粉煤灰库-粉煤灰运输方式的技术经济分析

    近些年来， 粉煤灰综合利用企业出于对运输成本和环保要求的考虑， 选择在发电厂附近建厂， 粉煤灰的运输距离一般不超过5k m 。 这些企业所采取的粉煤灰运输方式，涵盖了气力输送、 水力输送、 车辆运输等多种方式， 运行效果也各不一样。 一些准备新建粉煤灰综合利用项目的企业在粉煤灰运输方式的选择上缺乏明确的规范和标准， 存在一定的盲目性。 因此， 有必要进行粉煤灰运输方式的综合分析， 为企业选择技术上可行、 经济上合理的运输方式提供指导。
1.气力输送气力输送是火力发电厂干除灰系统所普遍采用的粉煤灰输送方式， 用以将粉煤灰从除尘器各集灰斗送至发电厂干灰库。 发电厂内气力输送的距离一般不超过1 0 0 0m ，相对而言， 超过l 0 0 0m 的输送距离在发电厂被认为是远距离输送。 气力输送主要分为负压气力输送和正压气力输送两种方式。 千米以上距离的粉煤灰输送， 一般采用正压浓相输送。 双套管输送技术具有输送距离长、 输送速度低、不堵管、 出力大、 输送浓度大、 系统磨损和能耗较少等特点， 是目前比较先进的气力输灰技术。 利用该技术， 可使干灰输送距离达到4 k m 以上。 双套管是在输送管道上部装有一直径较小的内管， 内管每隔一定间距有一特定的开孔， 当输送管道中某处发生堵塞， 堵塞前方的输送压力升高而迫使气流进入内管， 进入内管的压缩气流以较高的流速从堵塞下游的开口流出， 从而对该处堵塞物料产生扰动和吹通作用， 保证管内物料的正常输送。气力输送可以实现全封闭式运行， 便于集中控制，节约用水， 具有良好的环保性和经济性。 虽然气力输送系统已经可以达到很高的可靠性， 但其仍然存在着堵管的风险， 所以从检修维护的角度考虑， 输送管道不宜埋入地下，应尽可能架空敷设。构成气力输送系统的设备主要有: 仓泵、 空压机、 输送管道、 除尘器、 集中控制设备等。 运行成本主要包括:电费、 折旧、 人工费用、 维修费用。 输送距离2 k m 时，投资约300万元， 平均运输成本8一15元/t。
2水力输送水力输送系统送来的灰浆有以下几种处理方式: 一是当水灰比与综合利用企业的生产工艺要求一致时， 直接用于生产; 二是水灰比过大， 通过二次掺加干粉煤灰， 提高灰浆浓度; 三是设置沉淀池或浓缩池， 降低水灰比， 多余的水通过回水管路送回电厂侧再次用于制浆。水力输送分为稀相输送( 水灰比7 -20 )和浓相输送( 水灰比1. 4 )。 与稀相输送相比， 浓相输送具有耗电省、输送管径小、 结垢轻、 运行平稳等优点， 故较多采用。 浓相输送常用的泵有柱塞泵、 油膜隔离泵、 离心渣浆泵， 选型主要考虑输送距离、 管道阻力、 可靠性、 可维护性等因素。 一种液下渣浆泵在浓相输送中具有较好的效果， 该泵主要特点是在液下部位的泵轴有足够的刚度， 叶轮、 泵壳之间不设轴承， 不采用轴封， 不会发生其它类型灰浆泵的漏浆、 串浆问题， 运行中磨损的部位只有叶轮和泵壳。 泵的液下深度最大可达3 m ， 输送料浆的比重可达1. 30-1. 45，扬程一般不超过50m 。 从使用情况来看， 该泵能够满足加5/20 10 粉煤灰2 5万方数据 气混凝土等企业对灰浆浓度的要求， 可在电厂侧一次性完成粉煤灰制浆， 运行可靠， 检修维护方便， 管道不结垢。其主要缺点是， 扬程不高， 如果远距离输送， 需通过中转站多级泵送， 一般不宜超过3级， 否则应选择其它类型的灰浆泵。 不同于液下渣浆泵， 柱塞泵的扬程高， 输送距离可达到5k m 以上， 而且柱塞泵的运行可靠性要优于油膜隔离泵， 在渣浆泵不能满足要求的场合可以选用柱塞泵。浓相水力输送系统简单， 主要由制浆搅拌机、 灰浆泵、管道构成， 易维护、 投资少、 运行可靠， 输送距离2k m时， 以干粉煤灰计的综合运输成本3.5元/t。
