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浓相气力输灰系统
一、概述
浓相气力输灰系统采用了成熟的管道二相流技术，实现粉料颗粒的、可靠、耗、长距离输送；是燃煤电厂锅炉飞灰处理的理想设备〖系统〗。
二、系统工艺流程
本系统由仓泵、气源、管道和灰库等部分组成，采用集中程序控制方式，实现系统设备的协调有序运行。
系统采用上引式仓泵作为关键输送设备，仓泵直接连接在电除尘器灰斗下，接受电除尘器收集的飞灰，同时采用空气压缩机作为动力源，通过密闭的管道，在高浓度、低流速的状态下，把飞灰输送贮灰库。
三、浓相气力输灰系统典型设备配置
1.仓泵
上引式流态化仓泵为一耐疲劳、耐磨损的低压容器，仓泵本体上封头内集成有气动进料阀，以控制飞灰进入仓泵；下封头设化气室，内装流化盘，流化气室与进气管道相联，并通过气动进气阀控制压缩空气的流入；出料管从流化盘附近向上引出泵体并与气动出料阀相联，出料阀控制灰气混合物排入管道；为满足自动控制的要求，仓泵体上还装有料位计和压力传感器。
2.气源系统
气源由空气压缩机、压缩空气净化过滤设备及贮气罐等组成。空压机一般采用压力0.75MPa的螺杆式空压机，对于连续运行工况，螺杆式空压机比活塞往复式空压机具有更高的可靠性；贮气罐起到稳定压力、缓冲用气、冷却除水等作用，为满足间歇用气的工况要求，一般选用较大容量的贮气罐；由于空压机排出的压缩空气中含有大量的水份，包括液态水份和气态水份，这些水份对飞灰输送是不利的，可采用多级过滤除去液态水份，同时采用干燥机〖冷冻干燥机或吸附式干燥机〗除去部分气态水份，降低压缩空气露点，以和飞灰混和时产生结露、结块等现象。
3.输送管道
由于系统输送流速较低，输灰管道可采用普通无缝钢管，壁厚一般6～8mm。根据出力要求及输送距离，采用管径一般有以下几种规格：DN65、DN80、DN100 DN125 DN150。远距离输送时，为降低末端输送流速，可采用输送管道变径方式，输送管道弯头也可采用耐磨管或无缝钢管背部加厚。
4.自动控制系统
本系统整个工艺流程采用计算机集中程序控制，全自动运行。运行人员只需监视控制系统运行显示状态。同时由于设有完善的故障报警系统，故障处理和维护都十分方便。
四、系统控制过程特点如下
程序控制器根据输入信号，通过程序运行输出来控制整个系统工艺流程。一台程序控制器可同时控制多台仓泵协调运行。系统还设有现场控制箱，可进行现场手动操作，以满足调试和现场故障处理要求。程序控制器在控制工艺流程的同时，动态显示各运行参数状态，给出设备故障报警信号，并自动进行部分故障紧急处理。系统运行参数在控制器上可动态自由设定和调整，因此具有大的灵活性和适应性。
输送机原理
五、输送过程
本系统采用仓泵间歇式输送方式，每输送一泵飞灰，即为一个工作循环。每个工作循环分四个阶段。
1.进料阶段
进料阀呈开启状态，进气阀和出料阀关闭，仓泵内部与灰斗连通；仓泵内无压力(与除尘器内部等压)，飞灰源源从除尘器灰斗进入仓泵，当仓泵内飞灰灰位高与料位计探头接触，则料位计产生一料满信号，并通过现场控制单元进入程序控制器。在程序控制器控制下，系统自动关闭进料阀，进料状态结束。
2.加压流化阶段
进料阀关闭后，打开进气阀，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，同时压力升高，当压力高压力表上限压力时，则双压力开关输出上限压力信号控制系统，系统自动打开出料阀，加压流态化阶段结束，进入输送阶段。
3.输送阶段
出料阀打开，此时仓泵一边继续进气，一边气灰混和物通过出料阀进入输灰管道，并输送灰库。当仓泵内飞灰输送完后，管路阻力下降，仓泵内压力降低；当仓泵内压力降双压力开关整定的下限压力时，输送阶段结束，进入吹扫阶段，但此时进气和出料阀仍保持开启状态。
4.吹扫阶段
进气和出料阀仍开启，压缩空气吹扫仓泵和输灰管道。定时一段时间后，吹扫结束，关闭进气阀、出料阀，然后打开进料阀，仓泵恢复到进料状态。此，包括四个阶段的一个输送循环结束，重新开始下一个输送循环。
六、输送流态
1.仓泵内流态
a.加压流化阶段
进料阀和出料阀都关闭，压缩空气通过流化盘进入仓泵。仓泵下锥体内飞灰呈均匀流态化，灰气充分混和，同时仓泵内压力升高，此时如同一压力流化床。
