CN205351289U - 一种循环流化床锅炉排渣余热利用装置 - Google Patents

Abstract

一种循环流化床锅炉排渣余热利用装置，目的是防止排渣管热变形及内管被底渣磨损而泄漏；本实用型新包括排渣孔、排渣接口、汇集联箱、排渣换热管、加固肋板、分配联箱、冷却水入口管、冷却水出口管、三维膨胀节、冷却风入口、排渣管、手动闸板阀、电动闸板阀、事故排渣管、裤衩型三通、外管、内管、导流板、销钉和导流腔室；排渣接口为锥形形状，上端口与锅炉排渣孔连接，下端口与汇集联箱上端连接；排渣换热管由大直径的外管和小直径的内管同心套装在一起形成环形腔室；在内外管壁之间焊接数个将环形腔室沿圆周方向等分成若干个互不相通的导流腔室的等宽导流板；排渣换热管的外管外壁面上装设若干个可防止排渣换热管受热膨胀变形的环形加固肋板。

Description

一种循环流化床锅炉排渣余热利用装置

技术领域

本实用新型涉及一种循环流化床锅炉排渣余热利用装置。

背景技术

循环流化床锅炉在运行中为控制炉膛床压，防止大颗粒物料沉积，保持良好的流化状态，避免结渣，必须适时地从锅炉底部或下部侧面的排渣孔排放底渣。循环流化床锅炉实际运行中排出的底渣量大，成分复杂，流动性差，颗粒较粗，可能含有很多大颗粒异物，温度高，温度接近炉膛燃烧温度，带有大量物理热，如果不经冷却，底渣物理热损失可达1％以上，而且底渣温度过高也不利于后续处理设备的安全稳定运行。目前对循环流化床锅炉底渣的余热利用主要是通过冷渣机，其中因滚筒式冷渣机通径大，不易堵塞、对灰渣粒度变化不敏感，尤其是对大颗粒底渣适应性强，因而在我国大型循环流化床锅炉得到大量配套使用。但滚筒式冷渣机因底渣与水冷筒体之间的换热主要是接触式换热，传热系数相对较低，使冷渣机的底渣处理能力受到限制，对锅炉的安全稳定经济运行造成影响。此外，在排渣孔与冷渣机之间连接有一段排渣管，目前可见的排渣管结构形式主要有两种，一种是直接在管内壁涂抹耐磨浇注料，一种是在管内紧靠管壁沿圆周方向布置膜式水冷换热管，再在膜式水冷换热管朝向管中心的方向焊接若干销钉，然后在销钉上涂抹耐磨浇注料，并在大小头位置设置事故排渣管。第一种排渣管在实际使用中普遍存在堵塞、烧红、磨损泄露、变形等问题，造成锅炉降出力甚至停炉的事故。第二种排渣管结构复杂、渣水顺流换热、热阻大，对底渣的初始冷却降温效果不佳。

