水效率下降，会造成空气中含水量增大，使空气露点温度升高。若在天气寒冷的地方，容易使空气结露。
气源带油、带水，会使灰粒相互黏结，流动阻力骤增，造成堵管。所以发现气源带油、带水时，应立即停止仓泵运行，停止空压机运行，打开空压机的排气门进行检查，若发现有油或水排出，应关闭其出口门，按照上述原因，进行消缺。即迅速打开储气罐排污门，利用管道中的残余气体将油或水带走，再开启备用空压机对管道充压，然后重复前面的过程，直至排出纯净空气为止。投入仓泵运行前要对全部管路进行吹扫。
2.2.3 灰源影响
(1) 沉降灰
沉降灰是指烟气经过未投运的电除尘时，一部分重力大于烟气浮力而降落于灰斗的灰。包括锅炉点火阶段煤油混烧沉降的灰和电除尘故障停运后沉降的灰。 电除尘故障停运后沉降的灰一般颗粒粗大，表面粗糙，造成输送事故概率增加。煤油混烧灰粘性大，在输送过程中，灰粒逐渐沉降，易发生堵管。此时应设法降低灰气比。调整的方法是：
①改进料时间，控制进入仓泵的灰量约为仓泵体积的1/3为宜；
②在输送管道加设一道垂直横向冲击飞灰的气管，降低灰的浓度。
(2) 灰温低
粉煤灰的表面有很多孔隙和裂缝，孔隙率最大可达60%～70%。这种结构，对水的吸附作用很强。在灰温低时，粘附在飞灰表面的SO3气体及水蒸汽等，容易结露，使灰的粘性增加，内摩擦增大，流动性差，流动阻力增大，造成堵管。
2.2.4 管道泄漏的影响
正压浓相输灰系统的输灰管道除弯头外均可采用无缝钢管。因输灰管内的输灰流速平均在8～12 m/s。长期运行后，会使输灰管道磨损而泄漏，造成泄漏点后部因压头降低而发生堵管。主要表现在以下几个方面：
(1) 直管段的接合处。为了补偿管道热胀冷缩，一般直管段的连接使用密封胶圈及卡环。安装过程中密封圈错位、卡环受管道输灰的震动而松动，造成泄漏；同时若两直管对接错位，会造成后面的管道严重磨损，加剧管道泄漏。
(2) 弯头部位在运行过程中，逐渐磨损泄漏。
(3) 卸灰门关闭不严，造成泄压短路。
由于管道及卸灰门的泄漏均会使管道泄漏点处的压头降低，造成泄漏点后部灰的推力不足，导致堵管。如果泄漏大，从表计上反应不出，所以应特别注意。
2.2.5 仓泵本体故障的影响
(1) 流化室泄漏
流化室主要使进气沿流化板较均匀的进入仓泵， 使灰气混合均匀，实现单位体积浓度接近平均值。 如流化室泄漏、进气速度加快、灰气混合程度较差，进入输灰管道后，在管道中各处阻力相差大，造成流速不稳定，当某一处的灰的浓度大，而使阻力大于对其的作用力时，就发生堵管。所以流化板应该定期检查更换。
(2) 硬密封抽板式出料阀行程调整有误
如果抽板式出料阀的抽板行程调整不当，出现抽板口径与管道内径错位，在灰的输送过程中，因严重节流， 造成输灰管道内的压力不足而引起堵管。常表现为在同一输送管的其它仓泵运行正常，而该仓泵在调整进料时间后，仍连续发生堵管。如果蝶形阀或半球阀转动角度较小，也会造成管道节流，使管内压力减小，而发生堵管。
(3) 出料管口与流化板间距过大
灰在灰管中的输送，主要靠仓泵与管道的压差以及进气的流化携带。如进气口与流化板的距离过大，灰不能得到进气很好的流化，便进入输灰管道，就会造成浓度过大，发生堵管。一般进气口与流化板的距离为20～50 mm 。输送距离较长时取小值，输送距离较短时取大值。
2.2.6 灰库的影响
