CN201310899Y

CN201310899Y - 一种水冷振动炉排的冷却装置

Info

Publication number: CN201310899Y
Application number: CNU2008201403739U
Authority: CN
Inventors: 蒋宏利; 王明仁; 姜述杰; 滕东玉; 刘宝珠; 任爱群
Original assignee: BEIJING GUODIAN LONGYUAN HANGGUO LANKUN ENERGY ENGINEERING TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: BEIJING GUODIAN LONGYUAN HANGGUO LANKUN ENERGY ENGINEERING TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2008-11-14
Filing date: 2008-11-14
Publication date: 2009-09-16
Anticipated expiration: 2018-11-14

Abstract

本实用新型提供一种水冷振动炉排的冷却装置，所述水冷振动炉排的冷却介质为汽机凝汽器的凝结水或除氧器内的除氧水，其中汽机凝汽器及除氧器分别通过各自的流量调节泵、阀门与进水管道相连，进水管道经进水柔性连接管接入水冷振动炉排的进水集箱，水冷振动炉排的出水集箱经过出水柔性连接管、回水管道、中间水箱及阀门连接至除氧器。本实用新型大大降低了冷却水的压力，显著地提高了锅炉的安全性；可以避免高温烟气的腐蚀，大大延长了柔性连接管的使用寿命；有效避免了由于炉排振动而引起的锅炉本体的震动，大大提高了锅炉本体系统的安全性；结构简单、实用，既可以用于新产品的设计，也可以用于对现有锅炉的改造。

Description

一种水冷振动炉排的冷却装置

技术领域

本实用新型属能源环保工程中的生物质焚烧技术领域，特别涉及一种水冷振动炉排的冷却装置。

背景技术

近几年，生物质秸秆直燃发电技术得到了快速发展。生物质秸秆直燃发电是将生物质秸秆直接作为燃料燃烧，燃烧产生的能量主要用于发电和集中供热。生物质秸秆焚烧发电是对生物质资源合理利用的一种方法，它可以在充分利用生物质所含的能量后，其剩余物(草木灰)又可成为高效的有机肥料。利用生物质秸秆燃料直接焚烧发电还能够作为我国电力能源重要的补充，改变我国电力能源结构，而且成本较低，具有良好的经济性和市场开发潜力。

采用水冷振动炉排的生物质秸秆焚烧炉由于具有配套设备简单、燃料适应性好、入炉燃料的尺寸范围比较大等优点，目前占据了绝大部分市场份额。如专利号为200620069997.7，授权公告号为CN2903708Y的实用新型专利公开了一种水冷振动炉排的生物质秸杆直燃锅炉。

目前，水冷振动炉排的冷却方式一般采用炉水自然循环冷却方式，冷却介质为通过下降管引出的锅炉汽包内的饱和水。其中，振动炉排的进口集箱和汽包的下降管相连接，出口集箱通过弹性连接管和膜式水冷壁的管子相连接，弹性连接管和水冷壁的管子通过“T”型三通进行连接。因此，水冷壁、振动炉排和锅炉汽包构成了一个完整的自然循环的振动炉排冷却系统。由于该结构中的振动炉排采用倾斜炉排，在饱和水流经炉排时，对炉排进行冷却的同时，受到炉排上生物质燃料层燃烧放热的影响，饱和水吸收热能部分汽化，汽水混合物通过弹性连接管进入水冷壁，在水冷壁中继续汽化，然后进入锅炉的汽包中。

在上述的振动炉排炉水自然循环冷却方式中，虽然采用自然循环冷却方式，但是也有很多缺陷。首先，由于振动炉排和水冷壁通过弹性连接管进行连接，虽然弹性连接管可以部分吸收炉排的震动，但在实际应用中，效果并不好，炉排的震动仍然能够引起水冷壁的震动，甚至引起整个锅炉系统的振动，这对锅炉的安全运行构成了极大的威胁；其次，在采用水冷壁悬吊方式的情况下，由于水冷壁向下膨胀，而弹性连接管和振动炉排为固定连接，因此弹性连接管将承受很大的向下的应力，这造成弹性连接管和水冷壁的连接处承受很大的剪切应力，再加上炉排的频繁振动，这会造成该处的使用寿命大大降低，是比较大的安全隐患；最后，弹性连接管由于与锅炉的蒸发系统相连接，因此管内承受了很大的压力，同时由于柔性连接管曝露在炉膛内的高温火焰和烟气中，管壁金属容易受到高温烟气的腐蚀，因此柔性连接管的连续运行寿命会急剧降低，经常会发生爆管事故，严重地影响了锅炉的安全运行和经济性。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述现有技术的缺陷，提供了一种能够显著提高锅炉安全性的水冷振动炉排的冷却装置。

