滚筒冷渣器与风水联合冷渣器的比较
摘要本文通过对DG410/9.81-9型循环流化床锅炉风水联合冷渣器和DSL-W型滚筒冷渣器工作原理及特点的对比。为循环流化床锅炉的改造、配套提供参考。
关键词风水联合冷渣器滚筒冷渣器特点
河北华电石家庄热电有限责任公司八期技改工程安装了4台东方锅炉厂根据引进的美国FW 公司循环流化床专利技术制造的高温高压、自然循环410t/h循环流化床锅炉。额定蒸汽温度540℃、给水温度225℃。每台锅炉在炉膛两侧配有4台风水联合冷渣器。后由于风水联合冷渣器故障频发，影响机组安全、稳定、经济运行，故将一侧的两台风水联合冷渣器改造
为两台滚筒冷渣器。
1 风水联合冷渣器的工作原理及存在的问题。
1.1 冷渣器的布置及工作原理：
东锅DG410/9.81-9型流化床锅炉共有四台冷渣器，对称布置在炉膛两侧，每台冷渣器出力50％BMCR。每台冷渣器（如图1）分为四个仓室，其上设有一个进渣口，冷渣器的进渣口位于炉膛布风板中心线上部218mm，一个排渣口和两个出气口，其中选择室的回风管中心线距离炉膛布风板中心线2430mm，冷却室的回风管中心线距离布风板中心线5744mm。沿渣的走向冷渣器的四个仓室分别为选择室和三级冷却室，仓与仓之间用分隔墙隔开，分隔墙下部各开有一个20mm×40mm的过渣孔。每个仓均有独立的布风装置，布风装置为钢板式结构，在布风板上设有定向风帽。第一、第二冷却室内布置有用给水冷却的水冷管束（后在技术改造中将其去除）。选择室和第一冷却室的流化空气来自一次风空预器后的热风。第二、第三冷却室风源来自一次风机出口的冷风。在冷渣器的进渣管上布置有13根风管，通过风管定向布置及风量的调节来保证渣从炉膛至冷渣器的顺利输送，也可以通过进渣管风量的大小来调节冷渣器的进渣量，进渣管所需的空气由“J”风机的高压风提供。在冷渣器中，设有自动喷水系统，用于紧急状态下灰的冷却。冷渣器的排渣口下面有缓冲仓和地泵，以气力输送的方式将渣送走。为了避免地泵故障导致不能排渣，在冷渣器排渣口下安装了直排门作为备用。炉渣在经进渣管进入冷渣器后首先在选择室进行筛选，将较细的颗粒沿回风管重新送回炉膛，同时提供充足的空间保证排渣中的可燃物继续燃烧放热，减少锅炉的机械未完全燃烧损失。剩下的炉渣进入冷却室，在冷却室内炉渣将热量交换给冷渣器内的水冷管束，并使灰渣的温度下降到较低的水平，减少锅炉的排渣热损失。炉渣每进入下一个小仓之前，会沿着定向风帽的布置方向，在风力的作用下呈S型绕墙流过，流动的目的是延长炉渣的停留时间，以保证炉渣与风进行充分的热交换。
1.2 风水联合冷渣器主要存在以下几点问题。
1.2.1 落渣管堵塞，造成冷渣器无法投运，甚至威胁到锅炉的稳定运行。
1.2.2 冷渣器内部结焦、堵塞，造成冷渣器过渣不畅。牵扯值班员大量精力时间对冷渣器进行吹扫，调整。
1.2.3 风帽磨损严重。风帽的磨损使炉渣在冷渣器内部的走向不符合设计要求，局部造成死区，使局部结焦的可能性增大，影响排渣效果。
1.2.4 冷渣器用风量大。在实际运行过程中，冷渣器的流化、冷却用风比设计值比设计工况高出一倍多，造成高负荷时炉膛流化风量不足，影响到炉膛内一、二风的配比。同时，冷渣器停运后也需要保留一定的流化风量对冷渣器内部进行流化、吹扫，使厂用电率居高不下。
