CN105135424A - 一种锅炉卸渣自动化及冷却水处理装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种锅炉卸渣自动化及冷却水处理装置及方法，其中装置包括循环流化床锅炉、冷渣机、输送皮带、斗提机、料仓；其中，所述冷渣机设置在所述循环流化床锅炉下方，所述冷渣机与所述循环流化床锅炉之间设置有两个下渣管等；方法包括步骤1：循环流化床锅炉中的煤渣经下渣管流至冷渣机中；步骤2：所述煤渣通过所述冷渣机冷却后流至输送皮带上等；本发明可应用于锅炉设备领域中，应用本发明能够实现能够有效解决现有技术中的问题，能够实现锅炉卸渣自动化，能够实现资源利用最大化。

Description

一种锅炉卸渣自动化及冷却水处理装置及方法

技术领域

本发明涉及锅炉设备，尤其是一种锅炉卸渣自动化及冷却水处理装置及方法。

背景技术

循环流化床锅炉技术是近十几年来迅速发展起来的一项高效低污染清洁燃烧技术，不但能达到低NOx排放、90％的脱硫效率和与煤粉炉相近的燃烧效率，而且具有燃料适应性广、负荷调节性能好、灰渣易于综合利用等优点。但从循环流化床锅炉中排出的高温灰渣首先带走了大量的物理热，降低了锅炉热效率且污染环境。对于灰分高于30％的中低热值煤炭，如果高温灰渣不经冷却，高温灰渣物理热损失可达2％以上，这部分热经过冷渣机是可以回收利用的。另外，高温灰渣对周围环境造成严重的热污染，恶化了现场运行条件。高温灰渣中残留的硫和氮仍然可以在炉外释放出二氧化硫和氮氧化物，造成环境污染。

目前，循环流化床锅炉主要以底渣形式排渣，车间多采用人工下渣，主要利用手推板车，其存在工作量大的缺点，需要工人定期进行排渣操作，并且实现资源利用最大化，存在热量以及其他能量的浪费。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种锅炉卸渣自动化及冷却水处理装置及方法，能够有效解决现有技术中的问题，能够实现锅炉卸渣自动化，能够实现资源利用最大化。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种锅炉卸渣自动化及冷却水处理装置，其特征在于，包括：

循环流化床锅炉、冷渣机、输送皮带、斗提机、料仓；其中，

所述冷渣机设置在所述循环流化床锅炉下方，所述冷渣机与所述循环流化床锅炉之间设置有两个下渣管；所述输送皮带的一端设置于所述冷渣机的料渣出口下方，所述输送皮带的另一端设置于所述料仓处，所述斗提机设置在所述输送皮带与所述料仓之间，所述斗提机用于将所述输送皮带输送的料渣运送至所述料仓处。

上述锅炉卸渣自动化及冷却水处理装置，还可具有如下特点，所述循环流化床锅炉下方设置有两个所述冷渣机。

上述锅炉卸渣自动化及冷却水处理装置，还可具有如下特点，所述冷渣机的电机为无极调速电机。

上述锅炉卸渣自动化及冷却水处理装置，还可具有如下特点，所述冷渣机内设置有多个方管，所述多个方管构成所述冷渣机的转子。

上述锅炉卸渣自动化及冷却水处理装置，还可具有如下特点，所述转子的轴线与水平呈15度倾角。

上述锅炉卸渣自动化及冷却水处理装置，还可具有如下特点，所述冷渣机设置有内循环冷却水系统，所述内循环冷却水系统设置有管道泵；其中，

所述内循环冷却水系统的输入端通过三通接头连接有软水源，所述内循环冷却水系统的输出端通过三通接头连接有除氧机；所述输出端与所述输入端之间还设置有软水返回通路，所述软水返回通路处还设置有换热器。

上述锅炉卸渣自动化及冷却水处理装置，还可具有如下特点，所述冷渣机设置有除盐水冷却系统，所述除盐水冷却系统设置有管道泵；其中，所述除盐水冷却系统流入冷渣机的进水口温度为20℃，所述除盐水冷却系统流出冷渣机的出水口温度为70℃，所述除盐水冷却系统还设置有换热器。

