專利名稱：大渣量返回式雙氣墊床冷渣機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于循環(huán)流化床鍋爐的冷渣機，特別指大渣量返回式雙氣墊床冷渣機。
背景技術(shù)：
我國是一個以煤為主的能源消耗國家，如何使煤變成清潔能源和節(jié)約能源，就成為我國國民經(jīng)濟發(fā)展需要解決的重大問題。為此，在《中華人民共和國節(jié)約能源法》、《中華人民共和國環(huán)保法》以及《中華人民共和國大氣污染防治法》等多項法律中，都明確規(guī)定“鼓勵和發(fā)展適應(yīng)我國煤種的各種流化床鍋爐”。
由于流化床鍋爐燃燒寬篩分的煤，不可避免會出現(xiàn)大顆粒的沉積，聚集在床層底部形成爐底渣(俗稱冷渣)，若不及時排出，會惡化流化質(zhì)量，降低燃燒與脫硫效率，發(fā)生結(jié)焦事故等問題。解決爐底渣的及時排放與冷卻并回收爐底渣的余熱，就成為循環(huán)流化床鍋爐推廣應(yīng)用與大型化過程中必須解決的一個重要課題。它是流化床鍋爐不可分割的組成部分。
1996年以前，我國市場上出現(xiàn)的冷渣機大部份是螺旋式和滾筒式兩大類。有國產(chǎn)的，也有進口的。
1996年，我國引進的芬蘭AHLSTROM公司100MW循環(huán)流化床機組投入運行，采用芬蘭AHLSTROM公司的選擇性單一流化床冷渣機加水冷絞籠冷渣機兩級冷卻。其后，某鍋爐廠引進了美國FOSTER-WHEELER循環(huán)流化床技術(shù)，其中包括選擇性流化床式冷渣機。另一鍋爐廠引進法國ALSTOM公司循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)，其中也包括另一類選擇性流化床式冷渣機。
此外，國內(nèi)某大學及某研究所先后也推出了他們的流化床式冷渣機。
表1列出了2003年前流化床鍋爐用爐底渣冷卻設(shè)備的概況。
表1 2003年供應(yīng)的幾種冷渣機的性能比較表

可見，這兩大類爐底渣冷卻設(shè)備存在的主要問題是1)各種機械傳動方式的冷渣設(shè)備存在的主要問題是機械故障多，維修費用高，影響鍋爐安全運行；冷卻效果差，在額定負荷下很難達到200℃以下；余熱不能得到有效回收利用。現(xiàn)在螺旋式冷渣機已被淘汰，滾筒式冷渣機應(yīng)用較多，但難于滿足大渣量的要求。
2)各種流化床冷渣設(shè)備存在的主要問題是易結(jié)焦，影響鍋爐安全運行；冷卻效果較差，在額定負荷下很難達到200℃以下，現(xiàn)在引進的冷渣機也已被各鍋爐廠淘汰。
針對上述問題，申請人于1997年著手研制新型冷渣機，特設(shè)計一種能在床內(nèi)形成溫度梯度的氣墊床(早期稱之謂氣槽床)。同時，為了避免床內(nèi)結(jié)焦和清掃容易，盡量簡化布風裝置結(jié)構(gòu)，取消風帽，形成獨特的氣墊床系列冷渣機的專利產(chǎn)品，它們是SC型氣槽式冷渣機(Spouts Bed Cooler of ash)(專利號01249355.4和02114069.3)。
SA型溢流式氣墊床冷渣機(Spillover Air～Cus hion-Bed Cooler ofash)(專利號02250136.3)。
RA型返回式氣墊床冷渣機(Return Air-Cushion-Bed Cooler of ash)(200520050540.7和200510031359.6)。