1.2.5 在运行中个别冷渣器进渣管出现烧红现象，造成冷渣器运行不稳定，同时也对现场造成不安全隐患。
1.2.6 冷渣器内部耐火材料脱落。在历次停炉后对冷渣器的检查中均发现有脱落的片状耐火材料，这些耐火材料脱落后在冷渣器内部积存，影响冷渣器内部炉渣的流化，继而影响到排渣。
1.2.7 由于冷渣器采用风力对炉渣进行筛选、冷却及输送，而各风门挡板不严是不争的事实，因此造成个别冷渣器在停运时也出现烟气反窜及灰渣自流现象。
2 滚筒冷渣器的工作原理及特点
2.1 滚筒冷渣器的工作原理及投运步骤。
2.1.1 工作原理：此次改装的滚筒冷渣器是由靖江市合金钢机械厂制造的DSL-W型滚筒冷渣器。该滚筒冷渣器由进料装置、出料装置、旋转筒体、驱动电机、旋转接头、防窜装置、构架等部分组成。在工作时通过减速机驱动摩擦轮使滚筒低速转动，筒体内部的灰渣在旋转叶片的作用下缓慢向低温段移动，在轴向叶片的作用下被携带至滚筒顶部然后落下，完成换热过程。冷却水在由旋转水接头、水冷筒体及筒体外部回水管形成的管路中流动，将热量带走，回水可回收利用。水源取自化学除盐水。
图2
冷渣器设计的主要技术参数：
设计输送量： 0～16T/H
物料粒度：≤20mm
物料进口温度：1000℃
物料出口温度：≤80℃
筒体转速： 0.8～8r/min
冷却水入口温度： 20～30℃
冷却水出口温度：≤80℃
2.1.2 投运步骤：
2.1.3 打开冷渣器冷却水出入口门。
2.1.4 启动回收水泵，调节回收水压力、流量。
2.1.5 启动滚筒冷渣器。
2.1.6 开启进渣管电动插板。根据床压调整冷渣器转速。
2.2 滚筒冷渣器的特点
2.2.1 滚筒冷渣器与风水联合冷渣器相比存在如下优点：
2.2.2 结构简单。滚筒冷渣器与风水联合冷渣器相比有结构简单，体积小等优点。
2.2.3 出力调节简易。由于采用可调的变频控制装置，可以通过调节滚筒冷渣器电机转速控制排渣量的大小，使之能有效的控制床压。
2.2.4 进渣控制简单可靠。进渣采用差压原理，利用炉膛与冷渣器内的压力差，使炉渣自动通过落渣管进入冷渣器。
2.2.5 不易结焦。由于炉渣在滚筒冷渣器内一直随滚筒旋转转动。不存在死区。因此不易出现结焦现象。
2.2.6 炉渣的废热回收利用率高。滚筒冷渣器在运行过程中排渣温度保持在50℃以下，废热回收率在90％以上。同时，被加热的除盐水被直接送入除氧器中，提高了机组的热效率。
2.2.7 监控简单。滚筒冷渣器的监控测点少。
2.2.8 滚筒冷渣器存在的问题：
2.2.9 冷渣器入口电动插板漏灰。在投运过程中，由于冷渣器入口电动插板开启过快，受热不均，造成大量灰渣从插板门缝隙中外泄。对工作现场造成不安全隐患。
2.2.10 落渣管烧红。
2.2.11 冷渣器驱动电机跳闸。在运行中，由于冷渣器筒体受热不均。造成驱动电机跳闸。
3 结束语:
通过对风水联合冷渣器和滚筒冷渣器的工作原理及特点的对比，为循环流化床锅炉冷渣器的改造和选型提供了一些依据。得出滚筒冷渣器相对风水联合冷渣器有较大优势的结论。但由于滚筒冷渣器改造后运行时间有限，不能对滚筒冷渣器做出更全面详细的分析。分析中也必然有一些纰漏。还望有关专家指正。
循环流化床锅炉冷渣器资料 冷渣机的发展历史：滚筒冷渣机是用于循环流化床锅炉底渣冷却，主要冷却方式采用水冷。最初我国普遍的是锅炉厂配套的引进技术的风水联合冷渣器，顾名思义冷却方式采用水冷和风冷联合方式。大家看图片： 风水联合冷渣器外形图