实用新型内容

本实用型新目的是克服上述已有技术的不足，提出一种可解决排渣管热变形问题、防止内管被底渣磨损而泄漏、降低底渣温度的循环流化床锅炉排渣余热利用装置。

本实用型新循环流化床锅炉排渣余热利用装置包括排渣孔、排渣接口、汇集联箱、排渣换热管、吊耳、加固肋板、分配联箱、温度计、压力计、电动截止阀、冷却水入口管、三维膨胀节、冷却风入口、排渣管、手动闸板阀、电动闸板阀、加固板、事故排渣管、裤衩型三通、冷却水出口管、外管、内管、导流板、销钉、导流腔室、加热器、汇集母管、冷渣机、分配母管、电动调节阀、旁路管、轴封加热器、安全阀、供气管、回液管、事故排水阀、补水母管、循环泵、逆止阀和回水母管；排渣接口为锥形形状，上端口直径大于下端口直径，上端口与锅炉排渣孔连接，下端口与汇集联箱上端连接；排渣换热管由大直径的外管和小直径的内管同心套装在一起形成环形腔室；将环形腔室沿圆周方向等分成若干份，在内外管壁之间焊接数个将环形腔室沿圆周方向等分成若干个互不相通的导流腔室的等宽导流板，导流板与内外管等长，从而将环形腔室等分成若干个互不相通的导流腔室；排渣换热管的内管内壁面上焊接若干个销钉，在销钉和其余的内管内壁面上挂设涂抹耐磨可塑料，耐磨可塑料厚度与销钉的另一端平齐，并要露出销钉头部；排渣换热管的外管外壁面上装设若干个环形加固肋板，防止排渣换热管受热膨胀变形；排渣换热管的外管外壁面上装设一个吊耳，通过高强度弹簧与锅炉的钢架连接；排渣换热管的上端与汇集联箱下端相连通，汇集联箱的一侧与冷却水出口管相连通，冷却水出口管上设有压力计、温度计和电动截止阀；排渣换热管的下端与分配联箱上端相连通，分配联箱的一侧与冷却水入口管相连通，冷却水入口管上设有电动截止阀、压力计、温度计；分配联箱下端与三维膨胀节上端相连接，三维膨胀节下端与裤衩型三通相连接，裤衩型三通的内侧管与事故排渣管连接，事故排渣管上设置有手动闸板阀；裤衩型三通的外侧管与排渣管连接，排渣管上依次设置有手动闸板阀和电动闸板阀；裤衩型三通的分叉处焊接有加固板。裤衩型三通的内外侧设置有冷却风入口，在排渣异常情况下，打开冷风门进行助力和降温。

本实用型新装置进入排渣换热管分配联箱的冷却水经导流腔室由下而上流动，进入排渣换热管渣侧的高温底渣则顺着耐磨可塑料壁面由上而下流动，冷却水与高温底渣形成逆流换热，再加上排渣换热管的内管内壁上焊接的头部与涂抹的耐磨可塑料壁面齐平的若干销钉的强化换热作用，使流经排渣换热管的冷却水有较大温升，对排渣的冷却降温效应非常明显，可彻底解决现有简单排渣管被烧红和热变形的问题；排渣换热管的内管内壁挂设涂抹的耐磨可塑料将底渣与内管完全隔离开，杜绝了内管被底渣直接接触磨损而泄漏的问题；通过增大排渣管的内管直径，合理调整排渣管安装角度，可避免底渣在排渣管内的堵塞问题；在锅炉运行中，流经排渣换热管的冷却水量和流速可以通过冷却水进出水管上安装的电动截止阀等灵活调整，以实现最大化冷却降低底渣温度的目的。利用排渣余热装置加热热力系统的凝结水。来自排汽装置的凝结水经凝结水泵进入轴封加热器加热后，再经分配母管分别进入若干根并联的排渣换热管的水侧和若干台并联的冷渣机的水侧；进入排渣换热管分配联箱的凝结水经导流腔室由下而上流动，进入排渣换热管的底渣则顺着耐磨可塑料的壁面由上而下流动，形成逆流换热，再加上排渣换热管的内管内壁上焊接的头部与涂抹的耐磨可塑料壁面齐平的若干销钉的强化换热作用，使流经排渣换热管的冷却水有较大温升，对排渣的冷却降温效应非常明显；尽管如此，流出排渣换热管的底渣仍有较高温度，当其进入冷渣机后，在冷渣机内边翻滚破碎，边向冷渣机出口运动，与此同时，进入冷渣机水侧的凝结水则以顺流或逆流方式进一步充分吸收炉渣残余的热量；因进入冷渣机的凝结水与进入排渣换热管的凝结水都来自分配母管，故而初始温度相同，使冷渣机中渣水之间的温差势必也较大，有利于换热，再加上炉渣在滚筒内的翻滚、离散和贴壁等运动，使始终位于排渣换热管中间的炉渣所携带的物理显热，在冷渣机内也最大程度的释放出来，从而达到冷却降低炉渣温度，使冷渣机出口炉渣温度降至安全温度范围的目的；从各排渣换热管和滚筒式冷渣机水侧出口流出的热水经汇集母管混合，根据其温度和压力再回到匹配的加热器水侧继续热力循环；流经排渣换热管和冷渣机的凝结水流量和流速可灵活调节，协同配合，使锅炉排渣温度优化降至最低，最大程度地提高热力系统的经济性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用型新结构示意图；

