摘要：燃煤锅炉产生的飞灰目前主要采用气力输送的方式进行输送、收集、储存等，近年来，内旁通输送技术（俗称双套管）系统出力大，输送距离远，耗气量小，流速低，磨损小，受到国内外用户的青睐，成为粉料输送系统的的首选。但由于系统配置、安装、调试等方面的原因，也会产生磨损加剧的情况。
关键词：平圩电厂；内旁通管；密相；磨损；改进
一、前言
安徽淮南平圩发电有限责任公司一期2台600MW亚临界燃煤机组燃煤机组除尘器原设计为五个电场的静电除尘器，除灰系统采用内旁通密相气力输送系统，系统改造后运行不到2年出现了较为严重的磨损情况，对此问题，进行原因分析和加以改进。
二、工程概况
平圩电厂一期2台600MW亚临界燃煤机组燃煤机组除尘器原设计为五个电场的静电除尘器，2010年电除尘器改造为电袋复合除尘器，改造后第一电场为电除尘，第二电场为空置灰斗，三、四、五排为布袋除尘器。输灰系统原采用稀相输灰系统，能耗高，耗气量大，飞灰的流速高，管道磨损较为严重，对煤种变化的适应性差，加之2010年前后，电煤品质相对较差，该系统已不能满足安全、稳定运行的需要，故对一期2×600MW机组气力除灰系统进行了改造。#1炉除灰系统为浙江华电环保系统工程有限公司提供的内旁通密相气力输灰系统，#2炉则由另一家同行公司改造，所用输送系统类型与#1炉相似，也为双套管输送技术。
除灰系统具体配置：每台炉用4条输送管道，单侧一电场各1条，作为粗灰母管，管径为DN175/DN200，单侧空置、布袋一到布袋三各1条，作为细灰母管，管径为DN150/DN175/DN200双套管。
电除尘器的飞灰通过切换阀可以进入近端原有灰库（输送水平距离150m）或新建远端灰库（输送水平距离800m）。
#1炉至原有灰库的输送在2010年12月底投运，#1炉至新建灰库的输送在2012年3月投运。
#1炉除灰系统投运后2年左右，发现输灰管道磨损特别严重，系统维护工作量明显加大，维修费用高企，对次，业主要求我们前往现场进行检查、分析，并拿出改进措施，计划对#1炉除灰系统进行改造。
三、输灰管道磨损情况
系统在投运半年后就陆续出现了管道磨损情况，至目前该磨损情况已较为频繁。根据现场的踏勘及对磨损管道的实际观察，输灰管道的磨损位置比较有规律：
◇ 磨损具体位置：两根输灰管道拼接焊缝后端<100mm，输灰管正下方偏角30°范围内。
◇ 磨损点统计：整条输灰管道从起始至末端均有此磨损现象，整段输灰管道的中部磨损点较多。
◇ 电厂其它双套管系统情况：#3、4炉省煤器改造项目中的输灰系统也为相同的系统，运行至今已有7年，但管道无此磨损现象。两系统唯一区别为当时所用输灰管为法兰联接。
◇ #2炉情况：为同行公司相同类型的气力输送系统，相比#1炉管道较粗，出力较小，但也存在着磨损现象，磨损位置等与#1相似，只是磨损点比#1稍少一些。
四、管道磨损的原因
管道磨损的主因在于飞灰颗粒度、流速以及管道内的紊流，#1炉输灰管道的磨损具体分析如下：
1、系统气量比原设计大，引起流速偏高：此系统原设计孔板为25mm，后由于实际输送的飞灰颗粒度较粗，超出了正常设计所考虑的颗粒度，故运行实际所用孔板为27.5mm，气量相对增加了约20%，磨损程度则增加了约72%。
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2、飞灰颗粒度的粗细对管道的磨损影响较大，根据以往工程经验，级别在二级以上的飞灰对管道的磨损非常轻微，而当飞灰颗粒度较粗时，飞灰本身对管道的磨损则大大的提高。#1炉的四条输灰管道中，两条细灰管道的磨损漏点大大少于两条粗灰管道。
