CN104048303A - 一种风水复合型多级冷却冷渣器 - Google Patents

Abstract

本发明属于废液焚烧炉辅机设备，具体涉及一种风水复合型多级冷却冷渣器。一级冷却风室设置在冷渣器的中部，将冷渣器腔室分隔为上部的一级冷却空腔和下部的二级冷却空腔；二级冷却风室竖直连接在一级冷却风室的下方，并与一级冷却风室连通，一级冷却风室还通过内置通风道的旋转支架、内置通风道的转轴与主风室连通；水冷系统由灰渣刮板和冷却水管道组成；一级或多级冷却水管道布置在二级冷却风室的底部，每级冷却水管道的上方设置一组与转轴固接的灰渣刮板。该冷渣器可对灰渣进行粗细分离、高效冷却液态灰渣、迅速击碎冷凝灰渣、防止大渣形成并对灰渣进行二次冷却，可以最大限度的对锅炉排渣进行冷却。

Description

一种风水复合型多级冷却冷渣器

技术领域

本发明属于废液焚烧炉辅机设备，具体涉及一种风水复合型多级冷却冷渣器。

背景技术

废液焚烧锅炉是一种高效低成本处理危险废液的燃烧装置，其排渣系统对锅炉的运行至关重要。由于燃烧含水量很高的低质燃料(危险废液)，燃烧后由于废液中含有大量的碱金属盐排出的热渣量大，易造成热损失及热污染，所以排渣系统对锅炉运行效率及环境的影响不可低估。

废液焚烧锅炉排出的高温底渣，其排渣温度接近炉膛燃烧温度(1000℃～1200℃)，带有大量的物理热。一方面，底渣温度过高不利于后续输渣设备对其进行长距离输送和灰渣的储存，一般灰渣输送装置(如刮板输渣机)可承受的温度上限多数在150～300℃之间，故必须对底渣进行冷却。底渣中也有大量液态渣，为进一步提废液焚烧锅炉的排放水平预防大渣的形成，有必要迅速将这部分液态渣冷却并击碎，底渣温度较大含有大量的热也可一并回收返回炉膛，这些操作可在冷渣设备中完成。冷渣器是废液焚烧锅炉安全高效运行的重要设备。冷渣器的不正常工作是导致废液焚烧锅炉停炉和减负荷运行的主要原因之一。目前，冷渣器堵塞的频率越高，锅炉被迫停运就越频繁，已成为影响锅炉运行的最大问题。布风板上堵渣，超温等现象十分常见且至今还未能很好处理，严重威胁冷渣器的连续安全运行。堵渣的主要原因有布风板开孔率、风帽设计不合理、排渣系统故障等原因。其中风帽设计问题主要表现为风帽磨损严重，长周期运行后导致风帽磨穿、脱落、风管断裂等，风室漏灰严重，床面有局部吹穿或轻微结焦现象。这就对冷渣器提出了两点要求：高效冷却底渣并回收热量和解决堵渣问题。

在已有冷渣器发明专利中，公开号为CN1587806A，发明名称：一种风水联合冷渣器，该专利主要介绍了一种风水联合冷渣器，特点是在移动床风室布置布风管，布风管平行错列布置，通过管式布风进行粗细颗粒分离。缺点移动床完全依靠风冷冷却粗颗粒，不能很好冷却粗颗粒，并且风速不够高，无法满足液态排渣要求。

公开号为CN101476721A，发明名称：一种组合式流化床冷渣器，该专利主要介绍了一种组合式流化床冷渣器，但该冷渣器为纯风冷冷渣器，需要风量大，设备尺寸比常规要大，且处理排渣量很小。

公开号为CN101943403A，发明名称：双分选式流化床冷渣器，该专利主要介绍了一种双分选式流化床冷渣器，冷渣器分为分选仓、循环仓和水冷仓，对底渣实行两级分选，以对底渣做不同粒径的分选并分别冷却。但存在以下问题：首先分选仓对大颗粒分选效果不明显，高浓度气流可能夹带大量的大颗粒进入下一级，且分选仓对大颗粒冷却效果不良，水冷仓上部布置水冷管，下部为布风装置，这种结构形式不利于进行流化冷却。虽然废液燃烧锅炉冷渣器的相关专利很少，但参考以上相关领域已有发明专利，对废液焚烧炉冷渣器提出的要求是保证对液态渣高效冷却并迅速击碎，对颗粒流化均匀并迅速降温，防止冷渣器堵塞和超温结焦，尽量精简设备结构，降低成本。