这种冷渣器由于易堵塞和排渣不畅，严重制约了机组的正常运行，我国前几年投入的很多循环流化床锅炉均是采用风水联合冷渣器，经过滚筒冷渣器改造后运行良好，且省却了耗能巨大的冷却风机。有关这方面的详细的数据比较将在后面章节进行描述。 现在各电厂使用的冷渣机有很多种，除上述提到的风水联合冷渣器外，还有现在循环流化床锅炉普遍配套的滚筒冷渣机，又分单管式和多管式（又叫蜂窝式），下面来讲滚筒冷渣机的发展历史： 滚筒冷渣机最初是由“水冷搅龙”演化而来，大致的结构是封闭的壳体内有一根带螺旋叶片的空心轴，轴内和叶片内通冷却水，锅炉排出的热渣通过空心轴带动螺旋叶片的旋转推动灰渣移动，在推进过程将热渣释放的热量传递给水，从而达到将灰渣冷却的目的。但是由于结构限制，水冷搅龙出力较小，推广和使用有很大局限性。随着机组容量的不断增大，迫切需要结构更好，出力更大的冷渣机，滚筒冷渣机应运而生。最初滚筒冷渣机虽然滚筒加大，理论换热面积增大，但是实际有效换热面积只有大约1/3可利用，这是因为它的结构只是在滚筒内壁布有连成一条线的螺旋叶片，进入滚筒内的灰渣只能与滚筒一部分接触，换热面积得不到充分利用。青岛松灵公司灵式滚筒冷渣机经过改进，增加密布纵向叶片，可以将热渣兜住，上升至滚筒最高点时抛洒，不仅将换热面积充分利用，还可以将热渣抛洒，充分冷却，避免了原结构冷却不均，实际冷却效果不理想的情况。为了区别，将这种改进后的冷渣机称为“灵式滚筒冷渣机”。为了更好的让大
滚筒冷渣器与风水联合冷渣器的比较 摘要本文通过对DG410/9.81-9型循环流化床锅炉风水联合冷渣器和DSL-W型滚筒冷渣器工作原理及特点的对比。为循环流化床锅炉的改造、配套提供参考。 关键词风水联合冷渣器滚筒冷渣器特点 河北华电石家庄热电有限责任公司八期技改工程安装了4台东方锅炉厂根据引进的美国FW 公司循环流化床专利技术制造的高温高压、自然循环410t/h循环流化床锅炉。额定蒸汽温度540℃、给水温度225℃。每台锅炉在炉膛两侧配有4台风水联合冷渣器。后由于风水联合冷渣器故障频发，影响机组安全、稳定、经济运行，故将一侧的两台风水联合冷渣器改造 为两台滚筒冷渣器。 1 风水联合冷渣器的工作原理及存在的问题。 1.1 冷渣器的布置及工作原理： 东锅DG410/9.81-9型流化床锅炉共有四台冷渣器，对称布置在炉膛两侧，每台冷渣器出力50％BMCR。每台冷渣器（如图1）分为四个仓室，其上设有一个进渣口，冷渣器的进渣口位于炉膛布风板中心线上部218mm，一个排渣口和两个出气口，其中选择室的回风管中心线距离炉膛布风板中心线2430mm，冷却室的回风管中心线距离布风板中心线5744mm。沿渣的走向冷渣器的四个仓室分别为选择室和三级冷却室，仓与仓之间用分隔墙隔开，分隔墙下部各开有一个20mm×40mm的过渣孔。每个仓均有独立的布风装置，布风装置为钢板式结构，在布风板上设有定向风帽。第一、第二冷却室内布置有用给水冷却的水冷管束（后在技术改造中将其去除）。选择室和第一冷却室的流化空气来自一次风空预器后的热风。第二、第三冷却室风源来自一次风机出口的冷风。