3、本系统所用内旁通管为焊接，由于是现场拼接，故存在着整条管线安装不直，相邻两根内旁通管的内管中心不在同一中心的问题，从而在相邻两根内旁通管的拼接处产生了涡流，继而引起紊流现象，导致焊缝后的输送管壁出现扇形的磨损面，而在靠近输灰管下部的范围磨损度最大，最终出现漏点。
4、飞灰颗粒度较大，流动性降低，堆积间隙加大，从而需要更大的空气压差推动，由于内旁通管的内管开口参数是按正常飞灰颗粒度、密度设计的，故造成内旁通管的小管（空气管）所附带的飞灰超出正常范围，而小管内空气流速非常高，从而与第3条分析一样，加剧了磨损。
根据以上分析，管道磨损的主因为：
◆ 飞灰颗粒度较粗。
◆ 相邻输灰管焊接处内管产生的紊流。
五、采取的改进措施
由于目前普遍煤质较差，所以飞灰的比重等不可能根本改善，故通过对系统的调试来降低气量从而减少磨损的方法无法达到明显效果。经讨论，方案如下：
1、调整球磨机，使进入炉膛的煤粉颗粒在设计范围内。保证飞灰的颗粒的粒径符合设计要求。
2、把所有内旁通管重新拆除，加装法兰，提高安装精度，确保内旁通管的内管在同一中心。
之前内旁通管出厂时均为加装法兰，以确保安装时的精度，后由于加装法兰的内旁通管在运行一段时间后需进行螺栓的紧固，否则法兰面易出现松动而造成磨损漏点，而更改为焊接型式后则可以消除此缺陷，但同时对安装的要求提高了。
对于#1炉已安装好的输灰管，若重新割开加装法兰，在理论上存在可能性，但实际上加装法兰提高安装精度的做法不太可能达到。因为原来带法兰的内旁通管出厂时都有专用的卡具定位，且大小管的端面均为平整的端面，而在现场由于输灰管已安装好，用气焊切割，砂轮打磨根本达不到厂里的条件，端面不平整，更易引起紊流现象。
3、由于目前磨损位置集中在两根输灰管的后部，故可在焊接点后加装一个厚10mm左右的混凝土背包。
根据磨损点的情况，除了磨损点周边之外的输灰管基本无磨损，可以确定只要磨损点的位置耐磨时间够长，便能确保整条输灰管线的寿命。而加装混凝土背包后，预计此部分的耐磨时间可以长达两年以上。而且此方案不影响正常的输灰，可以有充足的时间去解决。
4、针对两根相联输灰管内管中心不一致而造成紊流的情况，可把内管的末端开一个合适的坡口（与内管开口相似），确保消除紊流的形成因素。
同第2条所分析的磨损情况一样，只要紊流消除，则整条输灰管线的磨损寿命是一致的，同样可以达到消除缺陷的目的。
解决方案的确定：通过以上方案的分析，建议选用第3方案，在节约人力、物力的前提下，可以达到消除缺陷的目的。
六、结论
平圩电厂#1炉除灰系统根据我方的改进措施，重新更换一批新改良过的内旁通管，于2015年4月份完成改造，正常投运3年来，系统运行安全稳定，2017年11月份在停炉小修期间，我们进行了拆解检查，管道使用情况良好，未发现明显磨损，本次优化改造达到了预期效果，得到了业主的肯定。
参考文献：
[1] 孟庆敏，周云，陈晓平，等.粉体密相气力输送研究综述［J］．锅炉技术，2011，42（3）：1-5．
[2] DL /T 5142-2012，火力发电厂除灰设计技术规程［S］
[3] 李勇，朱秀苹.气力输送中变径管道系统设计的研究［J］．起重运输机械，2008（10）：25-27
论文作者:贺孝军,曾木海
论文发表刊物:《基层建设》2018年第27期
论文发表时间:2018/10/1
标签：磨损论文; 管道论文; 系统论文; 颗粒论文; 法兰论文; 情况论文; 气力论文; 《基层建设》2018年第27期论文;