CN101008492A - 燃煤锅炉干式排渣装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃煤锅炉干式排渣装置，该装置具有与锅炉储渣斗密封连接的密封箱体，密封箱体内设有耐高温传送带，在耐高温传送带的传输方向于密封箱体与锅炉储渣斗连接位置的下游设有进风口；密封箱体上设有限制通入的冷却空气进入锅炉储渣斗的风门，风门位于密封箱体与锅炉储渣斗连接位置和进风口之间；密封箱体上还设有将换热之后的热空气排出密封箱体的排风口。在耐高温传送带的传输方向于密封箱体与锅炉储渣斗连接位置的上游还设有一个用于阻止冷却空气进入锅炉储渣斗的阻流装置。本发明的燃煤锅炉干式排渣装置在加大冷却空气量对锅炉炉渣进行有效冷却的同时又可以控制进入锅炉底部的冷却空气量，使锅炉能够运行正常。

Description

燃煤锅炉干式排渣装置

技术领域

本发明属于电站燃煤锅炉炉底灰渣的输出设备。特别涉及一种在负压状态运行的燃煤锅炉干式排渣装置。

背景技术

目前，电站燃煤锅炉主要采用水力排渣系统及设备，但是这种系统及设备存在以下不足：(1)炉渣由锅炉底部直接落入冷却水中，使灰渣中的可燃物质及所含的热量损失了，同时产生的水蒸气会腐蚀锅炉底部部件；(2)水资源消耗大，灰渣水的排放也会造成环境污染，且处理费用高；(3)系统复杂，维护检修费用高。

目前也出现一些采用干式排渣系统及设备的，这些主要是意大利MAGALDI公司设计制造的钢带排渣机，以及由这种设备组成的干式排渣系统——MAC(MAGALDI  ASHCOOLER)系统。

日本专利JP-A-63-6319公开了一种在干燥的状态下排出煤粉锅炉底渣的方法：在锅炉燃烧室的下方设置可通气的传送带，用传送带罩将传送带覆盖，传送带罩与燃烧室相连接，组成一个密闭的系统；在传送带罩上设有吸气口，用于引入炉渣冷却用空气；从燃烧室落下的炉渣由传送带接受并输出，由传送带输出的过程中，从吸气口进入的空气流过渣层，炉渣放热而冷却，空气吸收炉渣的显热而升温；热空气由引风机送入空气预热器进一步升温后返回燃烧室，炉渣显热能够回收，提高锅炉效率；放热而冷却的炉渣由传送带在干燥的状态下排出锅炉，不需要冷却水，炉渣处理更容易。不过该专利涉及的煤粉燃烧锅炉是在微负压状态下即真空状态下运行的锅炉。而且该专利还存在以下的不足：(1)当锅炉燃烧室的底部打开以使炉底渣排出并向输送带下落的过程中，由于锅炉燃烧室内处于真空状态，所以外部的环境空气在大气压力作用下经吸气口进入炉膛，进入炉膛的空气量无法控制。(2)传送带托板设计成格子状，功能是使空气流通过渣层，但是该结构在炉渣量大时，托板上的渣层会堆积很厚，空气较难穿过渣层实现冷却，因此冷却效率较低。而要使渣层堆积变薄则需要增加传送带宽度，这样便增加了生产成本。

专利文献WO87/04231了公开一种用于连续干除锅炉底灰的方法和设备，与上述日本专利相近似，它是在锅炉底部设置一个密闭的耐高温传送带，传送带为摩擦传动。传送带由重叠在一起的钢板和高强度钢丝带组成，钢板折叠成一个连续的槽，用螺栓与插入钢丝带的连接件将钢板固定，钢板能向各个方向膨胀；在按真空方式操作的锅炉中，冷却炉渣用的空气由一个可控的操作阀进入，与传送带排渣方向相逆地流过渣层，空气吸收热量后全部进入炉膛。该技术具有如下不足：(1)锅炉受煤质或燃烧状态影响，底渣会结焦。如果出现上百公斤重的渣块，就会由燃烧室直接冲击到传送带上，从而造成传送带部件的损坏。(2)当锅炉排渣量较大时，由于炉渣冷却不充分，往往会造成传送带的外罩和箱体超过规范规定的温度，影响安全生产。(3)当锅炉排渣量较大时，为提高炉渣冷却效果，需要加大进入的冷却空气量。但是由于冷却空气吸收热量后全部进入了炉膛，而锅炉底部进入的空气量(理论定义为漏风量)如果超过允许值(锅炉空气过剩系数)，会影响锅炉正常燃烧，这样就降低了锅炉的效率。(4)当锅炉排渣量较大时，为满足炉渣冷却效果，需要延长高温输送带长度或增加输送带数量，加大了成本。