b.输送阶段
出料阀呈开启状态，灰气混和物进入输灰管道，同时压缩空气通过流化盘进入仓泵。仓泵下锥体内出料管端附近局部继续呈急剧流态化，飞灰一边被流态化，灰气均匀混合，一边均匀进入输灰管道实现飞灰的远距离输送。此时仓泵内压力保持稳定。
c.吹扫阶段
此时仓泵内已无飞灰，管道内飞灰逐步减少，后呈纯空气流动状态。系统阻力下降，仓泵内压力也下降一稳定值。吹扫的目的是吹尽管路和泵体内残留的飞灰，以利于下一循环的输送。
d.管道流态
从管道流态上看，本系统采用了正压浓相流态技术。管道前端呈旁路浓相流态，管道后端由于压力减小，气体膨胀，速度而转变为连续浓相流态。
e.旁路浓相流态
旁路浓相流态输送浓度高〖灰气比可达30～60Kg/Kg〗，同时速度低〖根据输送物料，在5～10m/s之间〗。
在水平管道内，由于流速较低，飞灰在重力作用下沉降管底，造成上部流道缩小，上部流道内气流速度增加，又带动飞灰重新飞扬，如此反复；同时下部沉降飞灰在压力作用下呈滑移状态，故是一种动压和静压同时作用的流态。此流态具有输送效率高、耗气量少、流动速度低、对管道磨损小等优点。
f.连续浓相流态
输送管道后端由于压力减小，气体膨胀，导致流动速度，流态也转变为连续浓相。连续浓相流态输送浓度高，同时速度也较大，为此可采用逐段扩径以减小磨损。
由于管道内流动的压缩空气减压膨胀，输送速度，飞灰基本均匀悬浮在管道截面上，在气流的动压带动下稳定流动。
七、系统性能分析及特点
浓相正压气力输灰系统是结合流态化和管道二相流技术研制的，采用动压与静压联合输送方式的高浓度、率飞灰输送设备。系统整体性能指标大大超过常规的稀相输送系统，是目前气力输送技术。其系统性能和特点具体说有以下几个方面。
1.较高的灰气比
灰气比可达30～60Kg/Kg，而常规稀相系统为5～15Kg/Kg。因此其空气耗量大为减小，在大多数情况下，浓相正压气力输灰系统的空气消耗量约为其它系统的1/3～1/2。由此带来一系列有利的因素：
a.供气不必使用大型空气压缩机，因而可采用性能可靠的小型螺杆式空压机。供气系统投资较低，为使系统更加可靠稳定，在压缩空气站增加一套压缩空气干燥过滤系统在经济上也是允许的。
b.输灰系统输送入贮灰库的气量较小，因而贮灰库上的布袋过滤器排气负荷大大降低，从而有利于布袋过滤器的长期可靠运行。通常由于贮灰库所需过滤的空气量大，而贮灰库顶部的空间较小，往往造成在高比负荷下运行的布袋过早损坏。而本系统较好地解决了这一难题。
c.在通过浓度满足出力的前提下，所用管道口径大为减小，常用DN65、DN80、DN100、DN125等小口径管道；而稀相系统管道口径一般在DN125～DN250之间。由于管道口径减小，因而管道自重和冲击力较小，可选用轻型支架或利用现有厂房建筑敷设安装，十分方便，且投资要比常规稀相系统低得多。
2.较低的输送流速
在通过浓度满足出力的前提下，尽可能降低输送流速以减少磨损。本系统平均流速在8～12m/s，而起始段流速为5～8m/s，为常规稀相系统的一半左右，因此输灰管道磨损大为减少。管道磨损小，就可不用昂贵的耐磨管，而采用普通无缝钢管即可，只在弯头部位
采用耐磨材料或增加壁厚。
3.较高的工作压力
系统工作压力较高，一般为2～4Kg/cm2，对设备密封性要求较严。但可充分利用常规空压机提供的压头。且由于其流量大为减小，故足以抵消压力增高所增加的费用。
4.较好工作适应范围
输送距离范围宽广，从短距离的50米1500米长距离，本系统都有其良好的输送记录。对于更长距离的输送，可采用中间站接力的方式解决，如输送采用小型仓泵把飞灰集中中间转运灰库，二级输送用大型仓泵远距离输送终端主灰库。
5.与除尘器的协调性
仓泵与除尘器灰斗直接连通，正常工作情况下，灰斗内仅仅在相应仓泵处于输送状态时才有少量积灰，因而灰斗一般可不设加热和气化设备，并大大有利于除尘器的运行。
6.安装维修方便
由于仓泵体积小、重量轻，故安装方便，维修也容易。常用仓泵规格为0.25～2.5m3，重量在250～1500Kg之间，可直接吊挂在灰斗下。
7.配置灵活
本系统配置灵活方便，可根据出力需要灵活配置仓泵规格、输灰管道连接方式，以适应实际工况要求。
8.可靠性和可维修性
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