循環(huán)流化床鍋爐之除渣除灰系統(tǒng)

一、除波系統(tǒng)
在循環(huán)流化床鍋爐嫩燒過程中．床料（或物料）一部分飛出爐膛參與循環(huán)或進(jìn)人尾部煙道，一部分在爐內(nèi)循環(huán)。為保證鍋爐正常運(yùn)行．沉積于爐床底部較大粒徑的穎粒需要排除．或者爐內(nèi)料層較厚時(shí)也需要從爐床底部排出一定量的爐渣。循環(huán)流化床沒有滋流口，主要以底渣形式從爐膛底部的出渣口排出．
爐渣的輸送方式和輸送設(shè)備的選擇主要決定于灰渣的溫度。對(duì)于溫度較高的灰渣〔800-1000℃ ），一般采用冷風(fēng)輸送方式，即在輸渣過程中爐渣經(jīng)冷風(fēng)冷卻后被送人渣倉內(nèi)再裝車運(yùn)出．這種除渣方式的缺點(diǎn)是冷卻灰渣需要大量的冷風(fēng)，管道磨損嚴(yán)重，而且灰渣需要在渣倉儲(chǔ)存冷卻一定時(shí)間才可運(yùn)出利用，適用于渣量不大、未設(shè)冷渣器的小型循環(huán)流化床鍋爐。對(duì)于中等容量以上的循環(huán)流化床鍋爐一般均布置有冷渣器．通常冷渣器將灰渣冷卻至200 ℃ 以下，然后采用埋刮板輸送機(jī)將灰渣輸送至渣倉內(nèi)．如果爐渣溫度低于100 ℃ 也可采用鏈帶輸送機(jī)械輸送．較低溫度的灰渣亦可采用氣力輸送方式。氣力輸送方式系統(tǒng)簡(jiǎn)單、投資小，易操作，但管道磨損較大。目前最常用的輸渣方式是采用埋刮板輸送機(jī)輸送和氣力愉送．
如果采用爐內(nèi)石灰石脫硫技術(shù)，循環(huán)流化床鍋爐的灰渣排放量比煤粉爐高出20 % ? 50 ％。由于屬低溫燃燒，灰渣的活性好．滬渣含碳量很低（一般為l 寫～2 腸），排出的灰渣中還含有大量的生石灰和硫酸鈣。循環(huán)流化床鍋爐灰渣除直接用于填埋、鋪路外，還可以進(jìn)行綜合利用。譬如，爐渣可以用于制磚，作水泥混合材料、混凝土骨料等。

二、冷渣器
循環(huán)流化床鍋爐爐渣在排出之前的溫度與床溫比較接近，排渣溫度略低于床溫渣具有大量的物理顯熱，對(duì)灰分高于30％的中低熱值燃料，如果灰渣不經(jīng)冷卻，，此時(shí)爐灰渣物理熱損失可達(dá)2％以上；另外，一般的灰處理設(shè)備可承受的溫度上限大多在150-300℃ 之間，熾熱灰渣的處理和運(yùn)輸十分麻煩，不利于機(jī)械化操作，故灰渣冷卻是必需的，再者，爐渣中也有很多未完全反應(yīng)的燃料和脫硫劑顴粒，為進(jìn)一步提高燃燒和脫硫效率，有必要使這部分細(xì)顆粒返回爐膛。因此，在將爐渣排至灰處理系統(tǒng)之前，需要安全可靠地將高溫爐渣冷卻至一定的允許溫度之內(nèi)（100℃左右）, 爐渣的冷卻通過冷渣器來完成。并盡可能地回收高溫灰渣的物理熱以改善鍋爐的熱效冷渣器是循環(huán)流化床鍋爐除渣系統(tǒng)中的重要部件。實(shí)際冷渣器的不正常工作常常是導(dǎo)致被迫減負(fù)荷甚至停爐的主要原因之一。按爐值運(yùn)動(dòng)方式的不同，冷渣器可分為流化床式、移動(dòng)床式、混合床率上冷渣器種類繁雜式及螺旋給料機(jī)式等；按冷卻介質(zhì)的不同，冷渣器又可分為水冷式、風(fēng)冷式和風(fēng)水共冷式三種．按熱交換方式的不同，冷渣器有間接式和接觸式兩種，前者指高溫物料與冷卻介質(zhì)在不同流道中流動(dòng)，通過間接方式進(jìn)行換熱，作冷卻介質(zhì)的場(chǎng)合。而后者財(cái)指兩者直接混合進(jìn)行傳熱，一般用于空氣間接式冷渣器的具體結(jié)構(gòu)大致有以下幾種：
( ”管式冷渣器。其中最簡(jiǎn)單的是單管式冷渣器，高溫渣在管內(nèi)流動(dòng)，水在管外逆向流動(dòng)，二者通過管壁交換熱水鍋爐控制柜. (2）流化床省煤器．在流化床內(nèi)布置許多埋管，流化了的灰渣料層與水通過壁面交換熱水鍋爐PLC控制系統(tǒng)，由于流化床具有優(yōu)良的傳熱特性，效果較好。(3）螺旋給料枷戈（絞籠式）冷渣器。熱灰渣洽紋籠流道前進(jìn)，水在絞籠外的水冷套內(nèi)逆向流動(dòng)（當(dāng)然，也可在絞籠螺片或主軸的水夾套內(nèi)流動(dòng)）。由于單軸絞籠所能提供的傳熱面積有限，為強(qiáng)化冷卻效果，還可采用雙聯(lián)絞籠，使在同樣出渣流最下水冷面積增加約一倍，為不破壞爐渣的物理化學(xué)性質(zhì)，接觸式灰渣冷卻裝置的特點(diǎn)是灰渣與冷卻介質(zhì)直接接觸，為不破壞爐值的，同時(shí)也為不產(chǎn)生污水，冷卻介質(zhì)通常為空氣。這種系統(tǒng)主要有以下兒種形式