中国专利CN1050178C公开了一种蒸汽锅炉出灰机：该专利有一条“与主传送带相连、起继续冷却作用的二次传送带”；从容纳箱进气口吸入的空气沿两级传送带上的炉渣运送方向相反的方向吸收热量后直接进入锅炉；采用对开式活动门，有全开、半开、关闭状态。工作过程中通常处于半开状态，以便挡住大块的底渣。有大渣出现时，操作活动门使之全开将大渣轻轻地落到传送带上。该专利具有如下不足：(1)采用两条传送带进行连续冷却，增加了生产成本。(2)当锅炉遇到煤质变化产生的底渣量较多或出现结焦时，所需的冷却空气量会加大，但是由于冷却空气吸收热量后会全部进入炉膛，进入炉膛的超过锅炉允许值的过量冷却空气会增加排烟损失，影响锅炉正常运行。(3)对开式活动门很难承受大块炉渣的巨大冲击力，也不能有效控制拦截渣块的尺寸。

另外英国专利GB1357276公开了一种用于传输高温松散物料的传送带，其结构特征如下：(1)传送带有两个滚筒，一个是驱动滚筒111，一个是张紧滚筒110。传送带的上分支有托辊103、下分支有托轮104；(2)传送带包括槽型托板和高强度钢丝带两个部分，高强度钢丝带与滚筒接触，靠摩擦方式实现驱动功能；槽型托板用于承载高温物料；(3)每块槽型托板用螺钉105和紧固件106与钢丝带101连接，紧固件106插进钢丝带101。若干钢丝带101用若干串条107串接起来。所以，槽型托板和钢丝带都可以各自独立在任何方向膨胀，满足高温松散物料的输送。

中国专利CN2459550Y公开了一种燃煤锅炉高温灰渣干式输送装置，该装置具有钢带输送机3，在钢带输送机3的上方有液压碎渣机1和隔栅2，隔栅2安装在液压碎渣机1的下方，液压碎渣机1和隔栅2通过箱体13支撑，箱体13的上部与在锅炉下部的冷灰斗15相连，箱体13的下部与钢带输送机3的上方相连。被隔栅2阻拦住的大的结焦渣块由在隔栅2上部沿隔栅2运动的液压碎渣机1定期挤压破碎，破碎的渣块落入钢带被输送走，同时被破碎的渣块也易于冷却。

发明内容

本发明的目的在于改进已有技术的不足，提供一种能够有效的冷却锅炉炉渣并能有效控制进入炉膛的冷却空气量的与现有电站燃煤锅炉配套的燃煤锅炉干式排渣装置。

本发明所采用的技术方案为：本发明的燃煤锅炉干式排渣装置具有与锅炉储渣斗密封连接的密封箱体，所述密封箱体内设有经过锅炉储渣斗出渣口的接受和输送炉渣的耐高温传送带，在所述耐高温传送带的传输方向于所述密封箱体与所述锅炉储渣斗连接位置的下游设有进风口；所述密封箱体上还设有用于限制通入的冷却空气进入所述锅炉储渣斗的风门，所述风门位于所述密封箱体与所述锅炉储渣斗连接位置和所述进风口之间；所述密封箱体上还设有将换热之后的热空气排出密封箱体的排风口，所述排风口与引风机连接。

在所述耐高温传送带的传输方向于所述密封箱体与所述锅炉储渣斗连接位置的上游还设有一个用于阻止冷却空气进入所述锅炉储渣斗的阻流装置。

在所述耐高温传送带的传输方向于所述阻流装置的上游还设有一个进风口。

所述风门的两侧分别设有一个用于检测密封箱体内所述风门两侧的真空压力的压力传感器。

所述风门由门杆、门板、档板以及驱动汽缸组成；其中所述档板为两块，并与密封箱体密闭连接并形成一个滑槽，所述门板通过驱动汽缸驱动门杆进行调节，并在上述滑槽内上下移动形成闸板门从而控制进入锅炉储渣斗的冷却空气量。