氣墊床系列冷渣機專利產(chǎn)品的基本特性與優(yōu)點是無機械轉(zhuǎn)動部件，無機械磨損與動靜部件的密封問題，運行安全可靠，維修工作量小，維護費用低。
·在氣墊床內(nèi)有效地建立了了溫度梯度，冷卻效果好。
·無風帽，布風裝置的結(jié)構(gòu)簡單，確保床內(nèi)不結(jié)焦，清掃方便，運行可靠。
·最大限度地回收灰渣余熱，可提高鍋爐熱效率約0.3～4％。
·使床層處在最佳工況下運行，并返回爐料，改善流化質(zhì)量，改善燃燒，提高燃燒與脫硫效率。預計可提高燃燒效率0.2～2％。
·冷卻用風量與水量少，可與鍋爐或電廠熱力系統(tǒng)、煙風系統(tǒng)和給水系統(tǒng)有機地結(jié)合。節(jié)省煤耗，降低運行費用。
載至目前為止，這三類冷渣機已在數(shù)十臺鍋爐上運行，均取得良好效果。特別是RA型返回式氣墊床冷渣機已在100MW～150MW級鍋爐上使用，取代了進口產(chǎn)品。
隨著國家對環(huán)境保護和節(jié)約能源的要求進一步提高，要求循環(huán)流化床鍋爐向大容量方向發(fā)展，同時要求盡可能燒劣質(zhì)煤。這就提出要有冷卻大渣量的冷渣設(shè)備。2005年12月，我國引進法國ALSTOM公司的300MW循環(huán)流化床鍋爐投入運行，單臺冷渣機冷卻的渣量達20t/h以上，ALSTOM公司的冷渣機無法滿足這種要求，投入運行后經(jīng)常結(jié)焦、冷卻效果差，無法保證鍋爐安全運行。對于冷卻大渣量的冷渣機國外沒有解決，國內(nèi)也無此設(shè)備，如何解決這一問題就是本專利產(chǎn)品所要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型是為了解決以上不足而提供一種冷卻渣量大、冷卻效率高、能提高鍋爐燃燒效率的大渣量返回式雙氣墊床冷渣機。
為了達到以上目的，本實用新型提供的這種大渣量返回式雙氣墊床冷渣機，包括機殼，在其前端設(shè)有進渣口，在后端頂部設(shè)有熱空氣出口，和設(shè)在熱空氣出口下方的排渣口，機殼內(nèi)部設(shè)有氣墊床和位于氣墊床上設(shè)有的冷卻受熱面，其特征是，所述的氣墊床是雙氣墊床，兩個氣墊床由中間隔墻隔開并排設(shè)于機殼內(nèi)，每個氣墊床由機殼內(nèi)壁、中間隔墻和布風裝置組成。
氣墊床的布風裝置由水平或傾斜布置的氣墊床布風板、位于該氣墊床布風板兩側(cè)的氣墊溝壁和位于氣墊床布風板下面的風室組成，所述氣墊床布風板為其上開有上面小下面大之錐形孔的多孔板，該氣墊床布風板與其兩側(cè)的氣墊溝壁以及機殼內(nèi)壁和中間隔墻組成氣墊溝。
中間隔墻的高度距布風板高度為350-700mm。
兩個氣墊床中心距是氣墊床布風板寬度的2-8倍，雙氣墊床寬度是氣墊床布風板寬度的12-24倍，氣墊床布風板的長寬比為12-30，它與水平面所成夾角的范圍為0°-±5°。
雙氣墊床呈臺階狀，前端高度為1800-3000mm，后端比前端高600-1200mm，且后端長度為氣墊床布風板長度的25％-35％。
氣墊床布風板上錐形孔的上口直徑為3.0-6.8mm，下口直徑為8-10mm；且所述錐形孔在氣墊床布風板上的開孔率為8％-18％，并呈三角形分布，其節(jié)距為7-15mm。
氣墊溝壁為喇叭型，包括下部的垂直壁和上部的外斜壁，其垂直壁的高度不小于120mm，外斜壁向外傾角α為12°≤α≤30°，氣墊溝壁的高度為120-300mm。
