气力输灰技术方案

泸州永丰浆纸有限责任公司75t/hCFB锅炉配套气力输灰系统技术文献浙江天洁环境科技股份有限公司2023年5月

目录TOC\o"1-2"1.工程设计方案 21.1.工程设计方案与说明 21.2.供货范围 102.重要设备及部件选型 132.1.仓泵选型的说明 132.2.重要零部件选型说明 133.产品规格与标准 173.1.产品规格 173.2.产品执行标准与规范 204.工程实行 214.1.生产制造与实验 214.2.安装调试与运营 214.3.工程进度安排 224.4.质量保证及售后服务 23

工程设计方案工程设计方案与说明原始设计资料与设计依据锅炉与除尘器型式锅炉容量：1×75t/h锅炉除尘器型式：一电二袋除尘器除尘器灰斗布置：3个操作条件飞灰量单台75t/h飞灰总量：9.89t/h(暂定)单台75t/h炉灰量分派：项目一电场二电场三电场灰斗数量（个）111按电场灰量（t/h）8.371.300.05飞灰理化性质飞灰化学成分（略）飞灰物理性质飞灰粒径分布：（暂缺，按下表考虑）一电场二电场三电场飞灰平均粒径（m)40208飞灰温度：按150℃考虑飞灰真实密度：按2400kg/m3考虑飞灰堆积密度：按750kg/m3考虑飞灰输送距离水平输送距离：按100m考虑垂直爬升：按22m考虑90弯头处数：按5处考虑输灰系统设计方案与说明系统工艺流程参见气力输灰系统工艺流程图。本系统流程涉及如下重要部分:仓泵部分：采用上引式流态化仓泵作为系统关键输送设备。根据电除尘器各电场工况变化，配置不同规格仓泵以适应工况规定，每只灰斗下设一台仓泵，共3台。仓泵接受灰斗中的飞灰，在压缩空气的作用下，灰气混和物排入输送管道，实现飞灰的远距离输送。气源部分：采用空气压缩机作为动力源，为保证系统的稳定运营，设立和干燥过滤系统。(气源部分由用户自备)输送管道：采用普通无缝钢管为输送管道，弯头采用钢瓷复合耐磨弯头。灰库：设300m³混凝土结构灰库1座，灰库库顶设布袋除尘器和压力真空释放阀，用于灰库排气；灰库筒体设料位计；灰库底部设气化装置和飞灰干、湿卸料设备。系统出力设计本系统采用3台仓泵及相应控制设备。系统合用一套气源以减少气源波动，减少备用气源容量。出力设计按正常灰量的150%考虑,不小于锅炉最大飞灰量。说明：二、三电场仓泵出力重要考虑当前级电场故障停运时，二、三电场灰量加大到原一、二、三电场灰量时的出力规定。系统重要设备参数设计单台75t/h炉重要设备配置与参数设计见下表：一电场二电场三电场仓泵数量（台）111仓泵规格（m3有效容积）2.01.01.0输送管道数量（根）11输送管道规格（mm）Φ114×7-Φ133×8Φ114×7-Φ133×8输送压力（kg/cm2）2.302.002.00输送流速（m/s）7.06.806.50输送灰气比（kg/kg）≥35.0≥35.0≥35.0设备配置与说明气源系统本工程气源设计条件如下：输送用压缩空气输送用气耗气量峰值耗气量20.0Nm3/min。设2台14.1m³/min的空压机，两用一备。空气品质指标压缩空气常压露点低于-20℃、油份含量小于3ppm、去除大于5m以上尘粒的99%，以防止输送过程中灰气混合物温度低于露点时飞灰的受潮粘积倾向贮气罐缓冲单台炉设3m3缓冲贮气罐1只，满足输灰系统间歇用气的负荷规定。控制仪表用压缩空气控制用气耗气量控制用气峰值耗气量0.5Nm3/min。平均耗气量0.40Nm3/min。空气品质指标压缩空气常压露点低于-20℃、油份含量小于3ppm、去除大于1m以上尘粒的99%。