本发明具有的积极效果是：(1)本发明的燃煤锅炉干式排渣装置在耐高温传送带的传输方向于密封箱体与锅炉储渣斗连接位置的下游设有一个可以调节的风门，因为当锅炉排渣量较大时需要加大进风量来提高炉渣冷却效果，但是大量的空气进入锅炉底部会影响锅炉的正常运行，而上部位置设置一个风门便可以控制进入锅炉底部的冷却空气量，使锅炉能够运行正常。而剩余的与炉渣完成热交换后的空气通过引风机从排风口排出。

(2)由于会有一部分冷却空气会从穿过耐高温传送带从耐高温传送带的尾部沿着传输方向进入锅炉底部，因此需要在耐高温传送带的传输方向于密封箱体与锅炉储渣斗连接位置的上游设一个阻流装置，阻止这些少量的冷却空气直接进入锅炉底部。(3)为了进一步提高冷却效果，可以在所述耐高温传送带的传输方向于阻流装置的上游设有一个进风口。由于阻流装置的作用从该上游进风口进来的冷空气不会从耐高温传送带的尾部沿着传输方向进入锅炉底部，这些冷却空气会从耐高温传送带的下方逆着耐高温传送带的传输方向对耐高温传送带进行冷却，从而进一步起到对炉渣冷却的效果。随后从耐高温传送带的头部上来，在耐高温传送带的上方逆着耐高温传送带的传输方向对耐高温传送带上的炉渣再次进行冷却，提高冷却效果，同样受到风门的限制只有很少的风量进入炉膛，其余的从排气口排出。(4)通过风门两侧的两个压力传感器检测风门两侧的真空压力，能够更加精确的控制进入锅炉底部的冷却空气量。

附图说明

图1为本发明的燃煤锅炉干式排渣装置连接示意图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为图1的B-B剖视图；

图4为图1的C-C剖视图；

图5为风门结构示意图。

图中各标号分别代表

锅炉储渣斗1、隔栅2、关断门3、耐高温传送带4、碎渣机5、中间渣斗6、密闭箱体7、侧板8、水室9、隔水板10、雾化喷嘴11、高温炉渣层12、密闭箱体的侧壁13、密闭箱体的顶盖14、进水孔15、排水管道16、驱动滚筒17、张紧滚筒18、弹性密封件19、排风口20、锁气给料机21、风门22和22a、门杆22b、门板22c、档板22d、汽缸22e、风管23、运输车24、引风机25、渣库26、水封槽27、油缸28、托辊29、进气口30和30a、压力传感器31和31a、摄像头32、检查窗33。

具体实施方式

参见图1至图5，本发明的干式排渣装置的锅炉储渣斗1通过水封槽27(也可以用耐高温金属膨胀器)与锅炉燃烧室连接，水封槽27主要用于吸收锅炉本体X、Y、Z(三维)方向的高温热膨胀，锅炉储渣斗1用钢结构支撑。

锅炉储渣斗1下面均匀分布若干由耐高温、耐冲击材料制成的隔栅2，隔栅2也通过锅炉储渣斗1的钢结构支撑，隔栅2的间距根据锅炉结焦状况一般设计成300～1000毫米。从锅炉燃烧室下落的高温炉底渣，温度在850℃左右，呈松散状，有时也会聚结成很大的块状。炉底渣下落过程为自由落体运动，若在40m高的锅炉顶部落下，则会产生巨大的冲击力。炉底渣经过炉膛、锅炉储渣斗1落下来，大块的炉底渣被隔栅2拦截，小块的炉底渣则下落到传送带4上。被拦截在隔栅2上的大块炉底渣通过摄像头32监视到，监视信号传送到控制室，等待充分冷却后，由人工用专用除焦工具在检查窗33将大渣块破碎成小块下落到传送带4上。也可以采用中国专利CN2459550Y的结构，在隔栅2上设计一个液压碎渣机，自动完成大渣块的破碎。

在锅炉储渣斗1的出口处安装若干对关断门3，关断门3由耐高温材料制成，用液压缸28驱动。每对关断门3有关闭和打开两种状态。关闭状态炉底渣就会暂时堆积在锅炉储渣斗1内，为后续设备检修提供时间。打开状态炉底渣就便会自由落到传送带4上。

