CN102937294B - 一种水冷螺旋膜式滚筒冷渣器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水冷螺旋膜式滚筒冷渣器，包括旋转接头、进渣箱、水冷滚筒、滚轮支座、排渣口、滚动动力系统以及固设于水冷滚筒内的螺旋模式壁，所述螺旋模式壁由螺旋直径由大到小的三层以上螺旋管通过连接板焊接套在一起而形成，在所述螺旋模式壁之间形成输送渣料的螺旋输送槽，炉渣由于自重随滚筒滚动沿螺旋输送槽向前运动时由水冷滚筒和螺旋模式壁同时进行冷却，极大的提高了渣料的冷却效果，同时减少了螺旋膜式壁与炉渣间的摩擦损耗，提高了使用寿命。

Description

一种水冷螺旋膜式滚筒冷渣器

技术领域

本发明涉及一种滚筒冷渣装置，更具体的涉及一种水冷螺旋膜式滚筒冷渣器。

背景技术

循环流化床锅炉的平稳运行，要求床料储量控制在一定的压力范围，床料量的多少将对床温、燃烧效率和SO₂的捕捉率构成影响，有效地控制排渣是循环流化床锅炉成功运行的关键。冷渣器用于循环流化床锅炉中，作用是将其排除的炉渣进行冷却，并将冷却后的底渣送到灰渣输送系统，使得锅炉在燃料供给、石灰石供给与排渣之间保持连续不断的动态平衡。冷渣器的使用能够减少锅炉灰渣热污染，并提高对热量的回收利用，提高锅炉的热效率，同时冷却后的炉渣便于处理，改善生产环境。目前的滚筒冷渣器多半采用具有冷却夹套的水冷滚筒结构，这种结构的冷却效果较差，而且在炉渣冷却过程中需要借助专门的推送机构向前推送炉渣，导致结构复杂，而且炉渣和冷却壁之间的摩擦较大，增加了设备的磨损，导致设备整体使用寿命较低。

发明内容

本发明基于上述技术问题，提出一种水冷螺旋膜式滚筒冷渣器，该滚筒冷渣器在传统水冷滚筒的基础上设置自身具备水冷功能的螺旋膜式壁，使得待冷却渣料靠自重随滚筒沿螺旋膜式壁形成的螺旋输送槽向前运动而得到冷却，冷却效果大幅提高，且因螺旋膜式壁与灰渣间只有轻微的接触，无强烈摩擦，使得设备磨损轻，整体使用寿命长。

本发明解决上述技术问题所采取的技术方案如下：

一种水冷螺旋膜式滚筒冷渣器，包括旋转接头、进渣箱2、水冷滚筒6、滚轮支座5、排渣口14和滚动动力系统，旋转接头设置于冷渣器的两端，水冷滚筒6的一端连接进渣箱2，另一端设置有排渣口14，且所述水冷滚筒6在滚动动力系统的带动下于滚轮支座5上进行滚动，还包括固设于水冷滚筒内的螺旋模式壁，所述螺旋模式壁由螺旋直径由大到小的三层以上螺旋管16-19通过连接板20焊接套在一起而形成，在所述螺旋模式壁之间形成输送渣料的螺旋输送槽。

进一步的根据本发明所述的冷渣器，其中所述多层螺旋管在水冷滚筒的端部进行汇集，所述旋转接头同时连接于水冷滚筒6和螺旋模式壁螺旋管的汇集端，为水冷滚筒6和螺旋模式壁提供循环冷却水。

进一步的根据本发明所述的冷渣器，其中进渣箱2包括进渣口和排风口，并通过连接筒3和密封连接装置4连接于水冷滚筒6。

进一步的根据本发明所述的冷渣器，其中所述的滚动动力系统包括大链轮8、轴承座9、小链轮10、减速机11和电动机12，所述轴承座9设置于水冷滚筒的前盖7外，用于支撑水冷滚筒的滚动轴承，滚动轴承的转动通过电动机12带动小链轮10、再由小链轮10传动与滚动轴承同轴的大链轮8来实现。

