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1浅述干灰泵的改造动力事业部锅炉车间:许涌波关键词：干灰泵文氏喷嘴干灰一、序我部3#锅炉(主蒸汽流量220t/h燃煤锅炉)于98年开始投产，其燃烧产生的烟气经静电除尘器进行除尘，分离出干粉煤灰，然后用水力湿式排放。为适应环保发展，2004年省环保公司协同我部对3#锅炉除尘装置进行了改造，安装了一套利用空气为输送介质的低压连续输送粉煤灰设备。但系统一直不能投入正常运行，表现在一是干灰输出严重不足，二是气粉介质经常大量外泄，干灰泵轴承经常烧损，轴承更换频繁，为此，2005年8月至11月间，对该系统关键设备干灰泵进行了改造，经过反复试验和改进，最终取得了成功。二、系统工艺流程3#炉干灰系统设计安装采用的是用干灰泵作输粉器的低压气力输灰系统，双管线独立两套设备，其各自相同的流程为：电除尘灰斗——→插板阀——→电动锁气器——→电动三通——→空气斜槽——→集灰箱——→插板阀——→受料箱——→螺旋叶片干灰泵前部混合室—→文氏喷嘴—→灰管道—→储灰库罗茨风机干灰泵后部系统参数如下：名称参数备注锅炉排灰量12t/h264t/d灰松散容重0.70~0.75t/m3干灰比容飞灰出口温度≤120℃2干灰输送距离185m垂直爬高20m电除尘灰斗数6即干灰收集灰斗数设备参数如下：三、问题研究分析干灰泵关键是利用文氏喷射原理进行气力输送，工作时以罗茨风机提供空气动力，粉煤灰在混合室经雾化空气气化成悬浮状态，喷射气在混合室出口扩散管里进行喷射，在喷嘴的出口局部处形成负压，将悬浮状态的灰卷吸人喷射器，而在扩散管后方变为正压，灰与空气混合后随喷出气流一起进行正压输送；因此，受料口处于负压区，物料可连续吸入实现连续输送。但在实际上，我们对现场的众多次调试观察发现，在输灰过程中，干灰泵的总输送量只有100t多点，还不到设计要求的一半。而且，1#、2#泵的轴封处粉尘的泄漏呈喷泄状态，受料室和混合室的个别螺栓孔处的泄漏，明显带有较强的气体压力。这说明气粉在喷射器前受到严重阻滞，可以断定干灰泵混合室里的气粉有较强的正压，此压力已远远大于±0.02Mpa的微压范围,喷射器违背文氏原理未能处于正常喷射状态，此状态下的带压气粉很容易进入干灰泵轴封，具有一定温度的热灰使得轴封填料较快地磨耗，在轴封处产生泄漏，直接冲刷轴承密封，进入轴承的灰粉致使轴承很快损坏；同时，由于受料室处于正压状态，灰斗的物料很难顺畅的流下，不仅如此，有时其带压气体还上窜进入集灰斗，使集灰斗和斜槽溜管产生大量的泄漏。因此,问题的关键就在于必须设法使干灰泵混合室处于负压或微压状态以保证系统压力平衡,而要使混合室处于负压或微压状态,关键是要保证干灰泵文氏喷嘴的正常喷射。我们为了观察混合室喷嘴的工作状态，打开了混合室盖板，开启罗茨风机，无尘或手动加扬一些灰尘，发现问题出在喷嘴的尺寸角度θ1和喷口离收缩管的位置L不合理上，其喷射状态用图示意如下（图中虚线名称参数备注螺旋泵型号JSB150螺旋叶片直径设计工作压力0.08_0.25Mpa匹配风量10—60m3/min受料室腔室入口处微压力—0.02Mpa~0.002Mpa罗茨风机出口工作压力0.06~0.08Mpa即喷嘴入口压力3为气粉混合物）：罗茨风机来气气化气螺旋泵来灰收缩管扩散管θ1腔壁我们知道，喷射器利用的是文氏管原理。以空气为输送介质气力喷射器，当压缩空气从喷嘴高速喷出(约音速的一半)时，在喷嘴的出口处的断面四周形成负压，将灰吸人喷射器，并与空气混合后随喷出气流一起进行输送。这种混料方式的受料口处于高负压区，所以上部料斗可处于敞开状态，物料可连续吸入；在扩散管后方变为正压，也就是说，喷射器是靠喷嘴高速动能在扩散管中转换成压力能进行输送的，但转换效率较低，一般仅1／3左右，所以输送出力与输送距离受到很大限制。