CN104832930B - 一种适用于干式排渣机的炉渣冷却装置及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的适用于干式排渣机的炉渣冷却装置，包括冷却装置(8)和控制系统(10)。该干式排渣机炉渣冷却装置，以烟气脱硫装置后的低温净烟气替代自然风作为炉渣和干渣机的冷却介质，并根据锅炉主、再热器温度，炉渣温度和冷灰斗下部与排渣机内压力，自动调节送入干渣机的低温净烟气量，从而避免大量无组织的自然风进入炉膛影响正常的燃烧组织，实现冷却炉渣和干渣机的同时，提高机组运行的经济性。
Description
技术领域
本发明属于电力设备领域，特别涉及一种适用于干式排渣机的炉渣冷却装置及其应用。
背景技术
干式排渣技术是采用一种特制的钢带(输送带)输送经空气冷却后的炉渣的技术。该技术的工作过程是适量的自然风在炉膛负压的作用下，从干式排渣机下部进入，经钢带和锅炉喉口部区域逆流冷却钢带上部和喉口内下落的炉渣，将高温的炉渣冷却至可直接储存和运输的冷渣，并将热量送入炉膛。与广泛应用的湿式排渣系统相比，干式排渣技术具有以下优点：1、以自然风作为冷渣介质，不需要冷却水，可节约用水及水处理系统投资；2、排出的渣为干渣而非湿渣，渣的活性未被破坏，有利于渣的综合利用；3、冷却风可将炉渣的热量和锅炉喉部的辐射热重新回收至炉内，减少炉渣中的未完全燃烧损失，从而降低锅炉的热损失，提高锅炉效率。近年来，随着节能减排要求的不断提高和干式排渣机国产化的推广，国内包括1000MW机组在内的电厂有多达数百台燃煤锅炉已经采用干式排渣系统。
目前，国内安装的干式除渣系统多从意大利MAGALDI公司和德国CB-DRYCON公司引进而来。日本和英国也有相应的干式排渣专利技术，例如专利号JP-A-63-6319和GB1357276。近年国内一些公司也提出了具有自主知识产权的干式排渣技术(例如专利号CN1050178C、CN2459550Y和CN100443801C)，并在国内一些电厂得到应用。分析发现：以上这些技术均采用环境空气作为炉渣和干渣机的冷却介质，进入干渣机的冷却空气量均不可控，随炉膛负压变化。对于新建机组而言，锅炉燃烧系统设计时虽会考虑干渣机的漏风而留有一定的余量，但由于干式排渣系统的冷却风量是根据锅炉最大出力设计，风量大小取决于炉膛负压；而不同负荷下炉膛负压基本恒定，即不同负荷下干渣机漏风量基本相同，由此导致中低负荷下干渣机的漏风率远高于设计值。大量无组织的空气经干渣机直接进入炉膛会导致经燃烧器进入炉膛内的风量减少，从而影响炉内燃烧的组织，导致炉膛火焰中心偏移，过热器、再热器超温严重，减温水量大，机组运行经济性降低。另外，大量空气未经过空预器直接进入炉膛，使得空预器换热效果变差，排烟温度升高，导致锅炉效率降低。对于湿式排渣系统改干式排渣系统的机组，由于锅炉最初的炉底漏风是依据湿式排渣系统设计，取值较低，改为干式排渣系统后上述问题不仅出现于中低负荷下，在高负荷下也很突出。
针对干式排渣系统采用自然风冷却导致的问题，中国专利00209485.1和专利200920073690.8提出了一种控制干渣机冷空气量的方法，即在通风口上加装一块挡板，利用炉膛负压调整挡板的开度，从而控制漏入炉膛内的风量。专利200920312413.8也提出了一种可远程操作的风门装置，通过远程操作可控制进入干渣机的冷空气量，但是未说明以何种参数作为反馈进行调节。专利200610011273.1提出以干渣机上两个真空压力表的差压作为反馈，调整汽动挡板门的开度，从而控制进入炉膛的冷空气量。专利200920283916.7、201020197028.6、201120268617.3和201110094523.3也都涉及一种调节干渣机冷却空气量的方法、装置及控制原理。由上述分析可以发现，现有专利技术均以控制进入干渣机的冷空气量作为解决干式排渣系统采用自然风冷却导致问题的技术思路。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于解决干式排渣系统采用自然风冷却炉渣导致的一些列问题，提供一种适用于干式排渣机的炉渣冷却装置和包括炉渣冷却装置的干式排渣机。