仪用气储气罐设1m3仪用气贮气罐1只，贮气罐可起到稳定气源压力，缓冲用气的作用，满足间歇用气的负荷规定。仓泵系统本系统配置多个上引式流态化仓泵作为关键输送设备。根据电除尘器不同电场运营工况的不同，相应配置不同规格的仓泵和管道以适应工况变化的规定。每只灰斗配置1台仓泵，共配置仓泵3台。每台炉仓泵具体配置如下:一电场配置F2514型仓泵1台，其有效容积为2.0m3。仓泵出料管径为Ø114（Ø133）×7，配套出料阀型号为EL100（EL125）型。二电场配置F1512型仓泵1台，其有效容积为1.0m3。仓泵出料管径为Ø114×7，配套出料阀型号为EL100型。三电场配置F0512型仓泵1台，其有效容积为1.0m3。仓泵出料管径为Ø114×7，配套出料阀型号为EL100型。输送管道由于系统输送流速低，本系统采用加厚的普通无缝钢管作为输送管道，弯管可采用背部加厚无缝钢管弯头或钢瓷复合耐磨弯头，弯曲半径不小于0.7米。一电场1台仓泵用1根输送管。采用变径，规格为￠114×7—￠133×8。二、三电场2台仓泵合用1根输送管。采用变径，规格为￠114×7—￠133×8；输送管道在安装设计时考虑热膨胀，采用弹性管系设计原则，尽量运用弯头作补偿。输送管道沿程每隔20至30米设吹堵装置一道，以满足系统故障堵管时的吹堵规定。控制系统控制系统设备配置本系统设1台程序控制器〖采用三菱可编程序控制器〗实现3台仓泵及相关设备的协调有序运营。每台仓泵各设一只现场控制箱，共3只现场控制箱。现场控制箱接受仓泵传感器信号〖涉及仓泵阀门状态信号、料位信号、仓泵运营压力参数和故障信号等〗并送至程控器，同时接受程控器的控制信号，并转换为仓泵阀门〖涉及进料阀、出料阀、一次气进气阀和二次气进气阀等〗动作。每台仓泵上设料位计、隔阂式压力开关、压力变送器等传感器件以满足流程规定。另设系统气源压力变送器和灰库料位接口以供输送程序控制系统连锁用。设输送显示控制柜1台及LCD监控系统以实现系统运营状态的动态监控。系统控制功能系统具有二种运营方式，即自动运营、就地手操。其中自动运营为正常情况下的运营方式；就地手操为备用方式，涉及就地手动和手动触发自动运营〖一个循环〗，并可切换；任何情况下手动操作时，出料阀与连接在同一根输灰管道上的其余仓泵的输送状态相连锁。在正常运营方式下，任何一台仓泵可单独解列转为就地手操方式以便于单台仓泵的故障解决同时不影响其余仓泵的正常输送。自动运营下，每台仓泵由料位和时间触发轮流排队运营，并可选择电场优先或灰斗高灰位优先。同时连接在同一根输灰管道上的多个仓泵中同时只能有一台仓泵处在输送状态。系统运营过程中，可通过液晶显示屏实时了解系统运营状态和相关参数，并可随时更改相关参数〖涉及间隔时间、流化时间、输送时间、吹扫时间等〗。系统提供故障报警信号，并进行相应的流程解决。涉及系统气源欠压报警并自动严禁下一仓泵的输送直到气源压力回复；仓泵欠压报警，提醒检查仓泵进气是否正常或流化盘是否堵塞；堵管报警，同时严禁连接在同一根输灰管道上的其余仓泵的输送直到堵管清除后仓泵压力下降。300m3钢灰库系统设计方案本工程设1座300m3容积的钢结构灰库。重要范围包含以下内容：从＋0.00米以上的钢灰库（含顶板）。钢灰库支架、连接架、附属设备基础支架、平台扶梯。油漆，所有钢体表面除锈及一道防锈漆，二道面漆。汽车散装机、库底卸料器、加湿搅拌机、真空压力释放阀、排气布袋收尘器等附属设备及库体保温。气化风机（含电机）、空气加热器、料位计、管道等。投标方必须提供完整的上述各部分，构成功能完善的设备，作为一个操作功能单元的部位或材料，所有涉及在投标方的供货范围内。