摘 要：依据冲蚀磨损机理对气力输灰系统在输灰过程中产生的输灰管道泄漏的影响因素进行了探讨分析，并根据分析结果提出了相应对策，为气力输灰系统的改进提供了参考。
关键词：气力输灰；输灰管道；泄漏；对策
随着各地环保力度的加大、除尘技术的改进及气力输送技术的提高，气力输灰技术在中小型电厂煤灰转运过程中得到广泛应用，伴随而来的堵管、泄漏等问题也相应引起研究者、使用者的关注。本文对气力输灰系统在使用过程中产生泄漏的现象、影响因素进行了探讨并提出了相应对策。
一、问题现象
因脱硫脱硝系统改造要求，原布袋除尘系统改为预电除尘+布袋除尘，采用下引式仓泵系统由两根输灰管送往灰库。同时由于运行需要，单设了一台仓泵及管道输送返料灰。运行一段时间后，返料灰输送管道后部出现泄漏，位置多发生在弯头、变径处，随后，电除尘输灰管路也出现类似情况。从现场泄漏部位可明显看到管道被灰粒切削的痕迹，且灰颗粒粒径较原来增大。
二、因素分析
气力输灰是利用压缩空气的能量在管道中将煤灰输送至灰库，在管道中运动的灰颗粒就会与管壁产生踫撞和撞击从而导致输送管道的磨损，一般认为此类磨损是由小于100μm的松散颗粒在小于550m/s的冲击速度下造成的。[1，2] Irina V.Putilova等[3]在总结了磨损机制的研究成果基础上给出了一个对干灰、煤粉及其他细粉体易腐蚀颗粒的管道腐蚀磨损计算公式：
现结合上式对输灰管道磨损的影响因素分析如下：
（一）输送速度。为保证输送物料在管道中的正常流动，存在一个最低流速以保证物料在管道内不沉积，这个速度由物料性质决定。但在实际操作过程中为降低堵管概率，一般取较大的输送速度UM，隨速度的增加，输送颗粒对管道金属表面的切削能力增强，从而加大了管道磨损。增加管道内径D可降低流动速度，另一方面，由克拉伯龙方程可知，随输送气体压力的降低，输送气体体积增大从而使后部输送速度增加。
（二）质量浓度。质量浓度m越大，管道内输送颗粒间的碰撞概率增加有利于降低颗粒对管道金属表面的切削能量，从而降低管道磨损。但质量浓度受流化空间及输送压力的制约，单纯提高质量浓度将极易造成堵管，影响设备运行，
（三）管道材料。管道金属材质抗切削能力越强，管道磨损量越小。管道材料的相对磨损因数Kizn是由材料的Viekers硬度决定的。
（四）输送颗粒的性质。输送颗粒的硬度越高，颗粒对管壁的切削能力越大，一般以SiO2含量的相对因数KSiO2表示，同时颗粒的当量直径越大，即颗粒的质量与其表面积之比Kp越大，磨损能力越强。但输送颗粒的性质无法改变。
（五）输送管道的形状。直管段、垂直管段、曲线段的重力阻力系数不同，对管内颗粒流动的影响也不同，公式中给定了不同数值，特别对曲线段还有一个弯曲半径的影响，一般来讲管道转弯半径与管道内径比值越大，颗粒变向对磨损的影响越小。受设备布置的限制，可以控制的部位只有曲线段处。
三、采取对策
对输送材料确定的条件下，做好输送管道设计是减少磨损的前提，加强运行管理是减少磨损的根本。但主要是对输送速度的控制。
1、将输送管道设计成多级管道：隨输送管道末端压力的降低，输送气体体积增大，后部管道内径需增加以减小体积膨胀对流速的影响，在较长输送管道中可设为三级增大，一般将末端流速取值为控制在12m/s以内。在输灰管道末端增加管道内衬，以增加管壁耐磨强度。隔断阀门与变径、弯头部位间隔一定距离，减少输送流场的变化导致输送颗粒对阀门的磨损。2、转弯半径与管道内径比值尽量增加，可采取减磨弯头的形式，对于重点部位可在弯头外侧设置耐磨材料包裹，增加弯头的使用期限。在输送管道后部，最好不要使用现场制做弯头。3、输送设备投运前进行试运，试运的目的是确定最小输送压力。一般而言，输送压力决定了输送速度，在实际操作过程中，为防止堵管，一般均加大了输送压力，为末端管道磨損留下隐患。实际试运操作可采取断开后部管道的办法，实际观察实际流动速度，从而确定合理的运行压力，但需做好收尘工作。4、若运行中发现输送颗粒粒径变化，则需对后部管道内径进行加大处理。粒径变化不仅增加了堵管概率，也加大了管道磨损量。5、一旦发生堵管现象不要轻易增大运行压力，压缩空气带水、流化效果差等原因都会产生堵管现象，查明原因后再适当调整运行参数。
四、结论
1、输送管道的磨损是由于移送中粒子与管壁之间的踫撞和撞击引起的，是不可避免的。但可通过管道设计与运行管理减少磨损的发生，延长管道使用寿命。2、在输送材料一定的条件下，控制输送速度是减少磨损的有效途径之一，输送速度的控制最终反应在输送压力的控制上。3、运行期间初始阶段加强输送颗粒粒径变化的观察，粒径增大则意味着后部磨损量的增加。
参考文献：
[1]陈宏勋.管道物料输送与工程应用[M].北京：化学工业出版社，2003.
[2]何奖爱，王玉玮.材料磨损与耐磨材料[M].沈阳：东北大学出版社，2002.
[3]董刚.材料冲蚀行为及机理研究[D].浙江工业大学硕士学位论文，2004.
作者简介：谭波（1973-），男，山东莱芜，锅炉专工，硕士研究生学历，现山东华聚能源有限公司兴隆庄矿电厂安技室工作，主要从事热动力设备技术工作。