为了实现上述目的本实用新型采取的技术方案是：一种水冷振动炉排的冷却装置，所述水冷振动炉排的冷却介质为汽机凝汽器的凝结水或除氧器内的除氧水，大大降低了冷却水的压力，显著地提高了锅炉的安全性。其中汽机凝汽器及除氧器分别通过各自的流量调节泵、阀门与进水管道相连，进水管道经进水柔性连接管接入水冷振动炉排的进水集箱，水冷振动炉排的出水集箱经过出水柔性连接管、回水管道、中间水箱及阀门连接至除氧器。在本实用新型中，由于在生物质焚烧炉在启动过程中，没有汽机凝结水，需要解决锅炉启动过程的冷却问题。本实用新型采用了除氧器及与其相连的流量调节泵、阀门及连接管路组成旁路系统，由除氧器的储水箱引出的除氧水作为炉排的冷却水，然后经过其流量调节泵的流量调节，进入到水冷振动炉排冷却系统的进水管道中，在锅炉启动过程中，用除氧器的储水箱中的除氧水来代替汽机凝结水，对炉排进行冷却。当锅炉正常启动后，再切换到汽机的凝结水，利用凝结水对炉排进行冷却。其中，汽机凝汽器凝结下来的凝结水，一般在30～38℃左右，部分凝结水通过流量调节泵送入水冷振动炉排的冷却系统中，所需要的凝结水流量由流量调节泵控制，流量调节泵调节流量的方法可采用变频调节来实现。凝结水流经进水管道和进水柔性连接管进入水冷振动炉排，在对水冷振动炉排进行冷却的同时，吸收热量水温升高，在水冷振动炉排的出口处，水温控制在低于沸点温度2～8℃。另外，由于冷却水为汽机的凝结水，流量调节泵的出口压力仅仅是为了克服冷却水在管道和装置内的流动摩擦和局部阻力，因此流量调节泵的出口压力比较小，水冷振动炉排内的冷却水的水压接近于常压(即略微高于大气压力)。

所述的流量调节泵的为变频式流量调节泵。

所述进水柔性连接管、出水柔性连接管的外部分别设有保护箱，保护箱中分别设置有温度监控器和水泄露监控器，用来监控柔性连接管及其接头的水泄露。

所述的进水柔性连接管、出水柔性连接管分别置于锅炉的燃烧室之外，可以有效地避免高温烟气对管壁金属的腐蚀。

所述的进水柔性连接管、出水柔性连接管为金属的或非金属的柔性连接管。

在本实用新型中，由于冷却水的压力很低，同时柔性连接管放置在炉膛外，又不存在高温，因此，炉排进、出水的柔性连接管可采用金属或非金属的柔性连接管。这样，可以有效地提高柔性连接管的可靠性，同时大大延长了柔性连接管的寿命。同时，由于柔性连接管不与锅炉的水冷壁、下降管等蒸发系统相连接，有效地避免了由于炉排的震动而引起的水冷壁的震动，甚至引起整个锅炉系统的振动，从而大大提高了锅炉运行的安全性。

所述除氧器及中间水箱之间的阀门上并联有增压水泵。从水冷振动炉排出来的冷却水流经出水柔性连接管和中间水箱，最后经过增压水泵的增压后，进入锅炉的除氧器。

本实用新型的有益效果可概括为以下四点：

1)相比现有技术，采用汽机凝汽器的凝结水或除氧器内的除氧水作为水冷振动炉排的冷却水，大大降低了冷却水的压力，显著地提高了锅炉的安全性。

2)相比现有技术，水冷振动炉排进、出水柔性连接管分别置于锅炉的燃烧室之外，可以避免高温烟气的腐蚀，大大延长了柔性连接管的使用寿命。

3)相比现有技术，炉排进、出水柔性连接管采用金属或非金属的柔性连接管，可以避免由于炉排振动而引起的锅炉本体的震动，大大提高了锅炉本体系统的安全性。

4)相比现有技术，本实用新型结构简单、实用，既可以用于新产品的设计，也可以用于对现有锅炉的改造。

附图说明

图1是本实用新型所述水冷振动炉排的冷却装置的结构简图。

图中，1汽机凝汽器，2流量调节泵，3进水管道，4进水柔性连接管保护箱，5进水柔性连接管，6水冷振动炉排的进水集箱，7水冷振动炉排，8水冷振动炉排的出水集箱，9出水柔性连接管保护箱，10出水柔性连接管，11回水管道，12中间水箱，13增压水泵，14除氧器，15旁路管道，16旁路流量调节泵，17旁路阀门，18主路阀门。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为对本实用新型的限定。

如图1所示本实用新型所述水冷振动炉排的冷却装置，其中，汽机凝汽器通过流量调节泵2、主路阀门18与进水管道3相连，除氧器通过旁路流量调节泵16、旁路阀门17与进水管道3相连。进水管道3经进水柔性连接管5接入水冷振动炉排的进水集箱6，水冷振动炉排的出水集箱8经过出水柔性连接管10、回水管道11、中间水箱12及阀门连接至除氧器14。所述除氧器14及中间水箱12之间的阀门上并联有增压水泵13。