風室的寬度是氣墊床布風板開孔區(qū)域?qū)挾鹊?.2-2倍，風室高度為350-600mm；單個風室的長度為500-1600mm，設(shè)有4-8個風室，每個風室均設(shè)有一個風室進風口。
進渣口的下沿距氣墊床布風板距離300-1000mm。
冷卻受熱面采用鑄鐵鰭片管組與無縫鋼管組合而成，橫向布置，其下沿距氣墊床布風板表面350-700mm。
本實用新型具有如下有益效果(1)冷卻渣量大。目前國內(nèi)外市場上提供的冷渣機冷卻的渣量均不超過16t/h，本冷渣機采用國內(nèi)外未見報導的雙氣墊床，可以冷卻20t/h以上的渣量，最大可達60t/h。
(2)冷卻效率高。流化床的最大特點是床內(nèi)氣固強烈混合，溫度分布均勻。這一特征用于燃燒，是最有利的因素；用于冷卻高溫物料，恰恰成為致命的障礙。前述各種流化床式冷渣機暴露出冷卻效果差的原因就在于此。有的流化床冷渣機為了提高冷卻效率，雖然采取了許多措施，仍收效甚微。如何在床內(nèi)建立溫度梯度場，克服流態(tài)化床溫度分布均勻的特點，提高冷卻效率，就成為新型流化床冷渣機的關(guān)健所在。本實用新型采用狹長的氣墊床，有效地在床內(nèi)建立溫度梯度，解決了這一問題，能有效地控制冷卻后的渣溫，冷卻效果好。
(3)運行安全可靠。目前，其它各種流床化冷渣機共同存在另一個嚴重問題就是床內(nèi)易結(jié)焦，危及冷渣機和鍋爐的安全運行。有的將已安裝的流床化冷渣機一改再改，仍不解決問題。有的干脆停用。究其原因，它們都是采用風帽式布風板，結(jié)構(gòu)復雜，流化速度低所致。本專利采用多孔板，結(jié)構(gòu)簡單，流化速度較高，從根本上避免了結(jié)焦的可能，確保鍋爐的安全運行。
(4)充分利用了爐底渣的余熱，提高鍋爐效率，可以節(jié)約能源0.5％～4％。
a、用于冷卻受熱面的冷卻水可以用化學水，加熱后送入除氧器；也可以用汽輪機的冷凝水，加熱后送入低壓加熱器。從而減少除氧器或低壓加熱器的汽耗，節(jié)約能源。當然，也可用工業(yè)水或自來水，加熱后作其它用途。
b、加熱后的熱風無需經(jīng)過任何中間裝置，直接送入爐內(nèi)作二次風用，提高鍋爐的燃燒效率，節(jié)約能源。
(5)改善循環(huán)流化床鍋爐的流化質(zhì)量，提高鍋爐燃燒效率，可以節(jié)約能源0.2％～2％。同時，提高了鍋爐運行的穩(wěn)定性能與安全性能。細小顆粒返回爐內(nèi)，可以增加循環(huán)流化床鍋爐底部的細小顆粒濃度，改善流化質(zhì)量，避免循環(huán)流床鍋爐內(nèi)出現(xiàn)搭橋等假流化現(xiàn)象和結(jié)焦，提高循環(huán)流化床鍋爐的燃燒效率和運行穩(wěn)定性與安全性。這對燃煤煤質(zhì)變差或入爐煤顆粒度達不到設(shè)計要求時特別有效。
(6)提高脫硫劑的利用率和脫硫效率。脫硫劑返回爐內(nèi)再利用，可以提高脫硫劑的利用率和脫硫效率。
(7)簡化了冷渣機與鍋爐連接的系統(tǒng)，節(jié)省投資與運行費用。由于熱風及細小顆粒直接返回爐內(nèi)，不需單獨增設(shè)風機等設(shè)備，簡化了冷渣機與鍋爐連接的系統(tǒng)，節(jié)省投資與運行費用。
(8)節(jié)省動力消耗。由于回風可以充當鍋爐二次風，節(jié)省了二次風機的動力消耗。
(9)易于與各種大、中型循環(huán)流化床鍋爐配套使用。由于以上各個特徵，本實用新型型冷渣機是各種循環(huán)流化床鍋爐配套使用的理想設(shè)備。