(1）流化床冷渣器。即通過流化床埋管間的傳熱使灰渣冷卻。

(2）氣力輸送式冷渣器。高溫灰渣借助于冷渣系統(tǒng)尾部的送風(fēng)機(jī)與冷風(fēng)一起吸人輸渣管，在管內(nèi)氣固兩相混合傳熱，達(dá)到冷渣的目的。

(3）移動(dòng)床冷渣器。

(4）混合床冷渣器

其結(jié)構(gòu)多樣化，不僅有密相移動(dòng)床，也有稀相氣流床。它結(jié)合了流化床和移動(dòng)床各自的優(yōu)點(diǎn)，

實(shí)行多層次的逆流冷卻。冷卻風(fēng)分若干層進(jìn)人冷卻床，并使上部床層流化，而下部床層處于移動(dòng)床工況．熱渣首先進(jìn)人流化床，利用其傳熱好的特點(diǎn)迅速冷卻至300℃ 左右，然后進(jìn)人移動(dòng)床，利用其逆流傳熱特性進(jìn)一步冷卻。由于移動(dòng)床壓力損失小，送入移動(dòng)床的冷風(fēng)經(jīng)初（流化一移動(dòng)聾置床冷渣器）步加熱后仍可作為上部流化床的流化介質(zhì)。（一）水冷螺旋給料機(jī)式冷渣器水冷螺旋給料機(jī)式冷渣器，簡(jiǎn)稱水冷螺旋冷渣器，俗稱水冷絞籠，屬于間接式冷渣器。采用水冷螺旋冷渣器的除渣系統(tǒng)。水冷螺旋冷渣是使用最普遍的冷渣器之一。其結(jié)構(gòu)與螺旋給料機(jī)所不同的是螺旋葉片軸為空心軸，內(nèi)部通有冷卻水，外殼也是雙層結(jié)構(gòu)，中間有水通過。旋轉(zhuǎn)攪拌輸送，一邊被軸內(nèi)和外殼夾層內(nèi)流動(dòng)的冷卻爐渣進(jìn)人螺旋冷渣器后，一邊被水冷卻。為增加螺旋冷渣器的冷卻面積，防止葉片過熱變形，有的螺旋冷渣器的葉片制成空心狀，與空心軸連為一體充滿冷卻水；還有的冷渣器采用雙螺旋軸或多螺旋軸結(jié)構(gòu)。雙螺旋軸水冷紋籠，該水冷紋籠主要由旋轉(zhuǎn)接頭、料槽、機(jī)座、機(jī)蓋、螺旋葉片軸、封與傳動(dòng)裝置等組成。循環(huán)流化床鍋爐的灰渣進(jìn)人雙螺旋水冷絞籠后，在兩根轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的螺旋葉片作用下，作復(fù)雜的空間螺旋運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)著的熱灰渣不斷地與空心葉片、軸及空心外殼接觸，其熱量由空心葉片、軸及空心外殼內(nèi)流動(dòng)的冷卻水帶走，冷卻下來的灰渣經(jīng)出口排掉，完成整個(gè)輸送與冷卻過程。
水冷螺旋冷渣器的出渣能力取決于設(shè)計(jì)參數(shù)，如絞籠（葉片）外徑、軸徑以及轉(zhuǎn)速．顯然，冷卻效果與轉(zhuǎn)速有關(guān)．同一幾何尺寸下，轉(zhuǎn)速越高則灰渣停留時(shí)間越短，出渣溫度越高，一般推薦絞籠轉(zhuǎn)速為20-60r/min 。
水冷螺旋冷渣器具有體積刁、、占地面積小、容易布置、冷卻效率較高等優(yōu)點(diǎn)，而且這種裝置由于不送風(fēng)，灰渣再燃的可能性很小。但與接觸式灰渣冷卻裝置，譬如流化床冷渣器或移動(dòng)床冷渣器相比，其傳熱系數(shù)較小，因此需要的體積較大。在運(yùn)行中也出現(xiàn)了一些問題，如絞籠進(jìn)口處葉片和外壁的磨損，導(dǎo)致水夾套磨穿漏水，增加了灰處理的困難，為了防止漏水，水冷螺旋冷渣器安裝時(shí)往往進(jìn)口向下傾斜。另外，還存在軸和葉片受熱變形扭曲、堵渣、電動(dòng)機(jī)過載等問題．其他的缺點(diǎn)還有：① 對(duì)金屬材料要求高，制造工藝比較復(fù)雜，設(shè)備的初投資較大，由于很難選擇性排渣，使石灰石利用率和燃料的嫩燒效率降低，增加了運(yùn)行成本；③ 由于螺旋冷渣器較長(zhǎng)，運(yùn)行中被金屬條或其他硬物卡死時(shí)易造成斷軸等機(jī)械故障。
近年來，隨著不斷地改進(jìn)與完善，水冷螺旋冷渣器作為單級(jí)或第二級(jí)冷渣器，目前已被廣泛地應(yīng)用于循環(huán)流化床鍋爐中。鍋爐控制柜