在冷渣器的进渣管上布置有13根风管，通过风管定向布置及风量的调节来保证渣从炉膛至冷渣器的顺利输送，也可以通过进渣管风量的大小来调节冷渣器的进渣量，进渣管所需的空气由“J”风机的高压风提供。在冷渣器中，设有自动喷水系统，用于紧急状态下灰的冷却。冷渣器的排渣口下面有缓冲仓和地泵，以气力输送的方式将渣送走。为了避免地泵故障导致不能排渣，在冷渣器排渣口下安装了直排门作为备用。炉渣在经进渣管进入冷渣器后首先在选择室进行筛选，将较细的颗粒沿回风管重新送回炉膛，同时提供充足的空间保证排渣中的可燃物继续燃烧放热，减少锅炉的机械未完全燃烧损失。剩下的炉渣进入冷却室，在冷却室内炉渣将热量交换给冷渣器内的水冷管束，并使灰渣的温度下降到较低的水平，减少锅炉的排渣热损失。炉渣每进入下一个小仓之前，会沿着定向风帽的布置方向，在风力的作用下呈S型绕墙流过，流动的目的是延长炉渣的停留时间，以保证炉渣与风进行充分的热交换。
216 第九章 冷渣器的设计与运行 国内几家引进技术的制造厂设计上均是采用风水联合冷渣器。从几年来CFB 锅炉在国内的运行情况看，都出现一些问题。主要原因是国内煤的破碎粒度太大，造成风水联合冷渣器内超温、结渣、堵塞、磨损，排渣困难，用户要求解决问题的呼声很大，制造厂迫切需要拿出一个解决方案。为此，经与几家制造厂商定，设立CFB 锅炉冷渣器技术攻关课题，共同调研分析国内CFB 锅炉冷渣器运行情况，集中国内各单位CFB 锅炉专家的智慧，找出影响运行的原因，提出解决方案，使CFB 锅炉更好地为国家经济建设服务。 9.1 几种常用的典型冷渣器 目前国内按引进技术设计的几种典型冷渣器为HG 型风水联合冷渣器，SG 型风水联合冷渣器，DG 型风水联合冷渣器。前两种冷渣器在二、三室之间设有隔墙，流化渣从隔墙溢流到下一个仓室，故又称溢流式，后一种DG 型风水联合冷渣器各室之间也有隔墙，但在隔墙的底部左侧或右侧设有流渣口，渣流呈S 形，又可称为迷宫式。此外，还有滚筒式冷渣机，钢带风冷式冷渣器，气垫床冷渣机和射流床冷渣器。钢带风冷式冷渣器为进口产品，价格较高，目前只有徐州贾旺电厂使用。 下面分别对几种型式冷渣器给予详细说明。 9.1.1 HG 型风水联合冷渣器 HG 型风水联合冷渣器通过锥型阀或L 阀与锅炉本体相连，通过调节锥型阀或L 阀来控制排渣量，其结构见图9-1。 通常每台锅炉装有两台风水联合式冷渣器，当后墙给煤时，它们位于炉前。冷渣器呈矩形，内衬耐磨、耐火材料，共分三个室，第一室没有布置受热面，主要是利用流化风冷却热渣，并起到一个缓冲的作用，以便从炉膛排出的渣在这里经过缓冲以后能沿冷渣器宽度方向均匀分配，确保冷却效果。第二、三室装有蛇形管束，一、二室相 通，二、三室由风冷隔墙隔开，冷渣器底部有布风板和风箱。每台冷渣器有一个进渣管，位于第一室侧面；在第三室后面有一个排渣口和一个返料口，排渣口与排渣系统相连接， 返料口与 图9-1 HG 型风水联合冷渣器
