电厂除灰技术手册-气力输灰管道

一、概述气力输灰管道是气力输灰系统的核心组成部分，其作用是利用气流的能量，将锅炉飞灰从除尘器（或省煤器、空气预热器）的灰斗输送至灰库或其他终端处理设备。管道系统的设计、安装、运行及维护直接关系到整个输灰系统的安全性、经济性和可靠性。本章将详细阐述气力输灰管道的设计要点、安装规范、运行维护及常见问题处理。气力输灰管道通常由直管、弯管、变径管、三通、阀门（如闸阀、切换阀）、伸缩节以及管道支吊架等组成。根据输送压力、灰气比及输送距离的不同，管道的配置和材质选择会有所差异。二、设计要点2.1输送介质特性在管道设计前，必须明确输送介质——飞灰的关键特性，主要包括：*粒径分布：影响管道磨损程度和流动特性。*堆积密度与真实密度：影响输送浓度和压降计算。*温度：决定管道材质的耐温性能要求。*硬度与磨琢性：是管道材质选择和壁厚设计的重要依据。*含水率：过高的含水率易导致堵管。2.2管径与壁厚确定*管径：管径的选择需综合考虑输送流量、推荐流速及灰气比。管径过小，流速过高，磨损加剧，能耗增加；管径过大，流速偏低，易造成堵管，且初始投资较高。通常通过水力（气力）计算软件进行优化选型。*壁厚：壁厚应根据管道材质的许用应力、设计压力以及考虑飞灰的磨蚀性来确定。对于磨损严重的区域（如弯管、三通、阀门附近直管段），应适当增加壁厚或采取其他防磨措施。2.3流速选择与控制*起始流速：指物料在管道内开始悬浮流动时的最低流速，与物料特性、管径等因素有关。*输送流速：实际运行中的气流速度，应高于起始流速，以保证物料稳定输送。但过高的流速会导致严重的管道磨损和能量消耗。设计时需根据输送方式（正压/负压，稀相/密相）选择合适的经济流速范围。*流速控制：在系统设计中，可通过调节补气（或进气）量、采用变径管等方式，在不同输送阶段（如水平管、垂直管、弯管后）维持合理的局部流速，避免堵管和过度磨损。2.4管道布置*走向：应尽量缩短输送距离，避免不必要的拐弯和起伏。管道走向宜平直，如需转弯，应采用较大的转弯半径（通常不小于管径的某一倍数，如5倍至10倍管径，具体需根据物料特性和流速确定）。*坡度：水平管道应设置一定的坡度（通常不大于某一较小角度，如1°），坡向灰流方向或设置的排堵口，以防止停机时物料在管内沉积。*支管连接：当多根支管汇入总管时，应采用合理的汇合方式，避免气流相互干扰导致局部涡流和物料沉积。支管与总管的夹角应适当，一般不大于45°，并保证支管内物料能顺利进入总管主流区。*阀门布置：在需要切断或切换灰流的位置设置阀门，阀门选型应考虑耐磨性和操作的可靠性。阀门前后应留有足够的直管段，以保证流场稳定。*检修空间：管道布置应考虑检修的便利性，在阀门、易磨损部位、可能发生堵管的部位附近应留有足够的操作和维护空间。2.5管道材质*直管段：通常选用无缝钢管（如20#钢），对于磨损较严重的系统，可选用耐磨钢管，如内衬陶瓷管、双金属复合耐磨管、高铬铸铁管等。*弯管及异形件：是磨损最严重的部位，应优先选用高耐磨材料，如厚壁耐磨铸铁、陶瓷贴片、自蔓延烧结刚玉复合管等。具体材质选择需结合输送灰量、灰的磨琢性、输送速度及预期使用寿命综合考虑。三、安装与验收3.1安装前准备*管道及管件在安装前应进行外观检查，确保无裂纹、重皮、严重锈蚀等缺陷。*管道内部应清理干净，无杂物、油污。*检查管道支吊架、连接件等辅助部件的规格和数量是否符合设计要求。*对焊工进行资格审查，确保其具备相应的焊接资质。3.2安装技术要求*管道对口：管道对口应平直，内壁错边量应符合规范要求，避免出现台阶，以防积灰和加剧磨损。*焊接质量：焊接应牢固，无气孔、夹渣、裂纹等缺陷。焊后应进行外观检查，必要时进行无损检测。对于承受较高压力或有密封性要求的管道焊缝，其检测比例和合格标准应符合设计规定。*支吊架安装：支吊架的型式、材质、安装位置和数量应严格按照设计图纸施工。