进一步的根据本发明所述的冷渣器，其中所述螺旋模式壁包括四层螺旋管，所述连接板20为耐磨钢板，所述螺旋输送槽的轴向宽度为600-650mm。

进一步的根据本发明所述的冷渣器，其中所述螺旋管由外径在50-60mm、厚度在3-8mm间的锅炉管沿螺旋线弯曲形成。

进一步的根据本发明所述的冷渣器，其中所述螺旋管的外径为55-57mm、厚度为5mm。

进一步的根据本发明所述的冷渣器，其中所述连接板20的宽度25mm，厚度为8mm。

本发明所述的水冷螺旋膜式滚筒冷渣器至少达到以下技术效果：

1）、用干式除渣，保持渣的活性，有利于灰渣的综合利用和环境保护。

2）、用锅炉补给水冷却，灰渣的废热有效回收率高达90%以上，冷却水可直接进入系统，大大提高了锅炉机组的热效率，极大的节约了能源。

3）、本发明所述装置具有良好的热膨胀和热补偿性能，高温部件采用耐热钢制造，运行可靠性高，灰渣滚动通畅，不会堵塞，能保证长期连续运行，维护简单。

4）、采用滚筒整体转动，螺旋膜式受热面与筒体无相对运动，渣料的前进不是靠螺旋膜式受热面推进，不同于绞龙推进器，而是渣料由于自重随滚筒沿螺旋输送槽向前运动。因螺旋膜式受热面与灰渣只有轻微的接触，无强烈摩擦，设备磨损轻，整体使用寿命长。

5）、设备耗能低，噪声小，且拆卸方便，内部换热元件可以从滚筒内抽出，便于修理和整体更换。

6）、采用交流变频调速装置，易实现远程自动控制，保证排渣在设计范围内调整，有利于稳定锅炉床压，保持锅炉的床料量，降低渣的含碳量。

附图说明

附图1为本发明所述水冷螺旋膜式滚筒冷渣器的侧视图；

附图2为本发明所述水冷螺旋膜式滚筒冷渣器的俯视图；

附图3为本发明所述水冷螺旋膜式滚筒冷渣器的左视图；

附图4为本发明所述水冷螺旋膜式滚筒冷渣器中水冷滚筒内螺旋管的螺旋弯曲示意图；

附图5为本发明所述水冷螺旋膜式滚筒冷渣器中水冷滚筒的轴向截面图，亦即附图4中A-A向截面图，示出螺旋模式壁结构。

图中各附图标记含义如下：

1旋转接头；2进渣及排风装置；3连接筒；4密封连接装置；5滚轮支座；6水冷滚筒；7前盖；8大链轮；9轴承座；10小链轮；11减速机；12电动机；13底座；14除尘罩及落渣口；15旋转接头；16外层螺旋管；17二层螺旋管；18三层螺旋管；19四层螺旋管；20模式壁连接板。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的技术方案进行详细描述，但并不将本发明的保护范围限制于此。