文章编号:C N23-1249(2004)02-0030-02 CFB锅炉冷渣器的分类与选型 谭云松,刘海峰 (哈尔滨锅炉厂有限责任公司,黑龙江哈尔滨150046) 摘 要:根据近几年来循环流化床锅炉冷渣器的应用情况,着重从冷渣器的分类与选型原则2个方面地行阐述,以期帮助用户选择出合理的炉底渣排放和冷却设备。 关键词:循环流化床;锅炉;冷渣器;分类;选型 中图分类号:TK229.66 文献标识码:B Type and Selection of CFB Boiler Ash Cooler T AN Yun-song,LIU Hai-feng (Harbin Boiler C o.,Ltd.,Harbin150046,China) Abstract:Based on the application of CF B boiler ash cooler in resent years,it was introduced from type and selection rule aspects to help users to select the equipments for slay tappying and cooling. K eyw ords:CF B boiler;boiler;ash cooler;typical;type selection 0 前 言 在流化床锅炉的发展过程中,由于燃料筛分的扬析所造成的燃烧与脱硫效率低,已引起国内外科技人员的广泛重视,鼓泡床的燃尽措施层出不穷,循环流化床的循环方式不断推陈出新,但大颗粒的沉积形成的炉底渣(俗称冷渣)带来流化质量的恶化,燃烧与脱硫效率的降低,结焦等问题仍未彻底解决,它是循环流化床锅炉大型化过程中必须解决的另一新的课题。炉底渣的排放与冷却装置已成为循环流化床锅炉不可分割的组成部分。 1 冷渣器的分类 由冷渣机的发展历史可以看出,冷渣器的种类很多。下面按不同分类方法对其进行分类,并评价其优缺点。1.1 湿法冷渣方式 将热渣直接放入水中冷却(如冷渣池),在锅炉底渣排渣管的下方,设置一大的密封水池,将炉底渣直接排入池内进行冷却,这种冷渣方式的冷却效果好,但热渣经水浸泡后渣的反应活性被破坏,降低了渣的综合利用价值,同时存在水的2次污染,目前使用这种冷却方式的企业不多。 1.2 干法冷渣方式 热渣在冷却过程中不与水直接接触。这样,渣的反应活性不被破坏,也没有水的2次污染,有利于环境保护和废物的结合利用,现在各企业均是使用这类冷渣设备。它的种类很多,分述如下: 1.2.1 搁管式冷渣器:管子固定,热渣在管内或管间流动,有单管和多管之分,前者是热渣在管内流动,被管壳夹套中的水进行冷却:后者是热渣在管间流动,被管内流动的水所冷却。螺旋式冷渣器有单螺旋和双螺旋2种。热渣在螺旋叶片间被 第2期2004年5月 锅 炉 制 造 BOI LER M ANUFACT URI NG N o.2 M ay.2004
流化床冷渣器的工作原理与故障分析 [内容摘要]近几年来，循环流化床锅炉（CFB锅炉）技术在国内发展迅速，随着循环流化床锅炉的大型化，采用流化床冷渣器已成主导方向，本文主要阐述了流化床冷渣器的工作原理，对目前流化床冷渣器运行中出现的故障进行了分析并提出一些解决措施。 [主题词]循环流化床流化床冷渣器工作原理故障分析 １.流化床冷渣器的工作原理 1.1流化床冷渣器作用 循环流化床锅炉炉膛下部排放的大渣温度在850℃～950℃之间，如果直接进行排放或进入除渣系统，会危及人生安全，也不利于除渣系统和设备的安全运行，冷渣器的作用是将排渣温度降低到除渣设备可以承受的温度，回收排渣的物理显热，流化床冷渣器还可以将排渣中细的颗粒重新送回炉膛，以提高锅炉的燃烧效率和石灰石利用率。 