为解决上述技术问题，本发明提供了还一种锅炉卸渣自动化及冷却水处理方法，其特征在于，包括：

步骤1：循环流化床锅炉中的煤渣经下渣管流至冷渣机中；

步骤2：所述煤渣通过所述冷渣机冷却后流至输送皮带上；

步骤3：所述煤渣通过所述输送皮带输送至斗提机处；

步骤4：所述煤渣通过所述斗提机输送至料仓中。

上述锅炉卸渣自动化及冷却水处理方法，还可具有如下特点，所述循环流化床锅炉采用内置高温分离器高低混合流速循环流化床燃烧方式，分离方式为一级高温分离方式，第一级分离温度为950℃以上，返料温度为850℃-950℃，所述循环流化床锅炉的上部烟气流速为5m/s-8m/s，下部烟气流速为2.9m/s；炉膛、分离器采用全膜式壁结构焊接密封，埋管采用铁铝瓷防磨瓦保护，炉膛密相区、分离器入口、分离器内壁、料腿、返料器、分离器出口采用钢玉耐磨浇注料或塑料材质，炉膛稀相区卫燃带采用耐磨防磨浇注料，空气预热器进口装有防磨套管。

本发明上述技术方案具有如下有益特点：

本发明能够有效解决现有技术中的问题，能够实现锅炉卸渣自动化，能够实现资源利用最大化。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1为本发明实施例的结构示意图，

图2为本发明实施例的冷却水结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

如图1所示：

本发明提供了一种锅炉卸渣自动化及冷却水处理装置，包括：

循环流化床锅炉1、冷渣机3、输送皮带4、斗提机5、料仓6；其中，所述冷渣机3设置在所述循环流化床锅炉1下方，所述冷渣机3与所述循环流化床锅炉1之间设置有两个下渣管2；所述输送皮带4的一端设置于所述冷渣机3的料渣出口下方，所述输送皮带4的另一端设置于所述料仓6处，所述斗提机5设置在所述输送皮带4与所述料仓6之间，所述斗提机5用于将所述输送皮带4输送的料渣运送至所述料仓6处。优选地，所述循环流化床锅炉1下方设置有两个所述冷渣机3。优选地，所述冷渣机3的电机为无极调速电机。

本发明通过上述该结构设置能够实现锅炉的连续排渣，具体操作中，冷渣机与锅炉排渣口连接后，在正常情况下排渣口管上的阀门全开，排渣量完全由冷渣机的转速来决定。由于冷渣机的转速与排渣量的大小成线性正比关系，加上冷渣机的回转动力来自于无级调速电机，就可以根据锅炉负荷的大小及其变化，随时调节冷渣机的转速，使锅炉给煤量与排渣量保持平衡，从而保持了锅炉料层厚度，使锅炉运行稳定。

优选地，所述冷渣机内设置有多个方管，所述多个方管构成所述冷渣机的转子。优选地，所述转子的轴线与水平呈15度倾角。

本发明通过上述该结构设置能够实现磨损小，寿命长的技术效果；具体操作中，冷渣机是由多根方管组成的一个整体作为其转子，管子内部为炉渣的通道，管间为水的通道，整个转子的轴线与水平成15度倾角，其高端为入渣口，低端为出渣口。当炉渣进入每根方管后，由于棱角的作用.炉渣在管子内部只能滚动而不能滑动.由于管子又是倾斜的，炉渣滚动的轨迹只能是螺旋状并向低端的出渣口滚动。最后通过出渣口排出。由于渣粒与金属之间是滚动摩擦，摩擦系数41/d，因此延长了其使用寿命。

如图2所示：

优选地，所述冷渣机3设置有内循环冷却水系统，所述内循环冷却水系统设置有管道泵(图中未示出)；其中，所述内循环冷却水系统的输入端通过三通接头8连接有软水源，所述内循环冷却水系统的输出端通过三通接头8连接有除氧机；所述输出端与所述输入端之间还设置有软水返回通路(B向通路)，所述软水返回通路处还设置有换热器9。需要说明的是：A-A方向通路为冷渣机的正常冷却通路，B-B方向通路为软水的返回通路，C-C方向通路为软水的冷却回路。

