CN1197179A - 直接送风式沸腾炉炉渣余热回收新方法及其系统 - Google Patents

Abstract

一种直接送风式沸腾炉炉渣余热回收新方法及其系统,本发明使从沸腾炉的沸腾床排放的炉渣引入炉渣冷却床,与鼓入炉渣冷却床的冷空气进行热交换,其特征在于将经炉渣加热后的热空气在沸腾炉的悬浮段负压区引入炉。根据该方法设计的炉渣余热回收系统采用高效的多室流化床作为炉渣冷却床进行热交换。本发明由于热风由悬浮段入炉,不需设置气固分离器,系统阻力下降,热风不经过风机等设备,有利于提高热风温度,既简化系统结构,又提高锅炉热效率。

Description

直接送风式沸腾炉炉渣余热回收新方法及其系统

本发明属于沸腾燃烧锅炉高温炉渣的余热回收利用方法以及使用该方法的专用系统装置。

由于沸腾燃烧锅炉(简称沸腾炉)约50～60％的炉灰以高温溢流渣的形式排放，炉渣显热损失高，在燃用低热值、高灰分劣质燃料时，如煤矸石、油页岩等，其炉渣显热损失更高，可达9％，从而降低锅炉的热效率。目前使用中，多采用水力出渣方式，高温炉渣排出后，直接用水冷却，这种方式不能回收炉渣的热量，且造成环境污染，并且，由于沸腾炉炉渣含碳量低(＜2％)，能作为水泥熟料直接掺混在水泥中，是良好的水泥原料，而水力出渣方式排出的炉渣，因被水浇后，炉渣活性降低，不能作为水泥原料。既能有效回收炉渣余热，又能保持炉渣活性便于炉渣综合利用的方法是采用空气冷却炉渣的技术。该方法利用空气冷却炉渣，而被炉渣加热后的空气送入沸腾炉助燃，从而回收炉渣热量，炉渣的活性也相应得以保持。目前用空气冷却炉渣的方法有气力输送法，双床迭置法，流化床法等几种。这些方法的共同特点为经加热后的热风作为助燃空气均从沸腾炉底部送入，对热风洁净度要求高，阻力大，多需增设风机及气固分离器，运行电耗高。在炉渣排方量少时，运行成本将高于余热回收所得利益，因而使用场合受到限制。

本发明的目的是提出一种能有效解决上述现有技术存在问题的直接送风式沸腾炉炉渣余热回收新方法以及使用该方法的专用系统。

本发明属于利用空气冷却炉渣，将被炉渣加热后的热风送入沸腾炉助燃以回收炉渣余热的方法，使从沸腾炉的沸腾床排放的炉渣流入炉渣冷却床，与鼓入炉渣冷却床的冷空气进行热交换，其特点在于将经炉渣加热后的热空气从沸腾炉的悬浮段引入炉，作为沸腾炉二次燃烧所需的助燃空气。为确保炉渣余热回收系统能正常连续运行，该热风入炉点的位置应设在沸腾炉悬浮段的负压区，一般该点的负压值在-10～-50Pa范围内，即可保证热风入炉后能参加燃烧，提高燃烧的燃烬度，又能保证在炉渣冷却床内维持微负压，以利进渣和排渣。

应用本发明时，大部份燃料在沸腾炉的沸腾床内燃烧，未燃烬部份在悬浮段燃烧。悬浮燃烧分额为0.15～0.10，因此，由炉渣冷却床出来的热风由悬浮段进入将有利于悬浮段内的燃烧。由于热风由悬浮段入炉，即使其含有较多的灰颗粒，对沸腾炉的正常运行也没有不良影响，不存在磨损问题，因此不需设置气固分离器，系统阻力下降。热风可不经过风机等设备，因此热风温度可尽量提高，并减少在炉渣冷却床内进行热交换所需的冷却风量，使锅炉的热效率大大提高。

根据上述直接送风式沸腾炉炉渣余热回收新方法而设计的直接送风式沸腾炉炉渣余热回收系统是与沸腾炉结合在一起的。沸腾炉通常由沸腾床、悬浮段、风室、对流管、尾部受热面及送风机等组成，本系统的主要特点是采用多室流化床作为炉渣冷却床，多室流化床包括床身、布风板和多风室进风结构，床身上具有入渣口、排渣口和出风口，其布风板水平或倾斜设置，布风板之上的床身中用隔板分隔成不少于3个的室，各室底部相通，布风板之下则有与床身中的室相对应的数目相同的风室，风室之下为进风口。其入渣口通过炉渣输送管道分别与沸腾床上部的溢流渣渗流口和沸腾床下部的冷渣排出管相连，进风口通过冷风输送管道连到送风机，出风口则通过热风输送管道连到位于沸腾炉悬浮段的热风入炉口。所说的热风入炉口位于沸腾炉悬浮段的负压区，该热风入炉口所在的沸腾炉悬浮段的气压值最好选择在-10～-50Pa的范围内。

本直接送风式沸腾炉炉渣余热回收系统鼓入多室流化床的冷却风量根据锅炉的排渣量进行调节，一般所需的风量为沸腾炉总送风量的5～25％，该风量可直接由沸腾炉的送风机提供，以简化余热回收系统的结构。