以一台440t/h 中间再热CFB锅炉为例，假定锅炉燃用煤Qnet.ar=3500kcal/kg，Aar=46.8%,底渣分额αdz=0.53，如采用流化床冷渣器将锅炉排渣降到150℃，其热量全部被锅炉或热系统回收，锅炉折算热效率为90.28%，锅炉煤耗为85.58t/h；如直接排高温红渣，则锅炉折算热效率为89.09%，锅炉煤耗为86.72t/h。锅炉热效率相差1.19%，煤耗相差1.14t/h，如按锅炉年运行小时7000小时、煤单价200元/吨计算，采用流化床冷渣器后每年可节约煤耗7980吨，每年节约资金160万元。大型CFB锅炉在燃用高灰分煤时，冷渣器回收的热量显得尤其突出。 通常在中小CFB锅炉上采用的铰龙和滚筒冷渣器等机械式冷渣器由于冷渣能力较小，运行中容易出现机械传动故障，所以在大型CFB锅炉上几乎都采用流化床冷渣器。 1.2流化床冷渣器工作原理 冷渣器系统见图1。流化床冷渣器就是一个小型流化床换热器，炉膛的高温渣由炉膛布风板经排渣管进入冷渣器，冷却介质（空气或低温烟气）从冷渣器的风室通过布风板送入，流化介质由下而上穿过布风板流化高温炉渣，炉渣在依次流过第1仓、第2仓、第3仓的同时，被流化介质冷却，冷却后的低温渣排入除渣系统，被加热的流化介质携带少量细颗粒由回风管送回炉膛。 205
冷渣器的分类 By 重剑无锋发表于 2006-5-17 9:31:52 由冷渣机的发展历史可以看出,冷渣器的种类很多。下面按不同分类方法对其进行分类,并评价其优缺点。 1.湿法冷渣方式 将热渣直接放入水中冷却(如冷渣池) ,在锅炉底渣排渣管的下方，设置一大 的密封水池，将炉底渣直接排入池内进行冷却,这种冷渣方式的冷却效果好，但热渣经水浸泡后渣的反应活性被破坏，降低了渣的综合利用价值,同时存在水的二次污染，目前使用这种冷却方式的企业不多。 2.干法冷渣方式 热渣在冷却过程中不与水直接接触。这样,渣的反应活性不被破坏,也没有水的二次污染,有利于环境保护和废物的结合利用,现在各企业均是使用这类冷渣设备。它的种类很多,分述如下: 1 搁管式冷渣器:管子固定,热渣在管内或管间流动,有单管和多管之分, 前者是热渣在管内流动,被管壳夹套中的水进行冷却:后者是热渣在管间流动, 被管内流动的水所冷却。螺旋式冷渣器有单螺旋和双螺旋 2 种。热渣在螺旋叶片间被推进,被转动轴及外壳夹层中的水进行冷却。 2 振动式冷渣器:热渣在被振动推进过程中,一方面被振动槽中的水夹层所冷却,同时热渣敞开于大气,被自然冷却。 3 滚筒式冷渣器:有风冷及风水冷2 种,前者是热渣,送入具有一定倾角 的旋转装备内运动的过程中被强制送入的风所冷却,为了提高冷却效率,有的在热渣入口处加上一块螺旋板,以增加热渣与风及水冷壁的接触。 4 滚笛螺旋式:该机是把滚筒和螺旋2 种方式综合在一起,螺旋叶片改成 螺旋状水冷壁,增加了受热面积,增加了热渣在滚笛与螺旋片的接触方式,把螺 旋推进物料变成物料在筒体内翻滚并与受热面接触,以达到更好的换热效果,同时减少了受热面的磨损。 5 移动床式冷渣器:热渣不是依靠支撑物的运动而流动,而是依靠重力或其它力的推动,与冷却元件作相对移动,且相互接触而被冷却。 6 流化床式冷渣器:这类装置品种较多,但基本的形式有彭泡床式和密孔板式2 种。渣在流化床内翻滚与空气接触,同时也与流化床内的埋管碰撞而被冷却。