图2为沿图1中A-A线的局部剖视图；

图3为本实用型新余热利用系统图；

图4为本实用型新氨水吸收式热泵热源系统图。

图中：1、排渣孔，2、排渣接口，3、汇集联箱，4、排渣换热管、5、吊耳，6、加固肋板，7、分配联箱，8、温度计，9、压力计，10、电动截止阀，11、冷却水入口管，12、三维膨胀节，13、冷却风入口，14、排渣管，15、手动闸板阀，16、电动闸板阀，17、加固板，18、事故排渣管，19、裤衩型三通，20、冷却水出口管，21、外管，22、内管，23、导流板，24、销钉，25、导流腔室，26、耐磨可塑料，27、加热器，28、汇集母管，29、冷渣机，30、分配母管，31、电动调节阀，32，旁路管，33、轴封加热器，34、安全阀，35、供气管，36、回液管，37，发生器，38、事故排水阀，39、地沟，40、排空阀，41、补水母管，42、循环泵，43、逆止阀，44、回水母管。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-4所示，实施例中的循环流化床锅炉排渣余热利用装置，排渣接口2为锥形形状，上端口直径大于下端口直径，上端口与锅炉排渣孔1连接，下端口与汇集联箱3上端连接；排渣换热管4由大直径的外管21和小直径的内管22同心套装在一起，形成环形腔室；将环形腔室沿圆周方向等分成若干份，在每一份的内管22的外壁和外管21的内壁之间焊接一条等宽的导流板23，导流板23与内管22和外管21等长，从而将环形腔室等分成若干个互不相通的导流腔室25；排渣换热管4的内管22内壁面上焊接若干个销钉24，在销钉24和其余的内管22内壁面上挂设涂抹耐磨可塑料26，耐磨可塑料26厚度与销钉24的另一端平齐，并要露出销钉24的头部；排渣换热管4的外管21外壁面上装设若干个环形加固肋板6，防止排渣换热管4受热膨胀变形；排渣换热管4的外管21外壁面上装设1个吊耳5，通过高强度弹簧与锅炉的钢架连接；排渣换热管4的上端与汇集联箱3下端相连通，汇集联箱3的一侧与冷却水出口管20相连通，冷却水出口管20上设有压力计9、温度计8和电动截止阀10；排渣换热管4的下端与分配联箱7上端相连通，分配联箱7的一侧与冷却水入口管11相连通，冷却水入口管11上设有电动截止阀10、压力计9、温度计8；分配联箱7下端与三维膨胀节12上端相连接，三维膨胀节12下端与裤衩型三通19相连接，裤衩型三通19的内侧管与事故排渣管18连接，事故排渣管18上设置有手动闸板阀15；裤衩型三通19的外侧管与排渣管14连接，排渣管14上依次设置有手动闸板阀15和电动闸板阀16；裤衩型三通19的分叉处焊接有加固板17。

为了最大限度满足排渣换热管4与锅炉排渣孔1下渣量的匹配，保证灰渣顺畅排至排渣换热管4，排渣接口2呈喇叭口状，上端口直径大于下端口直径，其上端口与锅炉排渣孔1连接，下端口与汇集联箱3上端连接。

