双套管与单管的联合输送探索1

1、杨永栋王建忠徐建立黄勇何红儿（浙江菲达环保科技股份有限公司，浙江诸暨311800） 摘要：本文在试验的基础上，分析、总结了双套管与单管复合管道的输送曲线，并对双套管进行了结构简化及优化，从而节省了投资成本，提高了竞争优势。关键词：双套管；简化；双套管+单管；节省投资1、 引言随着国家大型火力发电机组600MW、1000MW的快速发展，一方面气力输送双套管以其独特的内旁通防堵结构，在大机组长距离气力输送项目中得到了快速推广及应用，发挥了其独特的优势。但是另一方面双套管与无缝钢管相比，重量大，制作成本高，安装要求高，相对来说投资成本较高。又制约了其进一步发展。2、 双套管气力输送工艺流程

2、及结构2.1双套管气力输送组成通常气力输送由气源（空压机、空气净化系统）、输送仓泵、输送管道、料仓及控制设备五个部份组成。 图1气力输送流程图而气力输送中输送管通常可分为双套管输送及单管输送，双套管输送一般不需要沿程补气。其工艺流程如图（1）气力输送流程图所示。2.2双套管来源及其结构特点双套管气力输送系统是20世纪80年代后期在国外发展起来的一种先进的气力输送技术，以德国穆勒公司为技术代表，90年代后期实现国产化。双套管气力输送系统改变了常规正压输送低浓度、高流速、易磨损、易堵管的工况，是解决输送高磨损、大出力、密相输送磨损性大的物料的理想方案，代表了当今气力输送技术的先进水平。其结构原理如

3、下图所示。 图2双套管结构图 图3双套管弯头结构图图4紊流双套管浓相输送原理输送管道内部上方安装了一个辅助内套管，内套管的底部每间隔一定距离，开设了一定形状带垫圈的开口。气力输送过程中，在管道底部形成了小山坡形状的积灰，从而在此处形成了压降的剧增，空气被迫进入辅助内管，并在内管的下一个开口处流出再度进入输送管道，从而在流出口形成了人为附加的紊流流动状态这个紊流效应能消除已积聚的料堆。3双套管与单管输送系统相比的优缺点堵管情况输送速度安装要求管道重量制作成本其它双套管不堵管可低速运行高较高双套管可能会发生内管脱落，发生堵管单管无外旁通补气可能会发生堵管低速运行时，可能发生堵管一般约为前者的75%

4、左右约为前者60-70%不会发生上述现象从上述数据可知，双套管的优势在于正常情况下极少堵管，甚至是不堵管。但是也有很多不足，如成本高、投标价格高、制作要求高、安装要求高、内管易脱落。4双套管系统的简化虽然双套管在防堵性能上具有很大的优势，但为了提高其竞争力需要在结构上进行简化。原双套管系统弯头也采用双套结构，简化后可采取普通的陶瓷复合弯头，因为弯头处的流态不同于直管段，内管很快就会磨掉。 图3套管弯头结构图图5双套管简化弯头结构图4.2爬高和下行段的简化：原双套管对爬高和下行段也采用双套管，但根据流态分析和现场经验，在输送粉煤灰时，爬高和下行段极少堵管，因为在这段管子中，流态常为悬浮流，而不是

5、集团流或栓流，因此极少堵管，因为可以对此部份管段采用单管结构。4.3法兰的简化：原双套管不论是直管还是弯管都采用法兰连接，直管一般标准段为6米左右一段，法兰数量很多，成本较高，相对泄漏点较多。可以通过以下方法减小法兰的数量：弯头处：弯头可以采用法兰连接也可采用焊接。如果业主没有特殊的要求，可以采用焊接。但建议对于灰库爬高处的弯头，尽量采用法兰连接，因为有一些送不到灰库的大东西，往往需要从这个地方拆开取出。直管处：可以采用二十米左右一道法兰连接，这二十米以内的双套管可以采用焊接，但焊接时需要做好方向记号，以保证安装精度。法兰间隔不宜超过二十米，以防止内管脱落时，可以折开检查。管路伸缩节处：建议保