如附图1-3所述，本发明所述的水冷螺旋膜式滚筒冷渣器包括旋转接头1、进渣及排风装置2、连接筒3、密封连接装置4、滚轮支座5、水冷滚筒6、前盖7、大链轮8、轴承座9、小链轮10、减速机11、电动机12、底座13、除尘罩及落渣口14、旋转接头15以及螺旋模式壁。其中旋转接头1和15同时与水冷滚筒6和螺旋模式壁的盘管相连，旋转接头1用于向其中供应冷却水，旋转接头15用于将受热后的冷却水回收，旋转接头1和15作为水冷系统的供水、排水接头保证动态旋转连接不漏水。旋转接头1外部连接于进渣及排风装置2，该装置2实为包括一个进渣口和一个排风口的渣箱2，锅炉的排渣口直连装置2的进渣口，用于向冷渣器提供待冷却炉渣，渣箱2底部布置三个风室，通过三个风室风量的不同调节使得炉渣较为均匀的流入冷渣器。渣箱2经连接筒3和密封连接装置4而连接于水冷滚筒6及其内的螺旋模式壁盘管。水冷滚筒6为中间具有冷却水夹层的双层套筒装置，主要用于冷却高温排渣，水冷滚筒6的另一侧形成有除尘罩及落渣口14，用于排出被冷却灰渣。水冷滚筒6的另一端部设置有前盖作为堵头，渣流到此处转向进入落渣口14。水冷滚筒6支撑于滚轮支座5上，且滚轮支座5同时保证水冷滚筒6旋转顺畅，不跑偏，具有定位功能。水冷滚筒6借助于轴承座9内轴承的转动而进行滚动，而轴承座9内轴承的转动是由电动机12带动小链轮10、再由小链轮10传动大链轮8转动来实现的，而大链轮8与轴承座9内轴承同轴转动，由轴承带动水冷滚筒6进行滚动。减速机11用于将转速降低至合适速度，底座13为整个系统的支撑装置。相关部件的优选尺寸如图中所标识的，其单位均为毫米mm。

本发明创新性的在所述水冷滚筒6内形成螺旋模式壁，如附图4-5所示，所述螺旋模式壁由通过耐磨钢板焊接在一起的四层螺旋管形成，具体的采用外径在50-60mm、厚度在3-8mm（优选外径57mm、厚度5mm）的锅炉管沿螺旋线进行弯曲形成螺旋管，如附图4所示，总共弯曲形成直径由大到小的四层螺旋管，如附图5中16-19所示，外层螺旋管16紧贴着水冷滚筒6内壁盘绕，第二层螺旋管17、第三层螺旋管18和第四层螺旋管19的螺旋直径依次减小，四层螺旋管根据直径由大到小套起来，每两层螺旋管中间用宽度25mm、厚度8mm的耐磨钢板20焊接在一起，形成如附图5所示的螺旋模式壁，在每两个螺旋模式壁之间形成螺旋输送槽，轴向宽度为600-650mm，优选620mm。然后把形成的螺旋模式壁穿入水冷滚筒6中，两端间断点焊，使得螺旋模式壁与水冷滚筒固定在一起。四层螺旋管在端部汇集在一起，前端与旋转接头1连接，后端与旋转接头15连接，从而旋转接头1接入的冷却水流经螺旋模式壁中的螺旋管后从旋转接头15流出，使得螺旋模式壁本身具有同水冷滚筒类似的冷却功能。

本发明所述水冷螺旋膜式滚筒冷渣器的运行原理：

锅炉排渣口排除的高温炉渣通过渣箱2的进渣口进入水冷滚筒6，同时通过接头1和15向水冷滚筒6和螺旋模式壁中的螺旋管通入循环冷却水，通过电动机12带动水冷滚筒6缓慢滚动，由于螺旋膜式壁与滚筒筒体无相对运动，因此水冷滚筒内炉渣的前进不是靠螺旋膜式壁推进，而是炉渣由于自重随滚筒沿螺旋模式壁之间的螺旋输送槽向前运动。这样在炉渣沿滚筒壁和螺旋输送槽前行的过程中，水冷滚筒6和螺旋模式壁中的冷却水同时进行冷却，由于滚筒缓慢滚动，渣料与热传导受热面频繁接触，产生高效的热传导，使渣料得到迅速高效冷却（出渣口排渣温度50℃以下）。在提高冷却效果的同时，由于螺旋膜式壁与炉渣只有轻微的接触，无强烈摩擦，使得设备磨损轻，整体使用寿命变长。