三维膨胀节12设置在分配联箱7与裤衩型三通19之间，通过其自身收缩和膨胀性能，满足排渣换热管4在运行过程中的收缩与膨胀。三维膨胀节12下端与裤衩型三通19相连接，裤衩型三通19的分叉处正对三维膨胀节12靠里处，可有效进行灰渣分配，使灰渣顺利落入排渣管14，防止灰渣在分叉处堵塞。裤衩型三通19的分叉处焊接有加固板17，避免长周期运行灰渣对分叉处磨损。裤衩型三通19的内侧管与事故排渣管18连接，事故排渣管18上设置有手动闸板阀；裤衩型三通19的外侧管与排渣管14连接，排渣管14上依次设置有手动闸板阀15和电动闸板阀16。事故状态下灰渣从事故排渣管18经手动闸板阀15排出，正常运行时灰渣从排渣管14经手动闸板阀15、电动闸板阀16排放至锅炉冷渣机29中。裤衩型三通19的内外侧设置有冷却风入口13，在排渣异常情况下，打开冷风门进行助力和降温。

排渣换热管4由大直径外管21和小直径内管22同心套装在一起，为一个套筒结构，形成环形腔室，将环形腔室沿圆周方向等分成若干份，在每一份的内管22的外壁和外管21的内壁之间焊接一条等宽的导流板23，导流板23与内管22和外管21等长，从而将环形腔室等分成若干个互不相通的导流腔室25；排渣换热管4的内管22内壁面上焊接若干个销钉24，在销钉24和其余的内管22内壁面上挂设涂抹耐磨可塑料26，耐磨可塑料26厚度与销钉24的另一端平齐，并要露出销钉24的头部；排渣换热管4的内管22内壁面上焊接的销钉24和挂设涂抹的耐磨可塑料26，可使排渣换热管4的内管22增强耐磨性，并将内管22与底渣完全隔离开，杜绝了内管被底渣直接接触磨损而泄漏的问题，提高了排渣换热管4的使用寿命；销钉24的一端焊接在内管22的内壁面上，另一端与耐磨可塑料26涂抹平齐，并露出销钉24头部，使销钉24起到强化换热的作用，从而使流经排渣换热管4的冷却水有较大温升，对排渣的冷却降温效应非常明显，防止排渣换热管4在运行过程中烧红变形。导流板23既可使冷却水在排渣换热管4内沿导流腔室25有序流动，起到强化灰渣与冷却水传热的作用，又可起到加固外管21和内管22的作用，保证排渣换热管4长时间运行不发生变形。

来自排汽装置的凝结水经凝结水泵进入轴封加热器33加热后，依次流经1个电动截止阀10、1个电动调节阀31和1个电动截止阀10进入分配母管30。为确保运行安全，在前位电动截止阀的进口和后位电动截止阀的出口之间增设了一根旁路管32和1个电动截止阀10。旁路上的电动截止阀10在电动调节阀31发生故障时启用。从分配母管30流出的凝结水经冷却水入口管11分别进入若干根并联的排渣换热管4水侧和若干台并联的冷渣机29水侧。在排渣换热管4和冷渣机29的水路进出口分别设有电动截止阀10。排渣换热管4的根数和冷渣机29的台数相同，冷渣机29的台数则由锅炉容量和设计煤种决定。排渣换热管4的位置位于锅炉排渣孔1与冷渣机29之间，进入排渣换热管4的凝结水经导流腔室25由下而上流动，进入排渣换热管4的底渣则顺着耐磨可塑料26的壁面由上而下流动，形成逆流换热，由于此时凝结水与排渣间存在较高温差，再加上排渣换热管4的内管22壁上焊接的头部与耐磨可塑料26壁面齐平的若干销钉24的强化换热作用，使流经排渣换热管的凝结水有较大温升，对排渣的冷却降温效应非常明显。尽管如此，流出排渣换热管4的底渣仍有较高温度，当其进入滚筒式冷渣机29后，在滚筒式冷渣机29的周向转动作用下，炉渣因受撞击力、研磨力等作用在滚筒式冷渣机29内边翻滚破碎，边向冷渣机出口运动，与此同时，进入滚筒式冷渣机29水侧的凝结水则以顺流或逆流方式进一步充分吸收炉渣残余的热量。因进入滚筒式冷渣机29的凝结水与进入排渣换热管4的凝结水都来自分配母管30，故而初始温度相同，使滚筒式冷渣机29中渣水之间的温差势必也较大，有利于换热，再加上炉渣在滚筒内的翻滚、离散和贴壁等运动，使始终位于排渣换热管4中间的炉渣所携带的物理显热，在滚筒式冷渣机29内也最大程度的释放出来，从而进一步冷却降低炉渣温度，使滚筒式冷渣机29出口炉渣温度降至安全温度范围的目的。从各排渣换热管4和滚筒式冷渣机29水侧出口流出的热水经汇集母管28混合，根据其温度和压力再经电动截止阀10回到匹配的加热器27水侧继续热力循环。使用排渣换热管4可彻底解决现有简单排渣管被烧红和热变形的问题，流经排渣换热管4和冷渣机29的凝结水流量和流速可灵活调节，协同配合，使锅炉排渣温度优化降至最低，最大程度地提高热力系统的经济性。