6、留法兰，以方便更换伸缩节。5、双套管简化后成本节约情况分析举个例子：某电厂有2台350MW机组气力输送系统，输送几何距离500米，每炉双套管灰管194x7（76x3）219x7（83）共2根，每根灰管弯头12个。爬高25米。表一：直管处重量节约后节省的费用（爬高段）直管制作成本节约后节省的费用（爬高段）法兰数量节约后节省的费用两炉节约总成本。(49.6-36.6)x2x2x25=1300kg1.3x6000=7800元2x2x25x10000/1000=49600元4x25x6000/1000=21960元49600-21960=27640元弯头处节约数量10x4x4=160只直管处（500/

7、6-500/20）x2x4=440只(440+160)x100元/只=60000元7800+27640+60000=95440元备注：kg/m为每米219双套管的重量，36.6kg/m为每米219单管的重量，双套管的采购成本约为10000元/吨，单管的采购成本约为6000元/吨6、试验室双套管的进一步研究为进一步研究双套管的机理及节约成本，我们对双套管的结构进行进一步简化，并在位于菲达公司所在的浙江省科技平台气力输送试验室进行试验：6.1 实验装备：仓泵：2只，每只容积。 输灰管：108X4.5(42X2.5)140X4.5(50X2.5)，采用双套管+单管的方法。总长度约400米，分配方法：

8、80米160米40米120米试验物料：诸暨八方热电厂灰库混合灰。经测试：平均粒径ds=30µm,堆积比重a =780kg/m3,真实比重s =2200kg/m3 灰温为常温。配置依据首先要保证能顺利输送，先计算粉煤灰的最小悬浮速度，根据斯托克斯公式 Vt=(s-a)*ds2)/18ua按常温20考虑，其中ua为空气粘性系数，代入相关数据后可得Vt=/s 上述考虑的是单颗粒的情况，实际输送是多颗粒的相互作用，考虑到安全取初速为3m/s6.2.2采用双套管+单管的间隔配置，一方面目的是为了节约成本，另一方面双套管设置在管道始端及变径后速度较低处，是为了防止堵管。输送曲线示意纵坐标为：输送

9、压力，横座标为输送时间 上一条线为气源压力曲线，下一条为输送管道压力曲线输送结果分析 输送结果分析输送曲线平稳，400米输送距离，压力一般不超过0.2Mpa。 没有出现堵管迹象，实验取得了良好的效果。7、间隔式双套管+单管输送的经济性分析还是采用前面的2X350MW输灰系统的例子。管道配置可为：194X7(76X3)194X7219X7(76X3)219X7长度为：100米200米80米120米和全部双套管相比在“表一”的基础上又可节约费用如下：表二：194部份219部份两炉可节约总成本1、重量减轻：(44.6-32.28)x200x4=9856kg节省费用：9.856x6000=59136元

10、2、制作费用降低：总计节省：59136+201856=260992元1、重量减轻：（49.6-36.6）x120x4=6240 kg节省费用：6.24x6000=37440元2、制作费用降低：总计节省：37440+132500=169900元260992+169900=430892元备注：44.6kg/m为每米194双套管的重量，36.6kg/m为每米194单管的重量，双套管的采购成本约为10000元/吨，单管的采购成本约为6000元/吨8、其它工程上的应用8.1 石家庄东方热电气力输送项目输送最远距离:约250米；管道配置：30%双套管+70%单管；粉煤灰类型：电袋除尘器下灰。管道设计阻力：0.18MPa.8.2 国电滦河发电厂气力输送项目输送最远距离:约300米；管道配置：25%双套管+75%单管；粉煤灰类型：布袋除尘器下灰。管道设计阻力：0.2MPa.9、总结9.1、在技术来说，采用双套管+单管输送的方式是可行的，它既保留了双套管防堵的功能，又使双套管的成本大大降低，提高了竞争力。9.2、另外这种方式较适宜于颗粒较细的