具体操作中，内循环冷却水系统采用软水作为冷却介质：一是软水不结垢，充分保证受热面的换热效果，长期保证冷渣机的出力，保证冷渣机的出渣温度，二是经过加热的软水可以进入除氧器，充分利用热量，保证锅炉热效率。另外，申请人经调查发现：在小型自备电厂，由于软水用量比较小，冷渣机使用软水量较多，就会造成软水的大量浪费，不但不能节约热量，反而由于软水的浪费而带来经济损失；同时，经过冷渣机作为冷却介质再返回除氧器的方式不能长期使用。

相应的，本发明提供的上述优化结构能够解决上述缺陷，冷渣机采用软水冷却方式，即冷渣机的进口链接软水母管进口，引进软水进入冷渣机对锅炉渣进行冷却，冷渣机出口依然链接除氧器，保证软水系统顺流通畅。将锅炉冷渣机进出口软水管截断，各增加一道阀门，利用三通接头将进出口管引出，在合适的位置加装一台或两台板式换热器，作为冷渣机软水加热后的冷却设备，可利用生产装置上的循环水系统，作为板式换热器的冷却介质，既可将冷渣机加热的软水冷却下来，重复使用；为了保证软水和循环水有足够的动力，所以在软水管道和循环水管道上各安装一台管道泵，既可让软水经过冷渣机、板式换热器组成一个内循环，同时循环水也有足够的流量去冷却板式换热器内的软水。由于软水通过管道泵采用了内循环冷却水系统，故冷渣机使用的软水量非常少，既保证了冷渣机的冷渣效果，又不至于软水回到除氧器而造成软水浪费。

可选地，本发明提供的上述冷渣机还可采用如下结构：优选地，所述冷渣机设置有除盐水冷却系统，所述除盐水冷却系统设置有管道泵；其中，所述除盐水冷却系统流入冷渣机的进水口温度为20℃，所述除盐水冷却系统流出冷渣机的出水口温度为70℃，所述除盐水冷却系统还设置有换热器。

本发明通过上述结构可实现高余热回收和低温排渣的技术效果；将冷渣机的冷却水由除盐水冷却，即将除盐水箱的除盐水经除盐水泵升压后流经冷渣机，进水温度为20℃，出水温度为70℃左右，一部分直接进入除氧器作为锅炉补给水，多余部分经水-水换热器冷却后回到除盐水箱循环使用，水-水换热器的冷却水采用循环冷却水，由于除盐水出口温度较低，水-水换热器不容易结垢，运行非常稳定。

相应的，本发明提供了还一种锅炉卸渣自动化及冷却水处理方法，包括：

步骤1：循环流化床锅炉中的煤渣经下渣管流至冷渣机中；

步骤2：所述煤渣通过所述冷渣机冷却后流至输送皮带上；

步骤3：所述煤渣通过所述输送皮带输送至斗提机处；

步骤4：所述煤渣通过所述斗提机输送至料仓中。

上述锅炉卸渣自动化及冷却水处理方法，还可具有如下特点，所述循环流化床锅炉采用内置高温分离器高低混合流速循环流化床燃烧方式，分离方式为一级高温分离方式，第一级分离温度为950℃以上，返料温度为850℃-950℃，所述循环流化床锅炉的上部烟气流速为5m/s-8m/s，下部烟气流速为2.9m/s；炉膛、分离器采用全膜式壁结构焊接密封，埋管采用铁铝瓷防磨瓦保护，炉膛密相区、分离器入口、分离器内壁、料腿、返料器、分离器出口采用钢玉耐磨浇注料或塑料材质，炉膛稀相区卫燃带采用耐磨防磨浇注料，空气预热器进口装有防磨套管。