(10)本實用新型的設(shè)備和工藝可以用于其它任何顆粒狀物料的冷卻。


圖1是本實用新型冷渣機的一種實施例示意圖；圖2是圖1中A-A剖視圖；圖3是本實施例氣墊床布風裝置示意圖；圖4是本實施例氣墊床布風板的示意圖；圖5是圖4中B部位放大示意圖；圖6是圖5中C-C向剖視圖；圖7是本實施例氣墊溝壁示意圖；
具體實施方式
下面將結(jié)合附圖對本實施例作進一步的說明。
參見圖1及圖2，本實施例所述大渣量返回式雙氣墊床冷渣機包括機殼1，體殼呈L型，其前端低，后端高，呈臺階狀，在前端下面設(shè)有進渣口2，在后端的頂部設(shè)有熱空氣出口3，位于熱空氣出口3下方的后端設(shè)有排渣口4。機殼內(nèi)有雙氣墊床5和位于雙氣墊床5上設(shè)有冷卻受熱面6，雙氣墊床5由兩個并排的氣墊床組成，每個氣墊床5又由機殼內(nèi)壁、中間隔墻8和氣墊床布風裝置組成；氣墊床布風裝置結(jié)構(gòu)參見圖2、圖3，氣墊床布風裝置由水平或傾斜布置的氣墊床布風板10、分別位于該氣墊床布風板10兩側(cè)的氣墊溝壁11、位于氣墊床布風板10下面的風室12以及與風室12連通的風室進風口18組成；再參見圖4至圖6，所述氣墊床布風板10為其上開有上面小下面大之錐形孔13的多孔板，該氣墊床布風板10與其兩側(cè)的氣墊溝壁以及機殼內(nèi)壁和中間隔墻8構(gòu)成狹長的氣墊溝。
為了達到更好的使用效果，要求這種冷渣機符合下列數(shù)值范圍兩個氣墊床5中心距是氣墊床布風板10寬度的2-8倍，雙氣墊床寬度是氣墊床布風板10寬度的12-24倍，氣墊床布風板10(或氣墊溝)應(yīng)有足夠的長度，以保證被冷卻的顆粒在床內(nèi)保留足夠長的時間，形成溫度梯度，氣墊床布風板10的長寬比例為12-30時是較佳的設(shè)計方案；所述氣墊床布風板10一般采用水平布置，也可根據(jù)需要向上或向下傾斜，即該氣墊床布風板10與水平面所成夾角的范圍為0°-±5°；所述氣墊床布風板10上的錐形孔上口14直徑為3.0-6.8mm，下口15直徑為8-10mm；且錐形孔13在氣墊床布風板10上的開孔率為8％-18％，并呈三角形分布(參見圖5、圖6)，小孔節(jié)距為7-15mm；所述開孔區(qū)域的長與寬即為氣墊床布風板10的有效長度與有效寬度。
氣墊溝壁沿氣墊溝有效寬度的兩邊布置，長度與氣墊溝長度相等，其高度為120-300mm；它可以是垂直的，也可制成喇叭型；如圖7所示，當其制成為喇叭型時，其下部的氣墊溝壁垂直段16的高度為120-160mm，氣墊溝壁上部喇叭段的外斜壁17向外傾角α為12°≤α≤30°；其厚度決定于機械結(jié)構(gòu)強度。為防止磨損，氣墊溝壁應(yīng)采用耐磨鑄鐵制造。一般來說，喇叭型結(jié)構(gòu)較好。
風室12的寬度應(yīng)大于氣墊床布風板10有效寬度的1.2倍，較佳的方案查1.2-2倍，其高度范圍為350-600mm；單個風室12的長度為500-1600mm，當氣墊床布風板10的有效長度大于單個風室的長度時，可以根據(jù)氣墊床布風板10的有效長度設(shè)置4-8個風室12。每個風室12均設(shè)有一個風室進風口18。
同時，下面數(shù)值范圍的技術(shù)方案是較佳的實施方案進渣口1的下沿距氣墊床布風板10表面距離300-1000mm，雙氣墊床前端高度為1800-3000mm，后端高度比前端高度高600-1200mm，且后端長度為氣墊床布風板長度的25％-35％，中間隔墻8的高度距布風板高度為350-700mm。