技术方案：本发明提供的一种适用于干式排渣机的炉渣冷却装置，其特征在于：包括冷却装置(8)和控制系统(10)；所述冷却装置(8)包括净烟气流量调节阀门(8-2)、净烟气温度调节旁路(8-3)、净烟气风机旁路(8-4)、一组低温净烟气喷口(8-6)以及依次连接的净烟气风机(8-1)、低温净烟气管道(8-5)，所述一组低温净烟气喷口(8-6)分别与低温净烟气管道(8-5)通过阀门(8-7)连接，所述净烟气流量调节阀门(8-2)设于低温净烟气管道(8-5)上，净烟气温度调节旁路(8-3)一端与净烟气风机(8-1)连接，净烟气风机旁路(8-4)两端分别与净烟气风机(8-1)两端连接；所述一组低温净烟气喷口(8-6)分别设于干式排渣机的壳体两侧；所述控制系统(10)包括净烟气风机控制单元(10-6)以及分别与净烟气风机控制单元(10-6)连接的温度传感器、压力传感器，温度传感器、压力传感器设于干式排渣机的壳体内。
本发明还提供了一种包括炉渣冷却装置的干式排渣机，包括干式排渣机机体(9)、冷却装置(8)和控制系统(10)；所述干式排渣机机体(9)包括壳体(9-1)以及自上而下依次设于壳体(9-1)内的关断门(9-3)、格栅(9-4)、输送带(9-2)和清扫链条(9-5)；所述冷却装置(8)包括净烟气流量调节阀门(8-2)、净烟气温度调节旁路(8-3)、净烟气风机旁路(8-4)、一组低温净烟气喷口(8-6)以及依次连接的净烟气风机(8-1)、低温净烟气管道(8-5)，所述一组低温净烟气喷口(8-6)分别与低温净烟气管道(8-5)通过阀门(8-7)连接，所述净烟气流量调节阀门(8-2)设于低温净烟气管道(8-5)上，净烟气温度调节旁路(8-3)一端与净烟气风机(8-1)连接，另一端与烟囱连接或直接连接大气，净烟气风机旁路(8-4)两端分别与净烟气风机(8-1)两端连接；所述一组低温净烟气喷口(8-6)分别设于壳体(9-1)两侧；所述控制系统(10)包括净烟气风机控制单元(10-6)以及分别与净烟气风机控制单元(10-6)连接的温度传感器、压力传感器，温度传感器、压力传感器设于壳体(9-1)内。
作为改进，所述低温净烟气喷口(8-6)的数量为3层，自上而下设置于壳体(9-1)内；包括第一级低温净烟气喷口(8-6-1)、第二级低温净烟气喷口(8-6-2)和第三级低温净烟气喷口(8-6-3)；所述第一级低温净烟气喷口(8-6-1)设于关断门(9-3)上方，所述第二级低温净烟气喷口(8-6-2)设于格栅(9-4)与输送带(9-2)之间，所述第三级低温净烟气喷口(8-6-3)设于输送带(9-2)与清扫链条(9-5)之间。
作为进一步改进，所述温度传感器的数量为3层，所述压力传感器的数量为2层；所述控制系统(10)包括净烟气风机控制单元(10-6)以及分别与净烟气风机控制单元(10-6)连接的第一级温度传感器(10-1)和第一级压力传感器(10-2)、第二级温度传感器(10-3)和第二级压力传感器(10-4)、第三级压力传感器(10-5)；所述第一级温度传感器(10-1)和第一级压力传感器(10-2)设于第一级低温净烟气喷口(8-6-1)附近，所述第二级温度传感器(10-3)和第二级压力传感器(10-4)设于第二级低温净烟气喷口(8-6-2)附近，所述第三级压力传感器(10-5)设于第三级低温净烟气喷口(8-6-3)附近。