假如因投标方供货不全，导致不能正常开机的责任由承包人承担，供货不所有分由供方补齐，补齐的零部件费用包含在总价内。性能保证值：机械担保保证提供的设备和材料为全新的，符合国家标准和发包人规定的，各个部件机械功能完善的，设计、材料和加工无任何缺陷的。保证设计提供的设备在发包人地理环境条件下正常使用。性能担保保证设备的各项参数达成协议文献、钢灰库类设备的技术规范规定。设备技术规定所用的原材料性能必须符合国家有关标准，材质为Q235钢。钢灰库的结构为圆柱下锥体结构，顶盖设有排汽口，钢灰库的总体积约300立方米。锥体斜壁与水平面的夹角≥60°，出灰操作层高度为～5.00m。制作锥体钢板的厚度为10mm，圆柱体分三部份制作，其中圆柱上部（从上往下2500mm处）钢板厚度为6mm；圆柱中部（从上往下2500mm处开始到6500mm处之间的距离，即4000mm的长度）钢板厚度为8mm；圆柱下部（从上往下6500mm处开始到9900mm处之间的距离，即3400mm的长度）钢板厚度为10mm。灰库顶部盖板采用6mm花纹板制作，顶部设立一个人孔门（规格为Ф500mm），顶盖设有支撑架支撑以达成附属设备安装使用、检修平台、牢固的目的。钢灰库立柱：300×300mm四根，采用20mm钢板厚度焊接而成。立柱底板、顶板采用25mm钢板，宽度大于立柱的长×宽。平台扶梯：平台采用格栅板，净宽800mm。扶梯踏步楼梯用格栅板，净宽700mm。连接架：重要连接架采用大于14#的槽钢，壁厚不能低于5mm。次要连接架采用大于10#的槽钢或大于50#角钢，壁厚不能低于5mm。附属设备基础支架：重要连接梁采用大于14#的槽钢，壁厚不能低于5mm。设备在锥体以上平台（靠近锥体的直筒部分）和顶部设立人孔门。从锥体往上每隔1.5米还须设立检查手孔（含锥体）。设备设计安装有料位器。设备锥体部位设立安装有布风装置，保证落灰正常畅通。灰库本体考虑密封、防雨。±0.00米至出灰操作层净高≥4.5米。

供货范围供货设备清单如下表：序号设备名称型号与规格数量备注气力输灰系统流态化仓泵F2514，VN=2.0m3，PN=0.8MPa1本公司生产流态化仓泵F1512，VN=1.0m3，PN=0.8MPa2本公司生产气动进料阀DN2003本公司生产气动出料阀EL1003本公司生产波纹伸缩节DN2003方圆节DN200-400×4003手动检修蝶阀D3713仓泵管路配套阀门气动进气阀DN403节流阀DN403节流阀DN253锥形止回阀DN403本公司生产锥形止回阀DN253本公司生产锥形止回阀DN153本公司生产减压阀395.2223球阀DN403球阀DN256球阀DN159沿程吹堵装置DN253套自动防堵吹堵装置DN403套螺杆空压机14.1m3/min0.7Mpa2用户自备冷冻式干燥机20Nm3/min1Mpa1用户自备前置过滤器20Nm3/min1Mpa1用户自备后置过滤器20Nm3/min1Mpa1用户自备贮气罐C-4，V=3.0m3，PN=1.0Mpa1本公司生产贮气罐C-1，V=2.0m3，PN=1.0Mpa1配套阀门1套输送管道DN100-DN1251套气源管道DN40-DN1251套耐磨弯头DN100-DN1251套程序控制器S72001含软件仓泵现场控制箱3本公司生产配电柜GGD1本公司生产输送显示控制柜GGD(含液晶触摸模拟屏)1本公司生产DCS接口模块1含软件隔阂式压力变送器E+HP31G3德国E+H压力变送器E+HP311德国E+H隔阂双压力表YXC-150-G1上仪四