(1) 进灰电动门行程调整不当或操作错误进灰电动门行程调整不当会造成阻力过大，引起堵管。所以应即时校正好行程，而操作错误主要表现在倒库时误关或先关后开。
(2) 满库
进灰量大于卸灰量是造成灰库满库的原因。当灰库满灰时，多余的灰就会堵塞在管中发生堵管。
(3) 袋式除尘器故障
因袋式除尘器消灰装置失灵，造成排气量减小，库压升高，使仓泵与灰库压差降低，压头不足而堵管。所以定期检查清灰装置，并确定袋式除尘器的压差不超过1 176 Pa，或定期(一年) 更换布袋。
2.2.7 热工表计的影响
(1) 料位计故障
目前一般仓泵使用的料位计皆是音叉式料位计，准确性较高，但对该料位计的调整较为重要。如调得过于灵敏，会造成仓泵进灰量过少；如灵敏度调得不够，则造成仓泵进灰过多，使仓泵内流化空间减少，灰的浓度比较大，容易发生堵管。 仓泵的进灰量由时间继电器与料位计控制。为了实现输灰量最大化，从节能和降耗等角度考虑，优先选择料位控制， 所以料位计的准确性就显得较重要了，调整时应由料位计发出延时信号，5 s 后，若信号仍存在，则关闭进料阀。在下
灰正常的情况下，计算料满时间，然后整定时间控制为：料满时间加30～60 s 。
(2) 双压力表故障
仓泵上的双压力表在整个运行控制过程中起到十分关键的作用，它的正常与否，直接影响系统的运行和故障的判断。在流化过程中，该压力表限制其上限压力，同时控制出料阀的开启；在输送过程中，监视输送中的压力变化，表明管中飞灰输送的状态是否稳定连续运行；当管道压力降低到下限值时，输送过程结束，自动进入吹扫时间。因此双压力表直接或间接的影响到阀门的开停。
双压力表常见故障 ：①未到设定上限，出料阀动作，影响流化效果；②未到下限，输送过程结束，造成管道内积灰，影响同输送管的其它仓泵的输送；③因接点电压为24 V(现基本改为220 V) ，接点易受环境影响而失灵；④接点起弧碳化，接触不良。
2.2.8 其它影响
(1) 出料阀、密封圈材质不合理。
(2) 出料阀选型不合理。 常见的出料阀有插板式硬密封出料阀、插板式软密封出料阀、半球式出料阀、软密封的蝶型阀、硬密封的蝶形阀等，它们各有各的优缺点，推荐使用插板式软密封阀。
(3) 输灰管道设计不合理
①输灰管道的爬坡和弯道过多，影响了管道中灰的流态稳定。
②出料阀与输灰管道之间距离过长，当同一输送管的其它仓泵输灰时，会造成该管道内积灰过多。
(4) 锅炉三管泄漏的影响
锅炉三管泄漏造成灰的水份增大，一旦灰温低，烟气容易结露，使输送阻力增大，发生堵管。
3 假堵管的判断与处理
3.1 假堵管的判断
假堵管主要是指在输送气灰混合物的过程中，仓泵压力表压力达到上限值时，出料阀未打开，灰未能输出。此时仓泵压力继续升高，而在规定时间内不可能达到下限值，控制系统则判断为堵管。
3.2 出料阀未开启的原因
(1) 控制气源压力过低，无法推动气缸内活塞运动，从而未能带动出料阀抽板；
(2) 出料阀抽板与密封圈间隙过小，摩擦阻力过大；
(3) 气缸活塞密封不好，造成气缸内无压差；
(4) 控制气源管道泄漏，压力不够；
(5) 电磁阀失灵。
3.3 假堵管的处理方法
(1) 调整三联件控制压力，一般三联件压力设定在0.35 MPa左右为宜；
(2) 调整出料阀密封圈的垫圈，使控制气源为0.25 MPa时出料阀能开关。安装时必须注意阀门开关方向一定要正确；
(3) 更换气缸活塞的密封圈；
(4) 更换泄漏的控制气源管；
(5) 更换失灵的电磁阀。