作为另一种改进，所述第三级低温净烟气喷口(8-6)包括低温净烟气布风管(8-6-4)和低温净烟气喷口风帽(8-6-5)。
本发明还提供了一种对干式排渣机的炉渣冷却的方法，包括以下步骤：
(1)脱硫后的净烟气经风机送至干式排渣机处，分三层送入干式排渣机内部，三层低温净烟气喷口的低温净烟气量根据干渣机内部的温度和压力进行调节；
(2)进入干式排渣机内的净烟气量根据锅炉主、再热器温度以及炉渣温度、冷灰斗下部与排渣机内压力，自动调节净烟气风机或净烟气温度调节送入干式排渣机的低温净烟气量；净烟气温度的调节是通过调整净烟气温度调节旁路实现的，通过掺入烟囱内的冷烟气或环境冷空气调节送入干渣机内的净烟气温度。
有益效果：本发明提供的干式排渣机包括炉渣冷却装置，以烟气脱硫装置后的低温净烟气替代自然风作为炉渣和干渣机的冷却介质，并根据锅炉主、再热器温度，炉渣温度和锅炉冷灰斗下部与排渣机内压力，自动调节送入干渣机的低温净烟气量，从而避免大量无组织的自然风进入炉膛影响正常的燃烧组织，实现冷却炉渣和干渣机的同时，提高机组运行的经济性。
具体而言，本发明相对于现有技术具有以下突出的优势：
(1)本发明提出以脱硫装置后的低温净烟气替代冷空气作为干式排渣系统的冷却介质，可有效解决干式排渣系统采用自然风冷却炉渣导致的一些列问题，可在满足干式排渣系统灰渣冷却的要求的前提下，同时满足燃烧器一、二次风配风要求和空气预热器换热要求，提高机组运行的经济性。脱硫后的净烟气温度一般在40～50℃，经风机抽取送到干排渣机处可冷却至30℃以下。另外，烟气的比热容高于空气，将炉渣冷却到相同的温度下，所需要的烟气量更少。因此，采用脱硫后的净烟气冷却炉渣原理上可行。
(2)本发明提出将低温净烟气分级送入干渣机内，并在干式排渣机最底层设置布风管，强化炉渣冷却效果，同时，采用风机将低温净烟气定量可控分级送入干渣机内，并在干式排渣机最底层设置布风管，可在不影响炉膛负压的条件下，实现“小净烟气量、好冷却效果”的目的，有效解决了干式排渣系统冷却风不可控的难题。
(3)为了控制进入干渣机内的低温净烟气量，提出以风机作为冷却介质的驱动力，替代炉膛负压，在保证炉渣冷却效果的同时，调整炉内换热。
(4)本发明提出的设备具有结构简单、实施方便，适用于现有干式排渣系统改造的优点。
附图说明
图1是本发明提出的干式排渣机炉渣冷却方法及装置布置示意图；
图2是干渣机内第二级净烟气喷口布置示意图；
图3是干渣机内第三级净烟气喷口布置示意图；
图4是干式排渣机冷却系统布置纵向示意图；
其中，1、锅炉；2、SCR脱硝系统；3、空气预热器；4、除尘器；5、引风机；6、脱硫塔；7、烟囱；8-1、净烟气风机；8-2、净烟气流量调节阀门；8-3、净烟气温度调节旁路；8-4、净烟气风机旁路；8-5、低温净烟气管道；8-6低温净烟气喷口、8-6-1、第一级低温净烟气喷口；8-6-2、第二级低温净烟气喷口8-6-3第三级低温净烟气喷口、8-6-4、低温净烟气布风管；8-6-5、低温净烟气喷口风帽；8-7、低温净烟气喷口阀门；9、干式排渣机机体；9-1、干式排渣机壳体；9-2、输送带；9-3、关断门；9-4、格栅；9-5、清扫链条；10-1、第一级温度传感器；10-2、第一级压力传感器；10-3、第二级温度传感器；10-4、第二级压力传感器；10-5、第三级压力传感器；10-6、净烟气风机控制单元。
具体实施方式
包括炉渣冷却装置的干式排渣机，见图1至4，包括干式排渣机机体9、冷却装置8和控制系统10。