具体操作中，本发明提供的上述技术方案运行稳定、一级分离飞灰温度高、返料温度高，直接可返回炉内，第二级分离飞灰本身含碳量低、可直接放至炉外，降低了烟道内飞灰浓度。以达到热效率高、磨损轻的目的。采用内置高温分离器高低混合流速循环流化床燃烧方式，第一级高温分离高温返料，分离温度高达950℃以上，返料温度高达850℃-950℃，颗粒回燃条件好，飞灰含碳量低达5％以下。第二级灰由于含碳量低，直接放至炉外，且三回程结构延长了碳颗粒燃烧时间，尽可能地提高了锅炉热效率。锅炉上部为高流速，烟气流速为5-8m/s，携带能力强，分离效率高；下部为低流速，烟气流速为2.9m/s，磨损轻，炉膛内的灰浓度随高度增加成降低趋势，在炉膛的下部灰浓度较大，在此处采用较低的烟气流速，即使在没有任何防磨措施的情况下也可以有效防止炉膛受热面的磨损；炉膛上部灰浓度较低，因此选取适当高一点的烟气流速也不会出现磨损问题。密相区采用大布风板慢速流化床，增加了床内蓄热容积，有利于低热值的造气渣燃烧。

采用一级高温分离，分离器置于过热器、省煤器前，返料温度高，物料返回炉膛后重燃条件好，有利于飞灰的燃尽。同时由于对烟气中的飞灰进行了分离，使进入过热器、省煤器的烟气含尘浓度大为降低，飞灰粒径细化，大大减轻了过热器、省煤器的磨损，使过热器寿命达到10年以上、省煤器寿命达到5年以上。采用带横埋管，炉膛、分离器全膜式壁悬吊结构布置方式。埋管属于沉浸受热面，受到高浓度高温床料的激烈冲刷，集对流传热和辐射传热于一体，传热系数高达炉膛水冷受热面的2-3倍，且炉膛容积较大，炉膛蒸发受热面有富余，因此在炉膛稀相区下部敷设部分卫燃带来调整炉膛出口温度。同时，炉膛稀相区下部灰浓度较高内循环强烈，卫燃带还可防止高浓度灰对膜式壁受热面产生磨损。高度当运行煤种或入炉煤粒度出现较大变化时，可以通过调整卫燃带的面积方便的调整炉膛出口温度。埋管采用铁铝瓷防磨瓦保护，防磨瓦平均寿命在4年左右，埋管不用更换。炉膛、分离器采用全膜式壁结构焊接密封，保温效果好，密封性能优良，杜绝出现漏灰、漏风现象的出现。

分离器阻力低、分离效率高；通过对分离器结构的优化设计，分离器阻力较传统高温旋风分离器大为降低但分离效率不降低，热态运行阻力约为400Pa-700Pa，传统圆形旋风分离器典型热态运行阻力为980Pa-1960Pa，系统阻力降低减少了引风机运行电耗，提高了锅炉运行的经济性。

本发明提供的上述技术方案还可通过如下操作提高热效率：

扩大锅炉有效容积；将锅炉前墙前移2000mm，采用内置高温旋风分离器高低混合流速循环流化床结构，增大了炉膛的容积，炉内受热面全敷设卫燃带，使炉膛的温差控制在50℃以内，整个容积都是有效容积，吨气有效容积6.4m3，按900℃计算，烟气停留时间提高到4.48s，使分离器不能分离的煤粉颗粒通过炉膛时一次性燃烧完全，有效降低飞灰的含碳量。

提高分离、返料温度；由于分离器分离温度高达950℃以上，旋转烟气的扰动打破了灰包碳结构，烟气与循环灰强烈的混合使分离内燃烧在较低氧浓度的情况下也十分强烈，促进飞灰的燃尽，降低飞灰的含碳量。又是高温返料，返料温度高达850℃-950℃，已经达到了固定碳的着火点，返回炉膛后不需要重新吸热就可以马上参与燃烧，循环物料的有效停留时间延长，有利于飞灰燃烬。

通过以上措施，锅炉热效率可高达90％以上，飞灰含碳量可达4％以下。

提高负荷的措施；本方案采用内置水冷高温旋风分离器高低混合流速循环流化床锅炉专利技术，下部布有埋管，埋管的吸热量是整个蒸发吸热量的40％以上，所以在燃用低热值燃料，也可使锅炉的出力能够达到满负荷，并有一定的超负荷能力。在入炉煤低位发热量在1000至1500大卡/千克范围内波动时，都可以保证锅炉负荷稳定在35T/H，各参数符合运行要求，并保证有一定的超负荷能力。