本发明的技术效果：

1、用干式除渣，保持渣的活性有利于灰渣的综合利用和环境保护。

2、用锅炉补给水冷却，灰渣的废热有效回收率高达90%以上，冷却水可直接进入系统，经旋转接头15排出的加热水可回流至锅炉中循环利用，大大提高了锅炉机组的热效率。

3、本发明具有良好的热膨胀系统，热补偿性能好，高温部件采用耐热钢制造，运行可靠性高，灰渣滚动通畅，不会堵塞，能保证长期连续运行，维护简单。

4、采用滚筒整体转动，螺旋膜式受热面与筒体无相对运动，渣料的前进利用其自重随滚筒沿螺旋输送槽向前运动，因螺旋膜式壁与炉渣只有轻微的接触，无强烈摩擦，设备磨损轻，整体使用寿命长。

5、在同样空间中多布置了受热面，冷却效果好于相同大小的其他滚筒冷渣器，相当于在相同负荷下减少了占地空间。

6、设备耗能低，噪声小。

7、设备拆卸方便，内部换热元件可以从滚筒内抽出，便于修理和整体更换。

8、采用交流变频调速装置，易实现远程自动控制，保证排渣在设计范围内调整，有利于稳定锅炉床压，保持锅炉的床料量，降低渣的含碳量。

以上仅是对本发明的优选实施方式进行了描述，并不将本发明的技术方案限制于此，本领域技术人员在本发明的主要技术构思的基础上所作的任何公知变形都属于本发明所要保护的技术范畴，本发明具体的保护范围以权利要求书的记载为准。

Claims (5)

1. 一种水冷螺旋膜式滚筒冷渣器，包括旋转接头、进渣箱（2）、水冷滚筒（6）、滚轮支座（5）、排渣口（14）和滚动动力系统，所述旋转接头设置于冷渣器的两端，水冷滚筒（6）的一端连接进渣箱（2），另一端设置有排渣口（14），且所述水冷滚筒（6）在滚动动力系统的带动下于滚轮支座（5）上进行滚动，其特征在于，还包括固设于水冷滚筒内的螺旋模式壁，所述螺旋模式壁由螺旋直径由大到小的三层以上螺旋管（16-19）通过连接板（20）焊接套在一起而形成，在所述螺旋模式壁之间形成输送渣料的螺旋输送槽，所述螺旋输送槽的轴向宽度为600-650mm，所述螺旋管由外径在50-60mm、厚度在3-8mm间的锅炉管沿螺旋线弯曲形成，所述多层螺旋管在水冷滚筒的端部进行汇集，所述水冷滚筒（6）为中间具有冷却水夹层的双层套筒装置，所述旋转接头同时连接于水冷滚筒（6）和螺旋模式壁螺旋管的汇集端，具体的所述旋转接头包括供水旋转接头（1）和排水旋转接头（15），所述供水旋转接头（1）和排水旋转接头（15）同时连接于水冷滚筒（6），且所述供水旋转接头（1）连接于螺旋模式壁螺旋管的汇集前端，所述排水旋转接头（15）连接于螺旋模式壁螺旋管的汇集后端，通过所述供水旋转接头（1）和排水旋转接头（15）为水冷滚筒（6）和螺旋模式壁同时提供循环冷却水。

2.根据权利要求1所述的冷渣器，其特征在于，其中进渣箱（2）包括进渣口和排风口，并通过连接筒（3）和密封连接装置（4）连接于水冷滚筒（6）。

3.根据权利要求1所述的冷渣器，其特征在于，其中所述的滚动动力系统包括大链轮（8）、轴承座（9）、小链轮（10）、减速机（11）和电动机（12），所述轴承座（9）设置于水冷滚筒的前盖（7）外，用于支撑水冷滚筒的滚动轴承，滚动轴承的转动通过电动机（12）带动小链轮（10）、再由小链轮（10）传动与滚动轴承同轴的大链轮（8）来实现。

4.根据权利要求1所述的冷渣器，其特征在于，其中所述螺旋模式壁包括四层螺旋管，所述连接板（20）为宽度为25mm、厚度为8mm的耐磨钢板。

5.根据权利要求1所述的冷渣器，其特征在于，所述螺旋管的外径为57mm、厚度为5mm。