循环流化床锅炉排渣设备的应用

  循环流化床锅炉以煤的洁净燃烧技术及其较好的煤种适应性,具有燃烧效率高、不易灭火、灰渣可利用性好等特点,在我国中小型热电企业中得到迅速推广正向大型化方向发展。但作为CFB锅炉的辅机——排渣设备及系统的应用和发展确实存在相当的滞后性。国内已投产的75t/h、130t/hCFB锅炉几乎没有成型的排渣系统能长期连续运行。因此,开发、研制、推广新型整套排渣设备势在必行。

  2、国内外应用CFB锅炉排渣设备的差别

  国外CFB锅炉均配有灰渣冷却装置、灰渣输送设备来冷却高温灰渣和输送低温灰渣,这些装置设备应用基本是成功的,这不仅与其设计、制造和运行水平有关,而且还与其燃料特性(含灰量低、粒度小)等有关。由于灰渣量少,且粒度较小,灰渣的冷却和输送易于实现。我国的CFB锅炉多数燃用高灰低热值煤,灰渣量大,颗粒较粗,冷渣、输渣问题未得到根本解决。我国现运行的75t/h、130t/hCFB锅炉中几乎很少有成型的、完善的干式冷渣、输渣设备。多数只有冷渣设备却无输渣设备。少数CFB锅炉还采用完全人工排放热渣,自然堆放冷却或用水直接冷却。不仅增加灰渣物热损失,还污染环境,也不利于灰渣的综合利用。

  3、国内CFB锅炉排渣设备的现状

  循环流化床锅炉的排渣方式可分为湿式排渣和干式排渣两种形式。

  3.1湿式排渣系统

  是*工业水循环系统、渣沟、冲渣水泵、沉渣池等设备组成水力除渣系统。是大型发电厂的典型排渣方式,虽然应用技术过关,但应用于CFB锅炉,水淬后的灰渣活性变差,不宜于灰渣的综合利用,且占地面积大,灰渣物理热损失较大。同时还带来了水污染及水资源浪费,因此对于CFB锅炉应用湿式除渣不是一种合理排渣方式,不作推广使用。

  3.2干式排渣系统

  干式排渣是CFB锅炉推广采用的主要排渣方式,一般干式排渣系统由冷渣设备、输渣设备、储渣仓、冷渣器进料阀和储渣仓放料阀等设备组成。目前国内运行的75t/h、130t/hCFB锅炉使用的干式冷渣、输渣设备主要有以下几种。

  3.2.1螺旋水冷式冷渣器

  俗称水冷绞笼,热渣沿螺旋槽道前进,具有一定压力冷却水在绞笼外壳水套内和轴心、叶片的水套内流动,两种介质逆向流动换热,热渣可从850℃冷却到200℃左右,可由调速电机调节转数实现自控。其优点是换热量较大,再燃性小,运行稳定,调节方便,外型尺寸较小。缺点是主轴、叶片磨损量大,易漏泄,每年需更换叶片防磨护瓦维护量大,冷却水水质要求高(除盐水或软化水)应合理设置一套水循环系统,目前仍有许多用户在使用。

  3.2.2滚筒水风冷式冷渣器

  热渣进入滚筒后沿其内筒壁螺旋槽道前进,内外筒夹套内通过冷却水与热渣进行表面逆向换热,同时可接入风冷系统,可将850℃的热渣冷却至200~300℃。滚筒冷渣器的优点是磨损小,维护量小,使用寿命长,结构简单,运行可*。对冷却水水质要求不高(软化水或工业水即可)。缺点是换热量略低故外形尺寸略大,目前应用范围很广。

  3.2.3钢带风冷式冷渣机

  该设备是应用于220t/h煤粉炉上的一种新型干式排渣设备,也可应用于大型CFB锅炉。其结构主要由大量条形耐热钢板组成,*两侧链条带动低速前进,热渣落在钢板上受到负压通风大面积冷却至200℃,冷风吸热升温至300~400℃,可当做送风利用,该设备优点是清洁卫生,运行稳定可*,热能利用性好,易于自控。但设备造价太高,投资大,设备体积庞大,只适合于大型CFB锅炉。

  3.2.4移动床式冷渣器

  移动床冷渣器中灰渣*重力自上而下运动,并与受热面或空气接触换热,冷却后的炉渣从下渣口排出。有水冷式、风冷式和风水共冷式移动床冷渣器。该设备具有结构简单、运行可*、操作简便等优点。缺点是体积庞大、换热效果差、应用较少,只作为小容量或低灰份流化床中使用。

  3.2.5风水共冷式流化床冷渣器

  该冷渣器利用流化床的气固二相流特性传热,以风冷为主,水冷为辅,冷渣温度随风量增加和渣量的减少而降低,冷渣效果最佳。采用合理的风水共冷式流化床冷渣器无机械设备,结构简单,维护费用低,无需单独设置风机节电,出口风温高于200℃可作二、三次风入炉,冷渣水可选择低温给水或其他冷凝水,出渣温度在120℃左右,热能回收利用性好,节能效果最佳,使配套输渣设备工作安全可*,密封性好,缺点是体积略大。是一种很有发展前途灰渣冷却设备,应广泛推广应用。

  3.2.6CFB锅炉的输渣设备

  目前国内应用的输渣设备主要有刮板输渣机、耐温皮带输渣机、斗式提升机、链斗输送机、正、负压气力输渣设备等。刮板、斗提输渣机故障率高,皮带耐高温性差,只能耐温150℃,且扬升角度小,而链斗、气力输送使用效果与之相比较好。

  3.3国内几种典型的排渣系统

  3.3.1由滚筒或水冷绞笼冷渣器、灰刮板、斗式提升机、储渣仓等组成的机械排渣系统

  该系统在锦州二热于1993年底投入使用,刮板、斗提经多次改造,能长期运行,出力较大。但排渣温度在200~300℃刮板受热膨胀,总刮板传输距离长,机械故障较多,斗提外壳及提斗磨损量大,传动链节距离长,拉力负荷大易折断,检修量大,运行连续性差,对环境污染较大,不作推广使用。

  3.3.2由滚筒或水冷绞笼、链斗输送机、储渣仓组成的机械排渣系统。

  该系统采用链斗输送机运行状况有所提高,链斗运行状况较稳定,出力较大。但在较高的渣温下,转动部件也易损坏,有待进一步改进。但链斗的扬升角度可达到60度,适合于高位传输且距离长、短均可,目前应用较多。

  3.3.3国电建设研究所为220t/h煤粉炉研制的较完善的干式排渣系统

  可应用于大型的CFB锅炉,原耐温皮带输渣机因烧损而改为链斗,运行状况较稳定,设备清洁,达到环保要求,但设备投资太大,不太适合于中小型CFB锅炉。

  3.3.4由滚筒或水冷绞笼冷渣器

  配套气力输渣系统在沈阳新北热电公司已运行四年,经多方位改造,已逐渐形成合理、完善的干式排渣系统,有一定的成功经验。

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