密闭箱体7用弹性密封件19与锅炉储渣斗1密封连接。密闭箱体7、碎渣机5、中间渣斗6、锁气给料机21间用法兰密封连接，构成了一个密闭系统。密封箱体7内设有耐高温传送带4，用于将从隔栅2落下来的小块炉底渣输送至碎渣机5。耐高温传送带4由扁螺旋状的耐高温金属丝带和耐高温金属板组成，金属丝带有驱动功能，金属板有承载功能，两件之间的连接采用英国专利GB1357276的连接方式。耐高温传送带4由驱动滚筒17用摩擦传动的方式驱动，张紧滚筒18给耐高温传送带4足够的张紧力，并能随耐高温传送带4的伸长或缩短自动移动，保持张紧力不变。耐高温传送带4的下方有若干个托辊29，支撑耐高温传送带4的上分支承担负载功能。由于受结构的限制托辊29一般直径较小，轴头直径在50毫米以下，所以如果有大渣块直接冲击到耐高温传送带4上，则托辊29将被损坏，使耐高温传送带4局部变形或卡死，造成停机事故。而设置了隔栅2这样的结构就可避免此类事故的发生。

密闭箱体7上设有进风口30以及排风口20，排风口20用风管23与引风机25连接，引风机25采用耐磨结构。进风口30设置在耐高温传送带4的传输方向于密封箱体7与锅炉储渣斗1连接位置的下游，排风口20设在密闭箱体的顶盖14的上部扬尘较少的区域，这样可以减少进入引风机25的灰尘。排风口20与进风口30间要有足够的距离，使从进风口30进入的冷却空气在密闭箱体7内和高温炉渣层12顶部充分流动换热。为了进一步提高冷却效果还可以在耐高温传送带4的传输方向于密封箱体7与锅炉储渣斗1连接位置的上游设置进风口30a。

密封箱体7上还设有一个限制冷却空气进入炉膛的风门22，风门22设置在密封箱体7与锅炉储渣斗1连接位置和进风口30之间以接近密封箱体7与锅炉储渣斗1连接位置为最佳。风门22是由门杆22b、门板22c、档板22d以及驱动汽缸22e组成，其中挡板22d为两块。门板22c由汽缸22e驱动上下移动，两块档板22d与密封箱体7的顶盖14密闭连接并形成一个滑槽，门板22c在滑槽内移动，有闸板门的作用。在风门22的两侧设有两个压力传感器31、31a，引风机25的排风量通过压力传感器31、31a分别检测风门22两侧的真空压力来控制，不会吸出炉底空气。

另外在耐高温传送带4的传输方向于密封箱体7与锅炉储渣斗1连接位置的上游还设有一个用于阻止冷却空气进入炉膛的阻流装置。该阻流装置也可以使用与风门22结构一样的风门22a。风门22a在工作过程中一直处于关闭状态，阻止冷却空气从耐高温传送带4的尾部(张紧滚筒18所在的一侧)沿着传输方向进入锅炉底部。而在进行检修的时候打开。

高温炉底渣在耐高温传送带4输送过程中，根据炉渣量的大小，通过锅炉的负压和引风机25联合作用，使环境空气由进风口30、30a进入密闭箱体7，并且进入的空气量不受锅炉运行的限制，以满足炉底渣冷却需要为准。由可调节的进风口30进入的冷却空气在渣层12顶部空间流动并与炉渣顶部进行热交换，炉底渣放热被冷却，冷空气吸热而升温。由可调节的进风口30a进入的冷却空气在耐高温传送带4下层空间流动并穿过耐高温传送带4与炉渣底部进行热交换，吸热后的冷却空气经耐高温传送带4的头部(驱动滚筒17所在的一侧)进入炉渣顶部，继续参与热交换。通过调整风门22中的门板22c以及耐高温传送带4的顶面与侧板8间的间隙(开度)，使这些与炉渣完成热交换的空气进入炉膛的量控制在锅炉允许的漏风系数范围内，剩余的空气通过靠近顶盖14的排风口20进入风管23由引风机25的排出，有组织的再次送入锅炉或排放到大气。

上述结构，满足了冷却风量根据炉底渣冷却需要而进入的同时，又使进入炉膛的漏风控制在锅炉允许的漏风系数范围内，满足锅炉正常运行的需要。

密闭箱体7的两个侧壁13分别焊接两侧板8形成两水室9。侧板8沿耐高温传送带长度方向连续布置。靠近水室9的上部有排水管道16，排水管道16连接起各水室并将水排放到回水池或回水罐。密闭箱体7的顶盖14上安装有若干雾化喷嘴11，雾化喷嘴11由供水系统(与水封槽27共用一套给水系统)提供压力水。在高温炉渣层12的上面设有隔水板10，隔水板10的两侧分别与两边的侧板8密封连接，接缝处无渗漏。隔水板与两边的侧板以及密封箱体7的顶盖和侧壁构成独立的冷却腔，在侧板8的位于独立冷却腔一段上设有进水孔15。隔水板10的两端用折边结构，防止雾化水流因负压的扰动落到高温炉渣层12上。雾化喷嘴11和隔水板10沿耐高温传送带4长度方向连续布置或间断布置。耐高温传送带4的顶面与两侧板8的立边设计都有一个缝隙，缝隙控制在5～25mm，该缝隙在输送状态被堆积的高温炉渣层12密封住。