发明内容

本发明针对现有冷渣器存在的问题和技术上的不足，提出了一种高效的新型风水复合型多级冷却冷渣器，是一种可对灰渣进行粗细分离、高效冷却液态灰渣、迅速击碎冷凝灰渣、防止大渣形成并对灰渣进行二次冷却的冷渣器，可以最大限度的对锅炉排渣进行冷却。

本发明采用的技术方案如下：

该冷渣器包含两级风冷系统和一套水冷系统；

所述一级风冷系统由一级冷却空腔、一级冷却风帽、一级冷却风室和隔板组成；一级冷却风室设置在冷渣器的中部，将冷渣器腔室分隔为上部的一级冷却空腔和下部的二级冷却空腔；一级冷却空腔由隔板分隔为左右两部分；若干个一级冷却风帽设置在一级冷却风室上；

所述二级风冷系统由二级冷却风室、二级冷却风帽、二级冷却空腔组成；二级冷却风室竖直连接在一级冷却风室的下方，若干个二级冷却风帽设置在二级冷却风室上；

所述一级冷却风室和二级冷却风室连通，一级冷却风室还通过内置通风道的旋转支架、内置通风道的转轴与主风室连通；

所述水冷系统由灰渣刮板和冷却水管道组成；一级或多级冷却水管道布置在二级冷却风室的底部，每级冷却水管道的上方设置一组与转轴固接的灰渣刮板；

冷渣器上部设置一个冷渣器入口，一个烟气出口，底部设置排渣绞龙。

所述冷却水管道为上下分布的两级，冷却水管道由循环冷却水进口、循环冷却水出口和多根同心的环形水通道组成。

所述水冷系统的环形水通道采用不锈钢制造并加以耐磨处理，循环冷却水进口、循环冷却水出口为独立的可拆卸管道。

所述每级灰渣刮板为两片，采用不锈钢制造并加以耐磨处理。

所述一级冷却风室采用倾斜布置方式，四周高、中间低，倾斜角度为15～30°，并在一级冷却风室的中心设置一级风冷系统排渣口。

所述二级冷却风室为4列悬垂布置的风室，在冷渣器截面圆周上呈等距分布，两两相距90°。

所述旋转支架与转轴的连接处设置呈锥形的伞帽状散渣器。

所述转轴的末端连接旋转电机驱动，旋转电机的频率为0-50Hz；主风室和转轴之间采用旋转密封装置密封。

所述一级冷却风帽和二级冷却风帽的出口风速为20-25m/s，冷却风帽均采取隐式布置方式。

本发明具有以下技术特点和积极效果：

(1)本发明采用了风冷和非接触水冷复合冷却的方式对灰渣进行冷却，大大提高了对高温灰渣的冷却效果。

(2)本发明采用两级风冷系统和多级水冷系统，结构布置紧凑，大大节省了占地空间。

(3)本发明的一级风冷系统对灰渣进行粗细分离冷却，回收的细灰颗粒可做补充床料循环利用；二级风冷系统切向布置，增加了气流扰动，更进一步增强了风冷效果。

(4)本发明的一、二级风冷系统为旋转部件，并采取高进风速度，增强了气流扰动，强化了传热，高速旋转的一级风冷系统能有效的冷却并击碎液态熔渣，并能简单有效的对粗大颗粒进行冷却分离，对细小颗粒回收利用，解决了冷渣器堵塞和由于冷却不充分造成的冷渣器结焦问题。

(5)本发明在转轴上布置灰渣刮板，可有效防止灰渣的在水冷管道上的阻塞，且采用非接触水冷冷却灰渣，可有效回收灰渣中的热量，降低灰渣物理热损失，提高锅炉热效率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为冷却水管道的布置示意图。

图中标号：

1-冷渣器入口；2-烟气出口；3-隔板；4-一级冷却空腔；5-冷渣器壳体；6-一级冷却风帽；7-一级冷却风室；8-二级冷却风帽；9-二级冷却风室；10-二级冷却空腔；11-旋转支架；12-伞帽状散渣器；13-灰渣刮板；14-冷却水管道；15-排渣绞龙；16-转轴内置通风道；17-旋转密封装置；18-冷渣器供风系统；19-循环冷却水进口；20-循环冷却水出口；21-旋转电机；22-转轴；23-主风室；24-一级风冷系统排渣口；25-二级冷却热风通道；26-冷渣器底部。