3汽车运输汽车运输主要分为罐车运输和自卸车运输。 罐车运输是用散装机将干粉煤灰装入密闭罐车运至需方， 利用压缩空气将粉煤灰卸入干灰库。 自卸车运输是利用双轴搅拌机等设备对干粉煤灰调湿处理后装入自卸车厢运至需方。罐车运输最大的好处是全过程保持密闭状态， 不会对环境造成不良影响， 而且能够保持粉煤灰性状不发生变化。自卸车运输既要解决运输过程中的撒漏， 又要考虑如何减少需方露天或半露天储灰场的扬尘污染， 受到一定局限，但自卸车造价低、 用途广、 不需气力卸灰， 所以仍被一些企业采用。某公司设计了一种新型粉煤灰运输罐车， 圆柱形罐体两端为蝶形封头， 罐体由4 个鞍座支撑于半挂车上， 罐体后部设有翻转支座， 固定在后部的悬挂系统上。 罐体上方设有3个进料口， 每个进料口上配有快开式密封盖。 罐体后部设有一后盖， 后盖有橡胶密封圈和液压旋转门钩， 可以防止泄漏。 罐体前端设有举升液压油缸。 这种车辆既可装载干粉煤灰， 又可装载调湿灰， 既可利用气力卸灰， 又可利用液压装置举升罐体实现自卸， 而且能够有效避免撒漏， 具有较好的性价比。当前应用最多的汽车运输工具是水泥罐车， 它的运行成本主要由油耗、 人工费、 维修费、 保险费等构成， 其中油耗( 柴油)约0 . 4 升/t- k m 。 为了节约油耗和提高运行可靠性， 对于卸灰地点固定的场合， 可以用地面电力驱动空压机代替车载空压机。 有效载重30t的罐车， 每台购置成本30 ~4 0 万元。 运输距离2k m 时， 罐车运输综合单位成本约5-7元/t。
4 圆管式皮带输送机圆管式皮带输送机是由六边形布置的辊子强制皮带卷成圆管状来输送物料的一种新型带式输送机。 它解决了普2 6C D 彳 工彳 S H5/20 lO通带式输送机敞开式输送的缺点， 具有输送距离长( 可达5k m 以上)、 容量大， 爬坡输送能力大、 适应地形能力强、 全封闭无污染、 运行安全、 能耗低等诸多优点。 圆管式皮带机在电力、 化工、 粮食、 煤炭等行业都有成功的应用案例， 但总体来讲其在国内的应用尚不多， 企业需要投入较多的资源去掌握设计建造和运行维护技术。
5结语企业在选择粉煤灰运输方式时， 应因地制宜， 充分研究技术、 经济、 环境等因素， 进行综合比较分析， 确定适合自己的最佳方案。 重点考虑5个方面的问题。
( 1)电厂供给状况。 与电厂设备系统直接或间接联接，必须满足电厂对于安全性、 可靠性和环保性的要求。 就近利用电厂的水、 电资源， 可能给企业带来方便， 有利于降低运输成本。 签订合同对粉煤灰利用和运输加以明确， 对保持双方稳定、 双赢的合作关系十分重要。
( 2)外部环境的影响。 无论哪种运输方案， 都要考虑道路交通、 地形地貌、 市政规划的具体情况， 既要符合当地政府的要求， 又要充分评估周边企事业单位、 居民对项目的影响。
( 3)投资和运行成本。 本文中的成本数据是综合一些建成企业的案例得出的经验值， 由于各企业运输路径差异较大、 设备选型上偏好不同等， 在实践中需根据自己的情况详细测算。 电、 油、 人工等价格的长期波动趋势可能增加企业投资分析的不确定性。
( 4 )可靠性。 粉煤灰运输需要达到的可靠性程度主要取决于企业生产的可靠性要求， 企业生产性质不同会有较大差异。 除了车辆运输外， 其他运输方式一般不设置备用系统， 要求较高的企业应对运输方案进行可靠性分析和评价。
( 5)发展的需要。 企业的发展， 对运输量和粉煤灰的品质会有新的要求， 企业应做好发展规划， 避免重复建设造成浪费。