冷卻受熱面4可以用鑄鐵鰭片管組，也可以用無縫鋼管，布置在氣墊溝的上方。它可以是縱向布置，也可以是橫向布置，其下沿距氣墊床布風板10表面應(yīng)大于或等于350mm。鑄鐵鰭片管組選用國家標準鑄鐵省煤器管。
夾帶有細小顆粒的被加熱空氣從熱空氣出口5直接返回循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)，以回收余熱、改善流化質(zhì)量，提高鍋爐燃燒效率和脫硫效率，節(jié)約能源和節(jié)省脫硫劑。
本實施例的工作原理與過程是，溫度不超過30℃的工作空氣從風室進風口18送入風室12，經(jīng)氣墊床布風板10送入氣墊溝，形成氣墊后進入氣墊溝的上部空間機殼內(nèi)的雙氣墊床5。熱的爐底渣由氣墊溝一端上部的進渣口1進入氣墊溝的上部空間氣墊床內(nèi)，與從風室12送來的空氣強烈混合進行熱交換被冷卻，隨即上升進入雙氣墊床5內(nèi)，與從氣墊床送來的空氣強烈混合再次進行熱交換進一步被冷卻，與此同時，又與安裝在此的冷卻受熱面6進行強烈的熱交換又繼續(xù)被冷卻。之后，被冷卻的爐底渣從氣墊溝的另一端溢流排渣口4排出。從風室送來的空氣在冷卻爐底渣的同時本身被加熱，夾帶細小顆粒從頂部熱空氣出口3排出，直接送回循環(huán)流化床鍋爐。
本實施例要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)無法冷卻大渣量的缺陷，提出一種大渣量返回式雙氣墊床冷渣機及其運行工藝，它冷卻渣量大，冷卻效率好、運行安全可靠、能充分利用爐底渣的余熱以提高鍋爐效率；還能改善循環(huán)流化床鍋爐的流化質(zhì)量、提高脫硫劑的利用率和脫硫效率，以及鍋爐的燃燒效率；并可簡化冷渣機與鍋爐連接的系統(tǒng)、簡化結(jié)構(gòu)與操作，由此節(jié)省投資，提高冷渣機運行的穩(wěn)定性和安全性；且本實施例設(shè)備易于與各種大、中型循環(huán)流化床鍋爐配套使用。
權(quán)利要求1.一種大渣量返回式雙氣墊床冷渣機，包括機殼(1)，在其前端設(shè)有進渣口(2)，在后端頂部設(shè)有熱空氣出口(3)，和設(shè)在熱空氣出口(3)下方的排渣口(4)，機殼(1)內(nèi)部設(shè)有氣墊床(5)和位于氣墊床(5)上設(shè)有的冷卻受熱面(6)，其特征是，所述的氣墊床(5)是雙氣墊床，兩個氣墊床由中間隔墻(8)隔開并排設(shè)于機殼(1)內(nèi)，每個氣墊床(5)由機殼內(nèi)壁、中間隔墻(8)和布風裝置組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大渣量返回式雙氣墊床冷渣機，其特征是，所述氣墊床的布風裝置由水平或傾斜布置的氣墊床布風板(10)、位于該氣墊床布風板(10)兩側(cè)的氣墊溝壁(11)和位于氣墊床布風板下面的風室(12)組成，所述氣墊床布風板(10)為其上開有上面小下面大之錐形孔(13)的多孔板，該氣墊床布風板(10)與其兩側(cè)的氣墊溝壁(11)以及機殼內(nèi)壁和中間隔墻(8)組成氣墊溝。