电站汽水系统使用的都是除盐水，除盐水的制备流程中包括水软化工段，因而电站有现成的软化水制备系统。从软水系统中引一根补水母管41，在补水母管41上沿水流方向依次设置1个补水电动截止阀10、1个补水电动调节阀31和1个补水电动截止阀10，再加上为确保安全而设置的1根旁路管32和1个旁路电动截止阀10共同构成补水调节平台，其中旁路电动截止阀10在补水电动调节阀31发生事故时才开启。锅炉运行前，关闭回水母管44上的电动截止阀10和事故排水阀38，打开排空阀40、循环泵42前后电动截止阀10、排渣换热管4前后电动截止阀10、热泵发生器前后电动截止阀10以及热泵发生器的旁路电动截止阀10，然后逆向水流方向依次开启补水调节平台上的补水电动截止阀10和补水电动调节阀31，通过补水母管41将软化水注入利用排渣余热装置作为热源的氨水吸收式热泵系统中，在注水过程中，系统中的空气通过排空阀40对空排出，当排空阀40出水均匀且满管时关闭排空阀40，当系统各压力计9示数达到注水设计压力时，依次关闭补水电动截止阀10和补水电动调节阀31。整个注水过程与循环流化床锅炉注水同时进行。注水结束后打开回水母管44上的电动截止阀10，启动循环泵42建立水循环，此时系统压力还会略有上升。在上述系统中，循环泵42出口还设置有逆止阀43以确保循环泵42的运行安全，设置了若干温度计8以监测运行温度，为运行调节提供依据。

随着循环流化床锅炉从点火到正常运行，底渣从锅炉排渣孔1落入排渣换热管4的渣侧，排渣换热管4位于锅炉排渣孔1与冷渣机29之间，进入排渣换热管4的软化水经导流腔室25由下而上流动，进入排渣换热管4的底渣则顺着耐磨可塑料26壁面由上而下流动，形成逆流换热，由于软化水与排渣间存在较高温差，再加上排渣换热管4的内管22内壁上焊接的头部与耐磨可塑料26壁面齐平的若干销钉的强化换热作用，使流经排渣换热管4的软化水有较大温升，达到对排渣明显的冷却降温效果。排渣换热管4出口水温通过温度计8监测。随着循环水温的逐渐上升，循环水体积膨胀，循环水中溶解的不凝气体逸出，造成循环水系统的水压上升，此时根据压力计9示数，通过事故排水阀38和补水电动调节阀31协调控制将运行压力稳定在设计运行压力允许波动的范围内，若出现严重超压现象，安全阀34动作自动泄压，以保护系统设备安全。从事故排水阀38排出的软化水可引入除盐水制备系统，避免水浪费。当该系统检修或发生紧急故障时，软化水还可以直排地沟39。从排渣换热管4排出的高温软化水进入氨水吸收式热泵的发生器37中对氨水浓溶液进行加热，低沸点溶质氨受热后蒸发变成氨蒸气从供气管35供出，氨蒸气作为制冷剂进入氨水吸收式热泵系统即可实现对电站的夏季制冷和冬季供热，工作后的氨与氨水稀溶液混合成浓溶液后经回液管36再次回到氨水吸收式热泵的发生器37受热，如此往复循环。高温软化水在氨水吸收式热泵系统中放热后变成低温软化水并排出，通过循环泵42再次回到排渣换热管4吸热，发生器37放热，如此循环往复。通过该系统既可解决排渣换热管4烧红等问题，提高冷渣机29出力，还可实现电站不同季节的制冷和供热需求，提高全厂的热经济性。