防磨措施；埋管采用铁铝瓷防磨瓦保护，防磨瓦平均寿命在4年左右，埋管不用更换。炉膛密相区、分离器入口、分离器内壁、料腿、返料器、分离器出口均采用钢玉耐磨浇注料或可塑料，炉膛稀相区卫燃带采用高强耐磨防磨浇注料。通过对分离器结构的优化设计，就可以有效减轻分离器的磨损，保证锅炉运行的长期性、稳定性。过热器、省煤器；由于过热器、省煤器前布置高温分离器，过热器、省煤器入口烟气浓度大为降低且粒径细化，这样大大减少了烟气中飞灰颗粒对过热器、省煤器的冲刷、磨损。并且过热器、省煤器迎风面及弯头均焊有防磨片或防磨瓦，这样过热器、省煤器寿命就大大延长，过热器寿命可大于10年、省煤器寿命可大于5年。空气预热器；空气预热器进口装有防磨套管，防磨套管磨损后只需更换防磨套管即可。

本领域的技术人员应该明白，虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (9)

1.一种锅炉卸渣自动化及冷却水处理装置，其特征在于，包括：

循环流化床锅炉、冷渣机、输送皮带、斗提机、料仓；其中，

所述冷渣机设置在所述循环流化床锅炉下方，所述冷渣机与所述循环流化床锅炉之间设置有两个下渣管；所述输送皮带的一端设置于所述冷渣机的料渣出口下方，所述输送皮带的另一端设置于所述料仓处，所述斗提机设置在所述输送皮带与所述料仓之间，所述斗提机用于将所述输送皮带输送的料渣运送至所述料仓处。

2.根据权利要求1所述的锅炉卸渣自动化及冷却水处理装置，其特征在于，所述循环流化床锅炉下方设置有两个所述冷渣机。

3.根据权利要求2所述的锅炉卸渣自动化及冷却水处理装置，其特征在于，所述冷渣机的电机为无极调速电机。

4.根据权利要求3所述的锅炉卸渣自动化及冷却水处理装置，其特征在于，所述冷渣机内设置有多个方管，所述多个方管构成所述冷渣机的转子。

5.根据权利要求4所述的锅炉卸渣自动化及冷却水处理装置，其特征在于，所述转子的轴线与水平呈15度倾角。

6.根据权利要求1至5任一项所述的锅炉卸渣自动化及冷却水处理装置，其特征在于，所述冷渣机设置有内循环冷却水系统，所述内循环冷却水系统设置有管道泵；其中，

所述内循环冷却水系统的输入端通过三通接头连接有软水源，所述内循环冷却水系统的输出端通过三通接头连接有除氧机；所述输出端与所述输入端之间还设置有软水返回通路，所述软水返回通路处还设置有换热器。

7.根据权利要求1至5任一项所述的锅炉卸渣自动化及冷却水处理装置，其特征在于，所述冷渣机设置有除盐水冷却系统，所述除盐水冷却系统设置有管道泵；其中，所述除盐水冷却系统流入冷渣机的进水口温度为20℃，所述除盐水冷却系统流出冷渣机的出水口温度为70℃，所述除盐水冷却系统还设置有换热器。

8.一种应用于权利要求1-7任一项所述的锅炉卸渣自动化及冷却水处理方法，其特征在于，包括：

步骤1：循环流化床锅炉中的煤渣经下渣管流至冷渣机中；

步骤2：所述煤渣通过所述冷渣机冷却后流至输送皮带上；

步骤3：所述煤渣通过所述输送皮带输送至斗提机处；

步骤4：所述煤渣通过所述斗提机输送至料仓中。

9.根据权利要求8所述的锅炉卸渣自动化及冷却水处理方法，其特征在于，所述循环流化床锅炉采用内置高温分离器高低混合流速循环流化床燃烧方式，分离方式为一级高温分离方式，第一级分离温度为950℃以上，返料温度为850℃-950℃，所述循环流化床锅炉的上部烟气流速为5m/s-8m/s，下部烟气流速为2.9m/s；炉膛、分离器采用全膜式壁结构焊接密封，埋管采用铁铝瓷防磨瓦保护，炉膛密相区、分离器入口、分离器内壁、料腿、返料器、分离器出口采用钢玉耐磨浇注料或塑料材质，炉膛稀相区卫燃带采用耐磨防磨浇注料，空气预热器进口装有防磨套管。