[发明专利]一种灰渣冷却分选装置以及使用该装置的循环流化床锅炉

说明书

技术领域：

本发明属于循环流化床锅炉高温灰渣冷却领域，提供了一种循环流化床锅炉高温灰渣的冷却装置。

背景技术：

冷渣器(包括有受热面的冷渣器)本身是一个过程特殊的换热装置。与表面式换热器不同的是，冷渣器绝大多数换热表面都与高浓度的固体颗粒接触换热。因而形成的换热效果比非接触性换热要强烈。

冷渣器的型式根据冷却原理可分为非机械式和机械式两种。非机械式冷渣器主要有风水冷流化冷渣器及气槽式冷渣机等。机械式冷渣器的主要形式有水冷绞龙式、水冷滚筒式以及高强钢带式等。目前，在大型循环流化床锅炉上应用较多的冷渣器是风水冷流化冷渣器和滚筒冷渣器。这两种换热器在工作方式和结构上差距甚大，但从换热的角度看工作过程是相近的。

风水联合冷渣器实际是一个小的流化床，这种冷渣器利用流化床的气固二相流动特性冷却高温炉渣，以风冷为主，水冷为辅。在结构上一般分为3个分室，第一个分室采用气力选择性冷却，在气力冷却灰渣的过程中还可以把较细的底渣(未燃烬的细颗粒，未反应的石灰石颗粒等)重新送回燃烧室，实现选择性排渣；第二、第三分室内布置埋管受热面与灰渣进行热交换，可以把渣冷却到尽可能低的温度，如120℃以下，然后排至输渣系统。谭斌等(谭斌，聂立，姚本荣，循环流化床锅炉冷渣器运行问题及改进措施，东方电气评论，第19卷第4期，2005年12月)认为只要燃料粒度得到有效控制的时候，风水联合量却冷渣器完全能够安全稳定运行，可靠性也很高。

滚筒式冷渣器可分为进渣室、冷渣通道和出渣室三部分，冷轧通道中设有冷却机构。滚筒冷渣器都是倾斜安装，高温炉渣进入滚筒后，沿其内壁螺旋槽道或者多棱管道前进，内外筒夹套内或者多棱管道之间的间隙内通过冷却水与热渣进行热交换，同时可接入风冷系统，将900℃热渣冷却到150℃或者更低。滚筒转速无级可调，筒体在很低的转速下，如2rpm，即可达到额定出力，大大减少了渣通道的磨损。

滚筒冷渣器的共同优点是磨损小，维护量小，使用寿命长，结构简单，运行可靠。缺点是对灰渣没有选择性；进渣口容易漏渣，冷却水流量控制要求严格，有些型式的滚筒冷渣器换热量略低且外形尺寸略大。这种冷渣器目前应用范围很广。

风水联合冷渣器与滚筒式冷渣器优缺点的比较

刘德昌等(刘德昌，杨海平，张世红，陈汉平，胡昆，循环流化床锅炉冷渣器的适应性和选择，第一届中国循环流化床燃烧理论与技术学术会议论文集，2007.12，海口，pp733)和武建忠等(武建忠，赵勇纲，赵忠生，循环流化床锅炉应用滚筒式冷渣排渣技术的可行性分析，内蒙古电力技术，INNER MONGOLIAELECTRIC 20POWER 2007年第25卷第1期)总结了几种冷渣器的优缺点，主要观点包括：

风水冷流化床冷渣器优缺点

该冷渣器利用风与热渣之间流化直接传热和热渣与水冷受热面之间的间接传热，将灰渣从950℃左右降到150℃左右。

风水冷流化床冷渣器的优点：

●传热效果好，无机械转动设备，选择正确，事故率低；

●灰渣物理显热回收率高；

●通过选择床，将细灰送入燃烧室上部，作为循环床料；

●冷渣器与锅炉本体联为一体，占地面积小；

●对烧优质煤和特大型循环流化床锅炉(300MWe～600MWe)比较适应。

缺点：

●对灰渣的粒度及分布和渣量有一定要求，粒度大小及分布和灰渣量不能与设计工况相差太大。

否则带来许多严重的运行问题；

●要求专用风机，运行电耗较高；

●有水冷受热面磨损问题；

●对运行操作水平要求较高。

滚筒式冷渣机的优缺点

优点：

●对灰渣粒度及分布和渣量适应性比较好；

●对烧劣质煤和灰渣粒度与设计工况偏差较大的循环流化床锅炉(300MWe以下锅炉)比较适应；

●滚筒冷渣机滚动速度慢，电机功率小，省电；

●对运行操作水平要求不高，有傻瓜冷渣器之称，运行事故少；

●与流化床冷渣器相比，磨损较轻。

缺点：

●灰渣显热回收效果没有风水冷流化床冷渣器好。被加热了的冷却水一般送入除氧器，汽轮机抽汽减少，电厂循环热效率降低；

●滚筒冷渣器与锅炉本体分置布置，一般布置在锅炉房零米平台，占地面积较大；

●密封效果没有风水冷流化床冷渣器好，有漏水、漏渣问题。