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大渣量返回式雙氣墊床冷渣機，其特征是，中間隔墻(8)的高度距布風板高度為350-700mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大渣量返回式雙氣墊床冷渣機，其特征是，所述兩個氣墊床(5)中心距是氣墊床布風板(10)寬度的2-8倍，雙氣墊床寬度是氣墊床布風板(10)寬度的12-24倍，氣墊床布風板(10)的長寬比為12-30，它與水平面所成夾角的范圍為0°-±5°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大渣量返回式雙氣墊床冷渣機，其特征是，所述雙氣墊床(5)呈臺階狀，前端高度為1800-3000mm，后端比前端高6 00-1200mm，且后端長度為氣墊床布風板長度的25％-35％。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大渣量返回式雙氣墊床冷渣機，其特征是，所述氣墊床布風板(10)上錐形孔(13)的上口(14)直徑為3.0-6.8mm，下口(15)直徑為8-10mm；且所述錐形孔(13)在氣墊床布風板(10)上的開孔率為8％-18％，并呈三角形分布，其節(jié)距為7-15mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大渣量返回式雙氣墊床冷渣機，其特征是，所述氣墊溝壁(11)為喇叭型，包括下部的垂直壁(16)和上部的外斜壁(17)，其垂直壁(16)的高度不小于120mm，外斜壁(17)向外傾角α為12°≤α≤30°，氣墊溝壁(11)的高度為120-300mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大渣量返回式雙氣墊床冷渣機，其特征是，風室(12)的寬度是氣墊床布風板(10)開孔區(qū)域?qū)挾鹊?.2-2倍，風室(12)高度為350-600mm；單個風室(12)的長度為500-1600mm，設(shè)有4-8個風室，每個風室(12)均設(shè)有一個風室進風口(18)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大渣量返回式雙氣墊床冷渣機，其特征是，所述進渣口(2)的下沿距氣墊床布風板(10)距離300-1000mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大渣量返回式雙氣墊床冷渣機，其特征是，所述冷卻受熱面(6)采用鑄鐵鰭片管組與無縫鋼管組合而成，橫向布置，其下沿距氣墊床布風板(10)表面350-700mm。
專利摘要一種大渣量返回式雙氣墊床冷渣機，有熱空氣出口的機殼內(nèi)有氣墊床和冷卻受熱面，氣墊床由兩個氣墊床組成，兩個氣墊床由中間隔墻隔開并排設(shè)于機殼內(nèi)，每個氣墊床有獨立的布風裝置，布風裝置由布風板、氣墊溝壁、風室及進風口組成，布風板為其上開有錐形孔的多孔板，布風板與氣墊溝壁以及機殼兩端所圍成的區(qū)域組成狹長的氣墊溝，氣墊溝一端設(shè)有事故排渣口，在其上方設(shè)有溢流排渣口，而另一端上方設(shè)有進渣口。在雙氣墊床內(nèi)設(shè)冷卻受熱面。它冷卻渣量大，冷卻效率好、運行安全可靠、并能充分利用渣余熱、改善流化質(zhì)量、提高脫硫效率和鍋爐效率，系統(tǒng)連接與操作簡單。本實施例可以用于其它任何顆粒狀物料的冷卻。
文檔編號F23C10/24GK2934927SQ200620016928
公開日2007年8月15日 申請日期2006年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月10日
發(fā)明者毛鴻禧 申請人:毛鴻禧