厂仓泵料位计E+HFTM303德国E+H灰库加长料位计射频导纳式料位计3bindicator电缆及电缆桥架1套其余仪表辅件1套灰库设备钢灰库300m³1本公司生产库顶专用落灰箱1500×1000×8001本公司生产布袋除尘器DMC-72,S=57m21本公司生产汽车散装机Gs=60m3/h（含控制箱）1干灰卸料头双轴加湿搅拌机Gs=60m3/h（含控制箱）1本公司生产电动锁气器DS100,Gs=100m3/h1本公司生产手动检修阀YB40A2本公司生产真空压力释放阀YSF-5001本公司生产气化槽QH1501套本公司生产罗茨风机BK50062电加热器DWK-301气化控制阀及附件DN651套随机备件清单如下表：（1年所需）序号名称型号与规格数量备注进料阀阀座DN2001进料阀翻板DN2001进料阀密封圈DN2001套流化盘DN4001气动进气阀DN401电磁阀DC24V1

重要设备及部件选型仓泵选型的说明在本工程设计方案中，我公司推荐了上引式流态化仓泵作为系统的关键输送设备。从原理上分析，仓式泵的输送在灰气混和物进入管道以后，在管道中的流动本质上是相同的，即固气混和物的水平管道二相流动，符合一般的固气二相流流态规律。上引式流态化仓泵的排灰管在仓泵底部流化盘上面，（如图：管端与流化盘间有一定的间隔，此间隔高度的调整可起到调节输送浓度的作用）堆积在流化盘上部的飞灰在输送过程中，先被流化，形成流体状的均匀的灰气混和物。然后在压力的作用下往上排入管道，排入管道的灰气混和物是均匀稳定的，应而有助于系统的稳定运营，减少堵管的也许性。重要零部件选型说明气力输灰系统在国内的实际应用中相对问题较多，据其因素，重要在于零部件故障多，可靠性差，使用寿命短，如出料阀、料位计、流化装置、压力传感器等。根据我们的了解和分析，认为重要因素在于气力输灰系统中，关键零部件如进、出料阀等工作在既有高磨蚀性的飞灰又有一定压力的恶劣工况环境下，不可避免地飞灰容易进入阀门的密封面，一旦阀门密封面进（积）灰。则通用的密封结构就无法保证正常密封而形成泄漏通道，灰气混和物在压力作用下通过此泄漏通道高速流动，从而产生磨损，同时扩大了泄漏通道，而此又加快了泄漏量，从而导致密封面的恶性磨损，导致密封的快速失效。在实际应用，一旦阀门开始泄漏到完全失效，其过程是很短的，（多至几天，少至几个小时）。由于飞灰的重要成分为Al2O3和SiO2。其微观硬度高达HV900-1000，远远超过一般的耐磨材料，因此通过材质来解决磨损其效果不明显，至少不够抱负。要彻底解决上述的恶性磨损，只有通过零部件的设计，结构上保证：即使飞灰进入阀门的密封面，仍能保证有效的密封而不产生泄漏，这样才干主线上提高零部件的可靠性和寿命。与此类信似，其它一些工作在飞灰环境中的零部件也必须考虑既有飞灰又有压力的工作工况。并针对其进行设计选用，才干主线上提高使用寿命。结合以上分析和我们在零部件设计选型上的经验，举例说明如下：进料阀的选型和结构特点如图所示，我们选用的气动进料阀选取采用瑞典FLAKT公司技术生产的平板式翻板阀结构。进料阀直接与仓泵相连接并融合为一个整体，由叶片式摆动气缸驱动翻板作90度旋转以控制开闭。这种专用结构的阀门在仓泵中的应用关键在于其密封结构可以满足飞灰工况的恶劣环境规定。图示中上下密封圈采用氟橡胶材质，橡胶自身对颗粒有一定的包容性，并可耐250度的高温，上密封圈为锯齿形结构，且橡胶硬度较高，下密封圈为平面结构，包覆在翻板上，橡胶材质较软。