摘 要：依據(jù)沖蝕磨損機(jī)理對(duì)氣力輸灰系統(tǒng)在輸灰過(guò)程中產(chǎn)生的輸灰管道泄漏的影響因素進(jìn)行了探討分析，并根據(jù)分析結(jié)果提出了相應(yīng)對(duì)策，為氣力輸灰系統(tǒng)的改進(jìn)提供了參考。

關(guān)鍵詞：氣力輸灰；輸灰管道；泄漏；對(duì)策

隨著各地環(huán)保力度的加大、除塵技術(shù)的改進(jìn)及氣力輸送技術(shù)的提高，氣力輸灰技術(shù)在中小型電廠煤灰轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中得到廣泛應(yīng)用，伴隨而來(lái)的堵管、泄漏等問(wèn)題也相應(yīng)引起研究者、使用者的關(guān)注。本文對(duì)氣力輸灰系統(tǒng)在使用過(guò)程中產(chǎn)生泄漏的現(xiàn)象、影響因素進(jìn)行了探討并提出了相應(yīng)對(duì)策。

一、問(wèn)題現(xiàn)象

因脫硫脫硝系統(tǒng)改造要求，原布袋除塵系統(tǒng)改為預(yù)電除塵+布袋除塵，采用下引式倉(cāng)泵系統(tǒng)由兩根輸灰管送往灰?guī)?。同時(shí)由于運(yùn)行需要，單設(shè)了一臺(tái)倉(cāng)泵及管道輸送返料灰。運(yùn)行一段時(shí)間后，返料灰輸送管道后部出現(xiàn)泄漏，位置多發(fā)生在彎頭、變徑處，隨后，電除塵輸灰管路也出現(xiàn)類(lèi)似情況。從現(xiàn)場(chǎng)泄漏部位可明顯看到管道被灰粒切削的痕跡，且灰顆粒粒徑較原來(lái)增大。

二、因素分析

氣力輸灰是利用壓縮空氣的能量在管道中將煤灰輸送至灰?guī)?，在管道中運(yùn)動(dòng)的灰顆粒就會(huì)與管壁產(chǎn)生踫撞和撞擊從而導(dǎo)致輸送管道的磨損，一般認(rèn)為此類(lèi)磨損是由小于100μm的松散顆粒在小于550m/s的沖擊速度下造成的。[1，2] Irina V.Putilova等[3]在總結(jié)了磨損機(jī)制的研究成果基礎(chǔ)上給出了一個(gè)對(duì)干灰、煤粉及其他細(xì)粉體易腐蝕顆粒的管道腐蝕磨損計(jì)算公式：

現(xiàn)結(jié)合上式對(duì)輸灰管道磨損的影響因素分析如下：

（一）輸送速度。為保證輸送物料在管道中的正常流動(dòng)，存在一個(gè)最低流速以保證物料在管道內(nèi)不沉積，這個(gè)速度由物料性質(zhì)決定。但在實(shí)際操作過(guò)程中為降低堵管概率，一般取較大的輸送速度UM，隨速度的增加，輸送顆粒對(duì)管道金屬表面的切削能力增強(qiáng)，從而加大了管道磨損。增加管道內(nèi)徑D可降低流動(dòng)速度，另一方面，由克拉伯龍方程可知，隨輸送氣體壓力的降低，輸送氣體體積增大從而使后部輸送速度增加。

（二）質(zhì)量濃度。質(zhì)量濃度m越大，管道內(nèi)輸送顆粒間的碰撞概率增加有利于降低顆粒對(duì)管道金屬表面的切削能量，從而降低管道磨損。但質(zhì)量濃度受流化空間及輸送壓力的制約，單純提高質(zhì)量濃度將極易造成堵管，影響設(shè)備運(yùn)行，

（三）管道材料。管道金屬材質(zhì)抗切削能力越強(qiáng)，管道磨損量越小。管道材料的相對(duì)磨損因數(shù)Kizn是由材料的Viekers硬度決定的。

（四）輸送顆粒的性質(zhì)。輸送顆粒的硬度越高，顆粒對(duì)管壁的切削能力越大，一般以SiO2含量的相對(duì)因數(shù)KSiO2表示，同時(shí)顆粒的當(dāng)量直徑越大，即顆粒的質(zhì)量與其表面積之比Kp越大，磨損能力越強(qiáng)。但輸送顆粒的性質(zhì)無(wú)法改變。