支吊架应安装牢固，能承受管道的重量、介质重量及热胀冷缩产生的推力或拉力。管道与支吊架之间应避免硬接触，必要时采用隔热或防磨垫层。*伸缩节安装：对于因温度变化可能产生较大热膨胀的管道系统，应按设计要求安装伸缩节，并预留足够的伸缩量。伸缩节安装时应注意其流向标记，不得装反。*阀门安装：阀门安装位置、方向应正确，连接应紧密。手动阀门应操作灵活，电动或气动阀门应进行单体调试，确保动作准确。*管道坡度：严格按照设计要求设置管道坡度，并用水平仪进行校验。3.3安装验收*外观检查：管道布置应符合设计图纸，走向合理，排列整齐，油漆完整美观。支吊架安装牢固，间距均匀。*尺寸检查：检查管道的坐标、标高、坡度、对口间隙等是否在允许偏差范围内。*气密性试验：对于正压气力输灰系统，管道安装完毕后应进行气密性试验，以检查焊接和法兰连接的密封性能，试验压力和保压时间应符合设计规定。*吹扫：系统投运前，应用压缩空气对管道进行彻底吹扫，清除管道内的焊渣、铁锈及其他杂物。四、运行与维护4.1启动与停运*启动前检查：确认管道系统所有阀门处于正确开闭状态；检查各连接部位有无松动、泄漏；确认输送气源压力、流量正常。*启动：应按照系统操作规程进行启动，通常先启动气源系统，建立稳定气流后再投入物料输送。对于浓相输送系统，应注意进料阀和补气阀的动作时序。*停运：正常停运时，应先停止给料，待管道内物料基本输送完毕后，再关闭气源。对于可能积存物料的管道段，应进行彻底吹扫。紧急停运后，需妥善处理管内积存物料，防止堵管。4.2运行参数监控*输送压力：密切关注管道各测点的压力变化，压力异常升高通常预示堵管或阀门故障，压力过低可能表示系统泄漏或气源不足。*输送流量：监控灰量和补气量，维持合理的灰气比。*空气温度：对于高温灰输送，需注意空气冷却器出口温度，防止灰温过高损坏下游设备或导致管道热变形。*声音：注意倾听管道内物料流动的声音，正常流动时声音均匀，若出现异常噪音（如尖锐的摩擦声、沉闷的撞击声）应及时检查。4.3常见故障及处理*堵管：*现象：输送压力急剧升高，输送声音减弱或消失，系统出力下降或中断。*原因：物料水分过高、灰气比过大、流速过低、管道局部阻力过大（如弯管过多、管径突变不合理）、阀门故障、气源压力或流量不足等。*处理：立即停止给料，尝试通过反向吹扫或分段吹扫的方式清除堵塞。若无效，需拆开管道进行人工清理。处理后应查明堵管原因，采取预防措施。*管道磨损：*现象：管道外壁温度异常升高（局部磨穿前），或出现灰料泄漏。*原因：流速过高、物料磨琢性强、管道材质选择不当、弯管曲率半径过小等。*处理：对磨损严重的管段进行更换或修补。分析磨损原因，优化运行参数（如降低流速）或改进管道设计（如增大弯管半径、采用更耐磨材质）。*泄漏：*现象：法兰连接处、阀门填料函、焊接缺陷处出现灰料或空气泄漏。*处理：对于法兰泄漏，可重新紧固螺栓或更换密封垫片；对于阀门泄漏，检查阀门密封面或更换填料；对于焊接缺陷，需进行补焊。4.4维护保养*定期巡检：每班应对管道系统进行巡检，检查有无泄漏、异常振动、紧固件松动等情况，重点关注弯管、三通、阀门等易损部位。*磨损监测：对关键部位的管道壁厚进行定期测量（如每半年或一年），评估磨损速率，预测使用寿命，及时安排更换。可采用超声波测厚仪进行检测。*阀门维护：定期对阀门进行清洁、润滑，检查阀门动作灵活性和密封性能，发现问题及时维修或更换。*支吊架检查：检查支吊架有无松动、变形、损坏，管道与支吊架之间有无异常位移或摩擦。*防腐蚀：定期检查管道外表面油漆完好情况，对锈蚀部位进行除锈、补漆处理。*清洁：定期清理管道外部的积灰和杂物，保持管道清洁，便于检查和散热。五、安全注意事项*管道系统运行时，严禁敲击、站人或进行非必要的维修工作。*进行管道检修（如更换管件、处理堵管）前，必须确保系统已安全停运，管道内已卸压，相关阀门已可靠隔离，并办理工作票手续。*