上述多室流化床的流化速度控制在μ_A＝1～3m/s为宜。

本发明由于热风不经过风机等设备直接入炉参加燃烧，因而可以采用高效的多室流化床进行热交换，在多室流化床炉渣冷却器中，采用隔板将流化床分隔为多个室，以减少炉渣颗粒在流化床内的返混，从而实现高效换热，其出口热风温度可高于排渣温度，多室流化床采用多风室结构，可根据每个室的传热、流动要求实现进风分段调节。本系统装置由于不需设热风风机和气固分离器，因而系统结构简化，并大大提高沸腾燃烧锅炉的热效率，节能效果显著。

本发明所述的直接送风式沸腾炉炉渣余热回收新方法结合下述的应用该方法的系统实施例进行详细说明：

图1为直接送风式沸腾炉炉渣余热回收系统的示意图；

图2为多室流化床的结构示意图。

如图1所示，系统的沸腾炉部分包括沸腾床2、悬浮段1、沸腾炉风室3、锅炉对流管束5、尾部受热面6和送风机4组成，沸腾床上有燃料进口7和溢流渣渗流口8，余热回收部分的主要设备是具有进渣口10、排渣口11、进风口12和出风口13的炉渣冷却床9，沸腾炉的炉渣分别从沸腾床上部的溢流渣渗流口8及沸腾床下部的冷渣排出管(图中未示出)排出并引入到炉渣冷却床9的进渣口10，炉渣在冷却床中与从送风机鼓入的冷风进行热交换，产生的热风由出风口13引出后直接在沸腾炉的悬浮段送入炉，该热风的入炉点14选在沸腾炉悬浮段的负压区，本实施例中该点的负压值为-40Pa。

本实施例的炉渣冷却床9采用多室流化床冷却器，其结构如图2所示。多室流化床包括床身15、布风板16和多风室进风结构，床身设有进渣口10、排渣口11和热风出风口13，床身中于布风板之上由隔板17分隔成4个室，各室底部相通，布风板之下设有与床身中的室相对应的4个风室18，各风室下部的进风口12(包括12_a、12_b、12_c、12_d)通过冷风输送管道连到沸腾炉的送风机4，床身上的进渣口10通过溢流渣输送管道连到沸腾床上部的溢流渣渗流口8和沸腾床下部的冷渣排出管，其热风出风口13则通过热风输送管道连到位于沸腾炉悬浮段负压区的热风入炉点14。图1、图2中各箭头分别图示燃料、溢流渣、冷风、热风、排渣、排烟的流向。本多室流化床各风室的进风可根据流化床各室的传热、流动的要求独立调节，其冷却风量控制在锅炉总送风量5～25％的范围内。其流化速度控制在μ_A＝1～3m/s的范围。

一台35T/h的沸腾炉采用本直接送风式炉渣余热回收系统装置，在燃用阳山白煤(Q’_dw＝14782.6KJ/Kg，A’＝44.21％)，其炉渣热损失为q₆＝1.7％，沸腾炉炉渣经多室流化床冷却后，其温度可由900℃降至50℃以下，而空气温度则由30℃加热到达260℃以上。其锅炉热效率可提高1.59％，节约燃煤可达7.23kg标煤/h。

Claims (7)

1、一种直接送风式沸腾炉炉渣余热回收新方法，使从沸腾炉的沸腾床排放的炉渣流入炉渣冷却床，与鼓入炉渣冷却床的冷空气进行热交换，其特征在于经炉渣加热后的热空气从沸腾炉的悬浮段负压区引入炉。

2、按权利要求1所述的直接送风式沸腾炉炉渣余热回收新方法，其特征在于热风入炉点所在的悬浮段负压区的负压值在-10～-50Pa。

3、一种直接送风式沸腾炉炉渣余热回收系统，该系统包括由沸腾床、悬浮段、风室、对流管、尾部受热面及送风机等组成的沸腾炉部分，其特征在于采用多室流化床作为炉渣冷却床，多室流化床包括床身(15)、布风板(16)和多风室进风结构，床身(15)上设有进渣口(10)、排渣口(11)和热风出风口(13)，其布风板水平或倾斜设置，布风板之上的床身中用隔板(17)分隔成不少于3个的室，各室底部相通，布风板之下则有与床身中的室相对应的数目相同的风室(18)，各风室之下的进风口通过冷风输送管道连到送风机，其床身上的进渣口(10)通过炉渣输送管道连到沸腾床上部的溢流渣渗流口(8)和沸腾床下部的冷渣排出管，热风出风口(13)则通过热风输送管道连到沸腾炉悬浮段负压区的热风入炉点(14)。

4、按权利要求3所述的直接送风式沸腾炉炉渣余热回收系统，其特征在于所说的热风入炉点(14)所在的沸腾炉悬浮段负压区的负压值为-10～-50Pa。

5、按权利要求3所述的直接送风式沸腾炉炉渣余热回收系统，其特征在于鼓入多室流化炉的冷却风量为沸腾炉总送风量的5～25％。

6、按权利要求3或5所述的直接送风式沸腾炉炉渣余热回收系统，其特征在于鼓入多室流化床的冷却风量直接由沸腾炉的送风机提供。

7、按权利要求3所述的直接送风式沸腾炉炉渣余热回收系统，其特征在于多室流化床的流化速度为μ_A＝1～3m/s。

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