阀门启动时密封面不易结灰，在阀门关闭的瞬间，灰斗落下的飞灰也许进入密封面，在密封面进灰的情况下，受气缸驱动力矩和仓泵内压力自紧作用，密封面压紧，此时密封面沉积的飞灰被锯齿顶尖排入外侧或沟槽内，形成三条线密封，从而保证即使飞灰进入密封面也能保证不泄漏。与此相比，锥形钟罩式阀门，由于锥形的存在，飞灰不易滑落，结构上就易结灰，其密封结构也无法保证在密封面积灰的情况下的密封规定。且其结构在仓泵上安装时偏置。无法直接在灰斗上吊挂，从而增长了波纹补偿节的规定。而本公司生产的仓泵进料阀中置，必要时仓泵可吊挂在灰斗下，从而减少了除尘器灰斗热膨胀带来的一系列问题。另一方面，本公司生产的专用结构的进料阀充足考虑了可维修性的规定，一旦出现密封面老化失效或磨损，可通过阀体上的两个手孔更换密封圈、翻板和阀座，从而使进料阀整体具有较长的寿命。出料阀的选型和结构特点如图所示，本系统选取采用美国EVERLASTING公司技术生产的旋转双芯硬密封阀专用结构，采用两个旋转双芯密封圈，密封面采用高硬度硬质合金，具有高耐磨性、高强度和高硬度，阀芯抽动时，在两个密封圈较大的压紧力作用下刮落也许落入密封面的飞灰从而获得可靠的性能和较长的使用寿命。同时，在结构设计上，充足考虑可维修性，密封圈和抽板更换方便。在出现磨损的情况下，只能磨及密封面和阀座。保证的密封面12个月（7000小时）使用寿命，可得到5年以上的出料阀寿命。相比之间，球阀等结构一旦出现磨损，则整个阀体都得更换。逆止阀的选用普通逆止阀在气力输灰系统中无法保证可靠逆止。我们选取采用瑞典FLAKT公司技术生产的锥形橡胶逆止阀，结构如图所示，可以保证飞灰进入密封面时也能可靠逆止，防止了飞灰倒流。流化盘的使用特点流化盘采用双层结构。下层为诺美克斯纤维编织板，提供均匀的分布气流，同时具有致密的结构以防止飞灰倒流（事实上国内有些仓泵流化盘使用不良就在于采用钢丝网结构，飞灰易倒流，输送时倒流下的飞灰输送压缩空气带动下冲刷钢丝网导致磨损而缩短了使用寿命）上层为支撑下层用的不锈钢多孔板，可保证足够的刚度。流化盘的使用寿命超过一年（一电场）料位的选型料位计选用德国E+H公司的FTM30型音叉料位计，具有很高的可靠性和使用寿命。与此相比。电容式或射频导纳式料位计在环境工况变化时（如飞灰化学成分和湿度的改变，环境气候的变化）则易零漂，增长了频繁调整的工作量。这点可从凯里电厂的实际使用中得到证实。压力变送器和压力开关的选型压力变送器和压力开关与控制流程密切相关，一般规定直接装在仓泵上（有些系统装在进气管道上，则不能准确反映仓泵内的压力参数），因而规定必须选用隔阂式的压力变送器和压力开关，如图所示，而不带隔阂的压力传感器件装在仓泵上使用时由于飞灰易进入内腔从而缩短了使用寿命。综上所述，零部件的设计和选用必须在结构上规定能适应气力输送恶劣工况的规定，并精心制造调试，才干保证长期可靠使用；同时充足考虑可维修性规定，从而提高整个系统的可靠性、可用性和寿命。产品规格与标准产品规格仓泵本体结构采用上引式流态化仓泵结构，仓泵本体为一能承受一定压力和温度的压力容器，并具有抗内壁磨损和承受循环疲劳载荷的能力。仓泵上端为气动进料阀，与仓泵本体融为一体。仓泵内部为一上引式管道，与出料阀及输送管道相连。上引管下端为流化盘，上引管端部与流化盘之间保持一定的间距。仓泵本体上设有必要的工艺管道及传感器件接口和检修手孔，并附有一抱箍可用以固定现场控制箱。