摘要：火力发电厂中省煤器排灰由于具有温度高、颗粒粗、重度大的特性，在进行气力输送时不能像输送除尘器排灰那样采用浓相气力输送系统，只能选择低浓度输送，但是，低浓度输送会出现系统能耗加大和系统磨损严重等缺点，因此，本文通过分析计算，得出省煤器气力输送系统比较适合流速，使系统更可靠经济，供同行在设计中参考和讨论。
关键词：省煤器 气力输送 火力发电厂
火力发电厂中省煤器灰斗排灰因其具有温度高、颗粒粗、重度大、硬度高等特性，其排除系统是除灰技术的一个难点。在上世纪八、九十年代，省煤器排灰多采用水力除灰方式，进入二十世纪后，国家提出节能减排的要求，水力除灰因不符合环保要求，逐渐被气力输送系统代替。但因省煤器灰的物性导致气力输送过程中，容易造成系统堵管、磨损严重、排堵困难等缺点，在前几年，有不少工程已经取消了省煤器排灰，但由于取消了省煤器排灰，这给其后的空预器和脱销系统造成负担和不利影响，经过几年的运行，发现得不偿失，如今又恢复了省煤器除灰系统。下面对省煤器省煤器输灰特点进行分析，通过计算找出系统设计时应把握的关键点，为系统合理设计提供依据。
1、省煤器输灰系统特点分析
1.1 水平管道输送分析
省煤器灰斗排出的灰一般具有颗粒大、密度大、形状不规则等特点，以及其硬度高的物性，使得在气力输送过程中，物料流化状态差，对管道磨损严重。水平管道输送时，颗粒容易沉积在管底直至造成堵管无法输送。为了保证物料有一定的流化状态，就必须增加输送压力来提高流速，但是提高流速又导致物料对输送管道的磨损加剧，严重时，一、两个月就可以把壁厚为7mm的钢管磨穿。WwW.11665.coM为了控制磨损过快又保证物料处于悬浮状态输送，可采取在每隔一段距离设一个补气点，也可以通过改变输送方向，使物料重新变为悬浮状态布置于沉降。在实际设计时，通常采用中间补气的办法。设计时就要通过计算确定合适的补气点，确保系统既能安全可靠运行又不至于因补气过量浪费气源，造成能耗上升。
1.2 垂直管道输送分析
垂直管道输送按物料流动方向又可分为由上往下输送和由下往上输送，下面分别分析其特点：
1.2.1 由上往下输送
在除尘器灰输送系统中，由上向下输送的情况比较少见，但是在省煤器灰输送时，由于受到省煤器灰斗布置高，灰斗下方风道布置挡住直接引管至地面等限制，不得不将输送设备布置于高位，600mw及机组锅炉省煤器输灰设备均布置在30m左右高的的锅炉平台上，因此，输灰管道要有一段25m左右的向下输送过程。垂直管段，因物料流态化过程与顺重力场流化过程相同，所以，一般垂直管段不会堵管，磨损也比较小。但在垂直管段与水平管转弯区域，由于重力对物料加速作用变为摩擦减速作用，物料在转弯后速度会比转弯前慢很多，会导致物料在转弯处聚集导致堵管。根据重力场对垂直管物料引起的流化过程，只要控制物料的速度不大于气流速度，可以避免弯管处物料的聚集而引起堵管。
1.2.2 由下往上输送
物料在向上输送时，由于颗粒粗，比重大，孔隙率大等缘故，导致物料离析严重，气流逃逸较多。在垂直输送时，应保证气流速度大于物理的悬浮速度，通过气流对物料的拽力将物料提升。另外为减弱气流逃逸现象，再向上输送物料时，应尽量避免倾斜上升的布置方式，当不得不采用倾斜布置方式时，也应保证上升管道与水平夹角不小于70°。
1.3 弯头对物料输送的影响分析
在气力输送系统中，输送气流经过弯头时，由于离心力的作用，物料径向分布变化很大，物料会撞击弯头内壁外侧，引起快速的磨损。传统观念认为，弯头采用较大的曲率半径大时，磨损较轻，但实际上当弯头曲率半径较大时，混合气流对弯头的磨损会更加严重，这是因为弯头没有有效降低流速，直至颗粒以较大流速冲刷管道内壁外侧，磨损严重。如果弯头曲率半径设计得较小时，在弯头处会聚集一定的物料，降低流速，但如果弯头太小，又增大局部阻力系数，容易出现能量衰减得过快而失去足够的动力导致堵管。弯管的磨损与阻力损失的代价很难通过计算来对比，现阶段的选择是按经验决定，一般按曲率半径与管道内径的比值在5～10之间选择，本文推荐比值取下限，并在弯管前设一个补气点，确保不发生堵管现象。
2、水平输送计算
2.1 计算管内流速
要
持物料在输送过程中不至于沉积在管道底部，省煤器气力输送系要求采用悬浮型气力输送，管道内输送状态为紊流状态，为此应保证管道内流动特性的雷诺数≥
2.3 计算补气点间距
由输送系统提供的压缩空气压力以及计算点所需的压力计算该管段内允许的压力降
3、垂直管道计算
3.1由上往下输送管道计算
由上往下，应保证气流速度大于物料颗粒沉降速度即可，物料重力沉降速度计算公式如下：
由于在输送过程中，颗粒状物料对弯管的撞击造成能量损失比弯管对气流阻力损失大，因此弯管出口的气流速度大于颗粒物料速度，产生滑移现象，有资料表明，物料速度低于气流速度20%以上，因此在计算时保证沉降速度 不大于气流速度20%即可。
3.1由下往上输送管道计算
物料由下往上输送，应保证气力速度大于物料悬浮速度即可。物料悬浮速度由物料粒径的分布范围选择其计算公式，由省煤器排灰粒径，可选择以下公式：
4、结束语
本文通过定性分析和定量计算，提出省煤器气力输送系统的流速的确定方法，在具体的输送系统中，应保证输送系统的最小流速不低于上述几种管段流速计算的最大值。由于气固两相流的流态取决的因素很多，笔者的观点未必全面反映实际情况，只是在过去工作中，发现很多工程实例，由于输送流速不足或者没有必要的补气装置，导致堵管现象严重，有些甚至不得不闲置停运，给锅炉负荷以及气体排放要求带来影响。有必要通过一定的分析和计算优化系统，减少系统故障。希望更多读者进行更深入的研究，提出更好的建议和结论。