氨水吸收式热泵是以氨为制冷剂，以水为吸收剂，所需加热温度只要在80℃以上即可，既可产生低于0℃的冷量，也可供给0℃以上的冷量，具有可利用低品位余热、节电、设备制造容易、运行平稳可靠、操作简单、便于调节、噪声小、易于维护、使用材料为价格低廉的碳钢等特点。氨水吸收式热泵系统主要包括发生器37、吸收器、溶液泵、节流阀、冷凝器、蒸发器等设备。氨水浓溶液在发生器37受热，氨液变成氨蒸气流出发生器37进入冷凝器冷凝成稍过冷的液态，再经节流阀节流降压变成温度更低的气液两相混合物，气液两相混合物进入蒸发器后其中的液态工质吸热气化进行制冷。而发生器37中留下的稀溶液则经节流阀减压膨胀进入吸收器，与从蒸发器来的蒸气相遇混合重新变成氨水浓溶液，并将混合过程中的热量传递给外界冷却水，氨水浓溶液经溶液泵增压后变成过冷液体被送入发生器37再次受热蒸发，如此循环往复。基于上述循环工作过程，夏季时，通过风机的高速空气流与蒸发器强制换热而降温，再将制冷后的空气送入中央空调系统分配给各房间达到制冷的目的，冬季时，则将与冷凝器强制换热而升温的空气流送入中央空调系统实现供热的目的。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种循环流化床锅炉排渣余热利用装置，其特征是包括排渣孔、排渣接口、汇集联箱、排渣换热管、加固肋板、分配联箱、冷却水入口管、冷却水出口管、三维膨胀节、冷却风入口、排渣管、手动闸板阀、电动闸板阀、事故排渣管、裤衩型三通、外管、内管、导流板、销钉和导流腔室；排渣接口为锥形形状，上端口直径大于下端口直径，上端口与锅炉排渣孔连接，下端口与汇集联箱上端连接；排渣换热管由大直径的外管和小直径的内管同心套装在一起形成环形腔室；在内外管壁之间焊接数个将环形腔室沿圆周方向等分成若干个互不相通的导流腔室的等宽导流板，导流板与内外管等长；排渣换热管的内管内壁面上焊接若干个销钉，在内管内壁面上涂抹耐磨可塑料，耐磨可塑料厚度与销钉的另一端平齐并露出销钉头部；排渣换热管的外管外壁面上装设若干个可防止排渣换热管受热膨胀变形的环形加固肋板；排渣换热管的上端与汇集联箱下端相连通，汇集联箱的一侧与冷却水出口管相连通；排渣换热管的下端与分配联箱上端相连通，分配联箱的一侧与冷却水入口管相连通；分配联箱下端与三维膨胀节上端相连接，三维膨胀节下端与裤衩型三通相连接，裤衩型三通的内侧管与事故排渣管连接，事故排渣管上设置有手动闸板阀；裤衩型三通的外侧管与排渣管连接，排渣管上依次设置有手动闸板阀和电动闸板阀。

2.如权利要求1所述的循环流化床锅炉排渣余热利用装置，其特征是裤衩型三通的内外侧均设置有冷却风入口。

3.如权利要求1或2所述的循环流化床锅炉排渣余热利用装置，其特征是冷却水入口管和出口管上均设有电动截止阀、压力计、温度计。

4.如权利要求1或2所述的循环流化床锅炉排渣余热利用装置，其特征是排渣换热管的外管外壁面上装设一个吊耳，通过高强度弹簧与锅炉的钢架连接。

5.如权利要求1或2所述的循环流化床锅炉排渣余热利用装置，其特征是裤衩型三通的分叉处焊接有加固板。