（五）輸送管道的形狀。直管段、垂直管段、曲線段的重力阻力系數(shù)不同，對(duì)管內(nèi)顆粒流動(dòng)的影響也不同，公式中給定了不同數(shù)值，特別對(duì)曲線段還有一個(gè)彎曲半徑的影響，一般來(lái)講管道轉(zhuǎn)彎半徑與管道內(nèi)徑比值越大，顆粒變向?qū)δp的影響越小。受設(shè)備布置的限制，可以控制的部位只有曲線段處。

三、采取對(duì)策

對(duì)輸送材料確定的條件下，做好輸送管道設(shè)計(jì)是減少磨損的前提，加強(qiáng)運(yùn)行管理是減少磨損的根本。但主要是對(duì)輸送速度的控制。

1、將輸送管道設(shè)計(jì)成多級(jí)管道：隨輸送管道末端壓力的降低，輸送氣體體積增大，后部管道內(nèi)徑需增加以減小體積膨脹對(duì)流速的影響，在較長(zhǎng)輸送管道中可設(shè)為三級(jí)增大，一般將末端流速取值為控制在12m/s以內(nèi)。在輸灰管道末端增加管道內(nèi)襯，以增加管壁耐磨強(qiáng)度。隔斷閥門(mén)與變徑、彎頭部位間隔一定距離，減少輸送流場(chǎng)的變化導(dǎo)致輸送顆粒對(duì)閥門(mén)的磨損。2、轉(zhuǎn)彎半徑與管道內(nèi)徑比值盡量增加，可采取減磨彎頭的形式，對(duì)于重點(diǎn)部位可在彎頭外側(cè)設(shè)置耐磨材料包裹，增加彎頭的使用期限。在輸送管道后部，最好不要使用現(xiàn)場(chǎng)制做彎頭。3、輸送設(shè)備投運(yùn)前進(jìn)行試運(yùn)，試運(yùn)的目的是確定最小輸送壓力。一般而言，輸送壓力決定了輸送速度，在實(shí)際操作過(guò)程中，為防止堵管，一般均加大了輸送壓力，為末端管道磨損留下隱患。實(shí)際試運(yùn)操作可采取斷開(kāi)后部管道的辦法，實(shí)際觀察實(shí)際流動(dòng)速度，從而確定合理的運(yùn)行壓力，但需做好收塵工作。4、若運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)輸送顆粒粒徑變化，則需對(duì)后部管道內(nèi)徑進(jìn)行加大處理。粒徑變化不僅增加了堵管概率，也加大了管道磨損量。5、一旦發(fā)生堵管現(xiàn)象不要輕易增大運(yùn)行壓力，壓縮空氣帶水、流化效果差等原因都會(huì)產(chǎn)生堵管現(xiàn)象，查明原因后再適當(dāng)調(diào)整運(yùn)行參數(shù)。

四、結(jié)論

1、輸送管道的磨損是由于移送中粒子與管壁之間的踫撞和撞擊引起的，是不可避免的。但可通過(guò)管道設(shè)計(jì)與運(yùn)行管理減少磨損的發(fā)生，延長(zhǎng)管道使用壽命。2、在輸送材料一定的條件下，控制輸送速度是減少磨損的有效途徑之一，輸送速度的控制最終反應(yīng)在輸送壓力的控制上。3、運(yùn)行期間初始階段加強(qiáng)輸送顆粒粒徑變化的觀察，粒徑增大則意味著后部磨損量的增加。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳宏勛.管道物料輸送與工程應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.

[2]何獎(jiǎng)愛(ài)，王玉瑋.材料磨損與耐磨材料[M].沈陽(yáng)：東北大學(xué)出版社，2002.

[3]董剛.材料沖蝕行為及機(jī)理研究[D].浙江工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文，2004.

作者簡(jiǎn)介：譚波（1973-），男，山東萊蕪，鍋爐專工，碩士研究生學(xué)歷，現(xiàn)山東華聚能源有限公司興隆莊礦電廠安技室工作，主要從事熱動(dòng)力設(shè)備技術(shù)工作。endprint