干式排渣机机体9包括壳体9-1以及自上而下依次设于壳体9-1内的关断门9-3、格栅9-4、输送带9-2和清扫链条9-5；
冷却装置8包括净烟气流量调节阀门8-2、净烟气温度调节旁路8-3、净烟气风机旁路8-4、一组低温净烟气喷口8-6以及依次连接的净烟气风机8-1、低温净烟气管道8-5，冷却炉渣使用的净烟气利用净烟气风机8-1从脱硫塔6出口烟道上抽取，一组低温净烟气喷口8-6分别与低温净烟气管道8-5通过阀门8-7连接，净烟气流量调节阀门8-2设于低温净烟气管道8-5上，净烟气温度调节旁路8-3一端与净烟气风机8-1连接，净烟气温度调节旁路8-3的另一端通过从烟囱或环境抽取更低温度的烟气或自然风调节净烟气温度，用于调节进入干渣机内的净烟气温度，净烟气风机旁路8-4两端分别与净烟气风机8-1两端连接；一组低温净烟气喷口8-6分别设于壳体9-1两侧。低温净烟气喷口8-6的数量为3层，自上而下设置于壳体9-1内；包括第一级低温净烟气喷口8-6-1、第二级低温净烟气喷口8-6-2和第三级低温净烟气喷口8-6-3；第一级低温净烟气喷口8-6-1设于关断门9-3上方，第二级低温净烟气喷口8-6-2设于格栅9-4与输送带9-2之间，第三级低温净烟气喷口8-6-3设于输送带9-2与清扫链条9-5之间。低温净烟气喷口8-6包括低温净烟气布风管8-6-4和第三级低温净烟气喷口风帽8-6-5。
控制系统10包括净烟气风机控制单元10-6以及分别与净烟气风机控制单元10-6连接的温度传感器、压力传感器，温度传感器、压力传感器设于壳体9-1内。温度传感器的数量为3层，压力传感器的数量为2层；控制系统10包括净烟气风机控制单元10-6以及分别与净烟气风机控制单元10-6连接的第一级温度传感器10-1和第一级压力传感器10-2、第二级温度传感器10-3和第二级压力传感器10-4、第三级压力传感器10-5；第一级温度传感器10-1和第一级压力传感器10-2设于第一级低温净烟气喷口8-6-1附近，第二级温度传感器10-3和第二级压力传感器10-4设于第二级低温净烟气喷口8-6-2附近，第三级压力传感器10-5设于第三级低温净烟气喷口8-6-3附近。进入干渣机内的净烟气量是依据温度传感器和压力传感器测得值调节。
使用时，干式排渣机机体9、锅炉1、SCR脱硝系统2、空气预热器3、除尘器4、引风机5、脱硫塔6、冷却装置8依次连接成环，烟囱7与脱硫塔6以及净烟气温度调节旁路8-3连接。在运行过程中，脱硫后的净烟气经风机送至干渣机处分三层送入干渣机内部，三层喷口的低温净烟气量根据干渣机内部的温度和压力进行调节。进入干渣机内的净烟气量根据锅炉主、再热器温度，炉渣温度和冷灰斗下部与排渣机内压力，自动调节净烟气风机或净烟气温度调节送入干渣机的低温净烟气量。净烟气温度的调节是通过调整净烟气温度调节旁路实现的，通过适量掺入烟囱内的冷烟气或环境冷空气调节送入干渣机内的净烟气温度。
Claims (6)
1.一种适用于干式排渣机的炉渣冷却装置，其特征在于：包括冷却装置(8)和控制系统(10)；所述冷却装置(8)包括净烟气流量调节阀门(8-2)、净烟气温度调节旁路(8-3)、净烟气风机旁路(8-4)、一组低温净烟气喷口(8-6)以及依次连接的净烟气风机(8-1)、低温净烟气管道(8-5)，所述一组低温净烟气喷口(8-6)分别与低温净烟气管道(8-5)通过阀门(8-7)连接，所述净烟气流量调节阀门(8-2)设于低温净烟气管道(8-5)上，净烟气温度调节旁路(8-3)一端与净烟气风机(8-1)连接，净烟气风机旁路(8-4)两端分别与净烟气风机(8-1)两端连接；所述一组低温净烟气喷口(8-6)分别设于干式排渣机的壳体两侧；所述控制系统(10)包括净烟气风机控制单元(10-6)以及分别与净烟气风机控制单元(10-6)连接的温度传感器、压力传感器，温度传感器、压力传感器设于干式排渣机的壳体内。