具体实施方式

本发明提供了一种风水复合型多级冷却冷渣器，下面结合附图对本发明专利做进一步说明，本专利保护范围不局限于下述实施实例。

本发明的结构如图1所示，该冷渣器包含两级风冷系统和一套水冷系统。

一级风冷系统由一级冷却空腔4、一级冷却风帽6、一级冷却风室7和隔板3组成；一级冷却风室7设置在冷渣器的中部，将冷渣器腔室分隔为上部的一级冷却空腔4和下部的二级冷却空腔10；一级冷却空腔4由隔板3分隔为左右两部分；若干个一级冷却风帽6设置在一级冷却风室7上。一级冷却风室7采用倾斜布置方式，四周高、中间低，倾斜角度为15～30°，本实施例中采用25°，并在一级冷却风室7的中心设置一级风冷系统排渣口24。

二级风冷系统由二级冷却风室9、二级冷却风帽8、二级冷却空腔10组成；二级冷却风室9为4列悬垂布置的风室，竖直连接在一级冷却风室7的下方，并与一级冷却风室7连通，若干个二级冷却风帽8设置在二级冷却风室9上。二级冷却风室9在冷渣器截面圆周上呈等距分布，两两相距90°。

一级冷却风帽6和二级冷却风帽8的出口风速为20-25m/s，冷却风帽均采取隐式布置方式。

一级冷却风室7和二级冷却风室9连通，一级冷却风室7还通过内置通风道的旋转支架11、内置通风道的转轴22与主风室23连通。旋转支架11与转轴22的连接处设置呈锥形的伞帽状散渣器12。转轴22的末端连接旋转电机21驱动，旋转电机21的频率为0-50Hz；主风室23和转轴22之间采用旋转密封装置17密封。

水冷系统由灰渣刮板13和冷却水管道14组成；一级或多级冷却水管道14布置在二级冷却风室9的底部，每级冷却水管道14的上方设置一组与转轴22固接的灰渣刮板13。冷却水管道14为上下分布的两级，冷却水管道14由循环冷却水进口19、循环冷却水出口20和多根同心的环形水通道组成。水冷系统的环形水通道及灰渣刮板13均采用不锈钢制造并加以耐磨处理，循环冷却水进口19、循环冷却水出口20为独立的可拆卸管道。

冷渣器壳体5的上部设置一个冷渣器入口1，一个烟气出口2，冷渣器底部26处设置排渣绞龙15。

该冷渣器对于高温灰渣的冷却采用两种冷却方式：风冷方式和非接触水冷方式。

高温熔渣由冷渣器入口1进入一级风冷系统，冷却风经转轴内置通风道16、旋转支架11和一级冷却风室7，最后由一级冷却风帽6高速喷出，将高温熔渣呈沸腾流态化状进行冷却，高速旋转冷却风和熔渣进行良好的气固液接触有效击碎熔渣，加快高温熔渣的冷却速率，灰渣分离冷却后的气流夹带细灰颗粒翻越隔板3进入一级冷却空腔4另一侧冷却，冷却后经烟气出口2排出冷渣器。

为了防止灰渣在风管间隙堆积造成传热恶化，一级冷却风室7为倾斜布置，可大大降低灰气流对风管和风帽的磨损；两个一级冷却风室7对称布置，类似“V”型结构，一级风冷系统排渣口24有利于粗大颗粒排出。熔渣经过一级风冷系统分离冷却后，粗灰颗粒经一级风冷系统排渣口24落至伞帽状散渣器12上，灰渣被旋转的伞帽状散渣器12打散，均匀分布四周，进入二级冷却空腔10，此时二级冷却风经二级冷却风室9和二级冷却风帽8进入二级冷却空腔10，对进入腔体内的灰渣进行冷却，切向布置的扰动冷却风将灰渣迅速冷却；冷却后的热风经一级风冷系统排渣口24和二级冷却热风通道25进入一级冷却空腔4内部，进而和一级冷却热风一起经烟气出口2排出冷渣器。

经过二级风冷系统冷却后灰渣进入非接触水冷系统。灰渣将与冷却水管道14内的冷却水进行非接触换热，向下运动的灰渣与冷却水管道14发生对流换热，从而将灰渣进行冷却。经过一级非接触冷却后的灰渣由灰渣刮板13刮下进入下一级非接触水冷系统，灰渣就这样逐级与冷却水进行非接触换热，从而最终将灰渣冷却到150℃以下。