因此在本实施例中，设置有旁路系统，该旁路系统由除氧器14的储水箱通过旁路管道15引出炉排的冷却水，然后经过旁路流量调节泵16的流量调节，进入到水冷振动炉排7冷却系统的进水管道3中。由于在生质焚烧炉在启动过程中，没有汽机凝结水，因此在锅炉启动过程中，用除氧器14的储水箱中的水来代替汽机凝结水，对水冷振动炉排7进行冷却。当锅炉启动过程中，关闭主路阀门18，打开旁路阀门17，利用除氧器14储水箱内的除氧水对炉排进行冷却；当锅炉正常启动后，关闭旁路阀门17，打开主路阀门18，切换到汽机的凝结水，利用凝结水对炉排进行冷却。

所以本实用新型的所述水冷振动炉排的冷却介质为汽机凝汽器的凝结水或除氧器内的除氧水，大大降低了冷却水的压力，显著地提高了锅炉的安全性。

汽机凝汽器1凝结下来的凝结水，一般在30～38℃左右，在本实施例中为36℃；部分凝结水通过流量调节泵2送入水冷振动炉排的冷却系统中，所需要的凝结水流量由流量调节泵2控制，在本实施例中，流量调节泵2调节流量的方法通过采用变频调节来实现。凝结水流经进水管道3和进水柔性连接管5进入水冷振动炉排的进水集箱6，通过水冷振动炉排的进水集箱6的流量分配后进入水冷振动炉排7，在对水冷振动炉排7进行冷却的同时，吸收热量水温升高，然后汇入到水冷振动炉排的出水集箱8。在水冷振动炉排出水集箱8的出口处，水温控制在低于沸点温度2～8℃，在本实施例中，出水温度控制在低于沸点温度5℃。从水冷振动炉排出水集箱8出来的冷却水流经出水柔性连接管10和回水管道11进入到中间水箱12中，设置中间水箱12的目的是为了提高回水系统的稳定性；从中间水箱12出来的水最后经过增压水泵13的增压后，进入锅炉的除氧器14。

由于冷却水为汽机凝汽器1的凝结水，流量调节泵2的出口压力仅仅是为了克服冷却水在管道和装置内的流动摩擦和局部阻力，因此流量调节泵2的出口压力比较低，水冷振动炉排7内的冷却水的出口水压接近于常压(即略微高于大气压力)。

水冷振动炉排的进、出水柔性连接管5、10分别置于锅炉的燃烧室之外。这样可以有效地避免高温烟气对管壁金属的腐蚀。由于冷却水的压力很低，同时水冷振动炉排的进、出水柔性连接管5、10放置在炉膛外，又不存在高温，因此，炉排进、出水柔性连接管5、10可采用金属或非金属的柔性连接管，在本实施例中，采用非金属软管。同时，由于柔性连接管不与锅炉的水冷壁、下降管等蒸发系统相连接，有效地避免了由于炉排的震动而引起的水冷壁的震动，甚至引起整个锅炉系统的振动，从而大大提高了锅炉运行的安全性。

在本实施例中，炉排进、出水的柔性连接管5、10分别置于进水柔性连接管保护箱4、出水柔性连接管保护箱9中，在进水柔性连接管保护箱4、出水柔性连接管保护箱9中均设置有温度监控器和水泄露监控器，以用来监控柔性连接管及其接头的水泄露。

因此，本实用新型大大降低了冷却水的压力，显著地提高了锅炉的安全性；可以避免高温烟气的腐蚀，大大延长了柔性连接管的使用寿命；有效避免了由于炉排振动而引起的锅炉本体的震动，大大提高了锅炉本体系统的安全性；结构简单、实用，既可以用于新产品的设计，也可以用于对现有锅炉的改造。

以上所述的实施例，只是本实用新型较优选的具体实施方式的一种，本领域的技术人员在本实用新型技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims

1.一种水冷振动炉排的冷却装置，其特征在于：所述水冷振动炉排的冷却介质为汽机凝汽器的凝结水或除氧器内的除氧水，其中汽机凝汽器及除氧器分别通过各自的流量调节泵、阀门与进水管道相连，进水管道经进水柔性连接管接入水冷振动炉排的进水集箱，水冷振动炉排的出水集箱经过出水柔性连接管、回水管道、中间水箱及阀门连接至除氧器。

2.根据权利要求1所述的水冷振动炉排的冷却装置，其特征在于：所述的流量调节泵的为变频式流量调节泵。

3.根据权利要求1所述的水冷振动炉排的冷却装置，其特征在于：所述进水柔性连接管、出水柔性连接管的外部分别设有保护箱，保护箱中分别设置有温度监控器和水泄露监控器。

4.根据权利要求1所述的水冷振动炉排的冷却装置，其特征在于：所述的进水柔性连接管、出水柔性连接管分别置于锅炉的燃烧室之外。

5.根据权利要求2所述的水冷振动炉排的冷却装置，其特征在于：所述的进水柔性连接管、出水柔性连接管为金属的或非金属的柔性连接管。

6.根据权利要求1-5任一权利要求所述的水冷振动炉排的冷却装置，其特征在于：所述除氧器及中间水箱之间的阀门上并联有增压水泵。