2.一种包括炉渣冷却装置的干式排渣机，其特征在于：包括干式排渣机机体(9)、冷却装置(8)和控制系统(10)；所述干式排渣机机体(9)包括壳体(9-1)以及自上而下依次设于壳体(9-1)内的关断门(9-3)、格栅(9-4)、输送带(9-2)和清扫链条(9-5)；所述冷却装置(8)包括净烟气流量调节阀门(8-2)、净烟气温度调节旁路(8-3)、净烟气风机旁路(8-4)、一组低温净烟气喷口(8-6)以及依次连接的净烟气风机(8-1)、低温净烟气管道(8-5)，所述一组低温净烟气喷口(8-6)分别与低温净烟气管道(8-5)通过阀门(8-7)连接，所述净烟气流量调节阀门(8-2)设于低温净烟气管道(8-5)上，净烟气温度调节旁路(8-3)一端与净烟气风机(8-1)连接，净烟气风机旁路(8-4)两端分别与净烟气风机(8-1)两端连接；所述一组低温净烟气喷口(8-6)分别设于壳体(9-1)两侧；所述控制系统(10)包括净烟气风机控制单元(10-6)以及分别与净烟气风机控制单元(10-6)连接的温度传感器、压力传感器，温度传感器、压力传感器设于壳体(9-1)内。
3.根据权利要求2所述的一种包括炉渣冷却装置的干式排渣机，其特征在于：所述低温净烟气喷口(8-6)的数量为3层，自上而下设置于壳体(9-1)内；包括第一级低温净烟气喷口(8-6-1)、第二级低温净烟气喷口(8-6-2)和第三级低温净烟气喷口(8-6-3)；所述第一级低温净烟气喷口(8-6-1)设于关断门(9-3)上方，所述第二级低温净烟气喷口(8-6-2)设于格栅(9-4)与输送带(9-2)之间，所述第三级低温净烟气喷口(8-6-3)设于输送带(9-2)与清扫链条(9-5)之间。
4.根据权利要求2所述的一种包括炉渣冷却装置的干式排渣机，其特征在于：所述温度传感器的数量为3层，所述压力传感器的数量为2层；所述控制系统(10)包括净烟气风机控制单元(10-6)以及分别与净烟气风机控制单元(10-6)连接的第一级温度传感器(10-1)和第一级压力传感器(10-2)、第二级温度传感器(10-3)和第二级压力传感器(10-4)、第三级压力传感器(10-5)；所述第一级温度传感器(10-1)和第一级压力传感器(10-2)设于第一级低温净烟气喷口(8-6-1)附近，所述第二级温度传感器(10-3)和第二级压力传感器(10-4)设于第二级低温净烟气喷口(8-6-2)附近，所述第三级压力传感器(10-5)设于第三级低温净烟气喷口(8-6-3)附近。
5.根据权利要求3或4任一项所述的一种包括炉渣冷却装置的干式排渣机，其特征在于：所述第三级低温净烟气喷口(8-6-3)包括低温净烟气布风管(8-6-4)和低温净烟气喷口风帽(8-6-5)。
6.一种对干式排渣机的炉渣冷却的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)脱硫后的净烟气经风机送至干式排渣机处，分三层送入干式排渣机内部，三层低温净烟气喷口的低温净烟气量根据干渣机内部的温度和压力进行调节；
(2)进入干式排渣机内的净烟气量根据锅炉主、再热器温度以及炉渣温度、冷灰斗下部与排渣机内压力，自动调节净烟气风机或净烟气温度调节送入干式排渣机的低温净烟气量；净烟气温度的调节是通过调整净烟气温度调节旁路实现的，通过掺入烟囱内的冷烟气或环境冷空气调节送入干渣机内的净烟气温度。
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