由雾化喷嘴11喷出的雾化水在独立冷却腔中形成一层雾帘，该雾帘吸收冷却空气的热量，使进入密闭箱体7的冷却空气温度降低；凝结的水由隔水板10经侧板8上的进水孔15汇集到水室9；水室9内循环流动的冷却水，吸收高温炉渣层12释放的热量；在密闭箱体7内流动的冷却空气吸收炉渣继续燃烧释放的热量和炉渣所含的显热，同时又将热量释放给雾化水。所以冷却空气与炉渣层12之间始终有较大的温差，从而提高了冷却效率。另外，汇集到水室9的冷却水与有散热作用的排水管道16构成连续的流动状态，由水带走部分热量。水室9的冷却水也可由供水系统提供。水室9也有直接吸收炉底渣热量的作用，进一步提高了冷却效率。

高温炉底渣下落到缓慢移动、可以变速的耐高温传送带4上，形成连续的一个高温炉渣层12，高温炉渣层12的厚度通过调整耐高温传送带4的速度改变。高温炉渣层12由耐高温传送带4输送到头部卸料端，落入碎渣机5。由于大渣块已完成了预破碎，所以碎渣机5的出口粒度可在10～50毫米，炉底渣破碎的粒度越小越容易冷却。炉底渣经过碎渣机5后，占总渣量50％的炉底渣粒度在10毫米以下，这样细度的炉渣热含量较低便于冷却。炉底渣经过碎渣机5后进入中间渣斗6。

中间渣斗6的出口有锁气给料机21，锁气给料机21可以变频控制从而调整出力，并有连续或间断运行两种控制状态。通过改变出力或选择运行状态来控制炉渣堆积层在中间渣斗6内的停留时间，一般控制在0～2小时。锁气给料机21具有给料和锁气的作用，阻隔后续系统的空气进入密闭的系统。

高温炉底渣由锁气给料机21输送到后续的机械传送带或气力管道中，最终集中到渣库26，由运输车24定期送出。

Claims (5)

1、一种燃煤锅炉干式排渣装置，其具有与锅炉储渣斗(1)密封连接的密封箱体(7)，所述密封箱体(7)内设有经过锅炉储渣斗(1)出渣口的接受和输送炉渣的耐高温传送带(4)，在所述耐高温传送带(4)的传输方向于所述密封箱体(7)与所述锅炉储渣斗(1)连接位置的下游设有进风口(30)，其特征在于：所述密封箱体(7)上还设有用于限制通入的冷却空气进入所述锅炉储渣斗(1)的风门(22)，所述风门(22)位于所述密封箱体(7)与所述锅炉储渣斗(1)连接位置和所述进风口(30)之间；所述密封箱体(7)上还设有将换热之后的热空气排出密封箱体(7)的排风口(20)，所述排风口(20)与引风机(25)连接。

2、根据权利要求1所述的燃煤锅炉干式排渣装置，其特征在于：在所述耐高温传送带(4)的传输方向于所述密封箱体(7)与所述锅炉储渣斗(1)连接位置的上游还设有一个用于阻止冷却空气进入所述锅炉储渣斗(1)的阻流装置。

3、根据权利要求2所述的燃煤锅炉干式排渣装置，其特征在于：在所述耐高温传送带(4)的传输方向于所述阻流装置的上游还设有一个进风口(30a)。

4、根据权利要求1至3之一所述的燃煤锅炉干式排渣装置，其特征在于：所述风门(22)的两侧分别设有一个用于检测密封箱体(7)内所述风门(22)两侧的真空压力的压力传感器(31、31a)。

5、根据权利要求1所述的燃煤锅炉干式排渣装置，其特征在于：所述风门(22)由门杆(22b)、门板(22c)、档板(22d)以及驱动汽缸(22e)组成；其中所述档板(22d)为两块，并与密封箱体(7)密闭连接并形成一个滑槽，所述门板(22c)通过驱动汽缸(22e)驱动门杆(22b)进行调节，并在上述滑槽内上下移动形成闸板门从而控制进入锅炉储渣斗(1)的冷却空气量。

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