经过非接触水冷系统冷却后的灰渣进入冷渣器底部26，冷却后的灰渣由排渣绞龙15排出冷渣器。

一级和二级风冷系统的冷却风都是由冷渣器供风系统18提供，经旋转密封装置17进入转轴内置风道16，然后经过旋转支架11，冷却风依次进入一级冷却风室7和二级冷却风室9，从而冷却风经过一级冷却风帽6和二级冷却风帽8进入一级冷却空腔4和二级冷却空腔10，对其中的灰渣进行冷却。

循环冷却水可以由锅炉循环冷却水提供，也可由锅炉给水提供冷却水经过循环冷却水进口19进入冷却水管道14，与经过冷却水管道14传过来的灰渣热量进行换热作用，将灰渣热量带走，从而达到灰渣的非接触水冷效果，最后冷却水由循环冷却水出口20排出。

Claims (9)

1.一种风水复合型多级冷却冷渣器，包含两级风冷系统和一套水冷系统，其特征在于，

所述一级风冷系统由一级冷却空腔(4)、一级冷却风帽(6)、一级冷却风室(7)和隔板(3)组成；一级冷却风室(7)设置在冷渣器的中部，将冷渣器腔室分隔为上部的一级冷却空腔(4)和下部的二级冷却空腔(10)；一级冷却空腔(4)由隔板(3)分隔为左右两部分；若干个一级冷却风帽(6)设置在一级冷却风室(7)上；

所述二级风冷系统由二级冷却风室(9)、二级冷却风帽(8)、二级冷却空腔(10)组成；二级冷却风室(9)竖直连接在一级冷却风室(7)的下方，若干个二级冷却风帽(8)设置在二级冷却风室(9)上；

所述一级冷却风室(7)和二级冷却风室(9)连通，一级冷却风室(7)还通过内置通风道的旋转支架(11)、内置通风道的转轴(22)与主风室(23)连通；

所述水冷系统由灰渣刮板(13)和冷却水管道(14)组成；一级或多级冷却水管道(14)布置在二级冷却风室(9)的底部，每级冷却水管道(14)的上方设置一组与转轴(22)固接的灰渣刮板(13)；

冷渣器上部设置一个冷渣器入口(1)，一个烟气出口(2)，底部设置排渣绞龙(15)。

2.根据权利要求1所述的一种风水复合型多级冷却冷渣器，其特征在于，所述冷却水管道(14)为上下分布的两级，冷却水管道(14)由循环冷却水进口(19)、循环冷却水出口(20)和多根同心的环形水通道组成。

3.根据权利要求1所述的一种风水复合型多级冷却冷渣器，其特征在于，所述一级冷却风室(7)采用倾斜布置方式，四周高、中间低，倾斜角度为15～30°，并在一级冷却风室(7)的中心设置一级风冷系统排渣口(24)。

4.根据权利要求1所述的一种风水复合型多级冷却冷渣器，其特征在于，所述二级冷却风室(9)为4列悬垂布置的风室，在冷渣器截面圆周上呈等距分布，两两相距90°。

5.根据权利要求1所述的一种风水复合型多级冷却冷渣器，其特征在于，所述旋转支架(11)与转轴(22)的连接处设置呈锥形的伞帽状散渣器(12)。

6.根据权利要求1所述的一种风水复合型多级冷却冷渣器，其特征在于，所述转轴(22)的末端连接旋转电机(21)驱动，旋转电机(21)的频率为0-50Hz；主风室(23)和转轴(22)之间采用旋转密封装置(17)密封。

7.根据权利要求1所述的一种风水复合型多级冷却冷渣器，其特征在于，所述一级冷却风帽(6)和二级冷却风帽(8)的出口风速为20-25m/s，冷却风帽均采取隐式布置方式。

8.根据权利要求2所述的一种风水复合型多级冷却冷渣器，其特征在于，所述水冷系统的环形水通道采用不锈钢制造并加以耐磨处理，循环冷却水进口(19)、循环冷却水出口(20)为独立的可拆卸管道。

9.根据权利要求1所述的一种风水复合型多级冷却冷渣器，其特征在于，所述每级灰渣刮板(13)为两片，采用不锈钢制造并加以耐磨处理。