为使效率不致过低，喉部扩散角通常θ=8°为宜，收缩角为25°-30°，喷出速度一般取130-150m／s。而要使这些参数正常发挥作用，关键必须使喷射气流全部工作在收缩管和扩散管内，实测1#2#两台干灰泵喷射器的结果是，喷口喷射角度θ1与喷口离收缩管端面距离L的共同作用，使得很大部分气流直接喷向腔室内壁，气体急剧回流，大大削弱甚至消除了喷口四周的负压，腔室内气体积压膨胀，煤灰输送受阻,也就使得输灰量大大下降，各密封处频繁泄漏了。四、改造方法和措施根据以上分析，我们进行了以下几项技术改造：1、自已加工更换喷嘴，逐步加大L，渐渐改变喷嘴喷射角θ1和喷口位置参数L1，通过多次空载喷射试验，确立θ1=≈15°，L1=－30~60mm，此时受料室和混合室内有明显的负压，可保证有能连续受料和送料的气压条件，其调整后的喷射结构示意图如下：4罗茨风机来气气化气螺旋泵来灰收缩管扩散管腔壁θ12、在干灰泵前轴承盖处加装油封，为保护轴承，轴承盖外还加装一档摔灰环板，如下图示：轴承骨架油封档灰环3、为了防止泄漏，在灰料轴封填料函前加装一套迷宫密封，与填料密封配合组成“填料—迷宫”式组合密封，结构示意如下图：填料密封迷宫密封受料室4、在灰料轴封填料安装冷却（水）管，使填料工作温度降低，延长密封寿命。以上措施的实施，取得了非常明显的良好效果。运行中，干灰输送量大大地提高，达到甚至超过原设计5指标，而且，原各处的泄漏全部消除，轴承检修原来每十来天一次，现在已基本上不用检修，只及时加油维护就可以了。因此，改造取得了圆满成功。五、总结评价这次改造的关键，主要是干灰泵的核心元件—文氏喷嘴尺寸的调整，它关系到干灰泵内外各处压力的调节平衡，而喷嘴是否正常工作直接影响到前面各元件的密封效果。干灰泵成功的改造，不仅大大降低了设备的维护检修劳动强度，而且为工厂带来了可观的经济效益，以前干粉煤灰全部用水力排除，白白浪费掉了，改造成功后，设备一直正常运行至今。1、经济效益①3#炉一年满负荷运行平均200天左右，现阶段粉煤灰市场销售价约25元/t左右，一年下来可实现销售收入为：12t/h×24h/d×200d×25元/t=144,0000元（人民币）。②改造以后，我厂3#炉实现了粉煤灰的零排放，每年可节约湿排灰成本约12万元，节水25万吨，节电30万kwh。③杜绝了冲灰水的二次污染，每年节约环境排污费2万元。2、社会效益①符合国家“节约资源、保护环境”的基本产业政策和关于节能、节水的要求。②实现了粉煤灰的综合利用，真正作到了化害为利，变废为宝。③大大减轻了工人的劳动强度，改善了生产环境。参考文献：1、《除尘技术》著译者：胡满银、赵毅、刘忠化学工艺出版社2、《密封技术》著作者：魏龙主编：张红光化学工业出版社3、《粉煤灰性能与利用》作者：吕梁，侯浩波编中国电力出版社6目录1．序言....................................................(1)2．系统工艺流程............................................(1)3．问题研究分析............................................(2)4．改造方法和措施..........................................(3)5.总结评价................................................(5)6．参考文献................................................(5)7巴陵石油化工有限责任公司技师专业论文浅述干灰泵的改造动力事业部锅炉车间:许涌波