仓泵外形尺寸与接口仓泵外形尺寸如下表，参见【附图仓泵接口与尺寸】尺寸仓泵型号ABCDEFF02082055772526824780DN65※，DN80F051021756734731024780DN65，DN80※F101027156734731024780DN65，DN80※，DN100F151228966734731228780DN80，DN100※，DN125F2023307578545814281000DN100※，DN125F2514348478545814281000DN100，DN125※注:带有〖※〗符号的管径为常用管径。仓泵管口表，参见【附图仓泵接口与尺寸】符号公称尺寸连接尺寸及规格连接面型式用途备注a200PN1.0DN200HGJ45-91平面法兰进料口统一规格b264×134PN1.0DN（264×134）平面法兰手孔c146PN1.0DN146平面法兰手孔d100PN1.0HGJ45-91平面法兰出料口通径由设计定e50PN1.0DN50HGJ45-91平面法兰压力表接口f40RC11½内螺纹料位计接口g50RC2内螺纹排气口h1,2150×100PN1.0DN（150×100）平面法兰手孔i50RC2内螺纹进气口仓泵的完整配置在实际应用中，仓泵须有完整的配置才干使用。参见【附图仓泵配置】。完整配置后的仓泵型号分别为FTR0250，FTR0500，FTR1000，FTR1500，FTR2023，FTR2500。典型配置如下:A一次气管路，含气动进气阀和调节阀B二次气管路，含气动阀和调节阀C出料阀及气封气管路D吹吸式吹堵系统E流化气室清灰阀F控制气管路※料位计※压力传感器，涉及压力开关、压力表及压力变送器※现场控制箱※程序控制器及相应控制柜注:表中〖※〗部分属电气热控系统序号名称规格型号1隔阂式双压力表0～1.0MPa2隔阂式压力变送器0～1.0MPa3节流阀DN154球阀DN40,DN505球阀DN156节流阀DN40,DN507气动进气阀DN40,DN508压力表0～1.0MPa9逆止阀DN40,DN5010球阀DN1511气动出料阀选配12球阀DN2513分气头14逆止阀DN1515气控阀DN1516球阀DN2517气包18调压阀DN619料位计进口20球阀DN1521球阀DN2522气动三联件DN2523节流阀DN2524气控阀DN2525逆止阀DN25产品执行标准与规范1.本公司气力输灰系统产品执行如下标准：钢结构设计规范GBJ17-88普通碳素结构钢技术条件GB700-88优质碳素结构钢技术条件GB699-88一般工程用铸造碳钢件GB11352-89高锰钢铸造技术条件GB5680-88焊接通用技术条件JB-IQ4000.3钢制压力容器设计技术规定YB9073-94钢制压力容器GB150-98火力发电厂设计技术规程DL5000-94火力发电厂除灰设计技术规定SDGJ11-90火电热力设备和管道保温油漆设计技术规定SDGJ-84压缩空气站设计规范CTBJ29-902.当标书规定与以上标准有矛盾时，则执行较高标准。工程实行生产制造与实验生产过程控制依据GB/T9001-9004idtISO9001-9004标准组织生产。需方可以在产品制造过程中派员了解材料、制作进度、包装运送等情况。实验产品出厂前进行材料、零部件和整机实验并验收合格；压力容器部分依据钢制压力容器GB150-89标准实验并验收合格。安装调试与运营系统安装本公司派遣技术人员负责现场安装指导。系统调试与运营本公司派遣技术人员提供现场调试服务。系统调试可分为两个阶段，即冷态调试和热态调试。冷态调试根据具体情况需要5～7天时间，热态调试与机组启动同步，约需连续5～10天。冷态调试安排：【5～7天】冷态调试项目如下：系统加电实验空压机及气源净化设备调试【1～2天】气源管道吹扫【1天】机务设备的调整【2天】