專利名稱：一種組合式流化床冷渣器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高溫固體顆粒狀物料的冷卻裝置，具體地說涉及一種CFB鍋爐底渣的冷卻處理。是對傳統(tǒng)的流化床式冷渣器的革新，使CFB鍋爐的底渣冷卻更高效，運作更安全。
背景技術(shù)：
作為當(dāng)今最孚眾望的潔凈煤燃燒技術(shù)之一的流化床燃燒鍋爐技術(shù)(包括循環(huán)流化床CFB和鼓泡流化床BFB鍋爐技術(shù))近年在世界各地崛起，發(fā)展神速，勢若燎原。尤其CFB鍋爐在節(jié)能減排上正為人類社會作出日益突出的貢獻(xiàn)。然而，CFB鍋爐所排出的底渣冷卻和處理至今仍然乏術(shù)，爐渣冷卻設(shè)備一一冷渣器已成為當(dāng)前大型CFB鍋爐結(jié)構(gòu)和運行中最棘手的設(shè)備和技術(shù)難點之一。包括引進(jìn)技術(shù)的流化床式冷渣器同樣存在不少問題，諸如內(nèi)部結(jié)渣、排渣失控、堵塞、磨損、達(dá)不到預(yù)期冷卻效果等等，令用戶極度失望。而一些機(jī)械傳動式冷渣器如水冷滾筒、水冷絞龍等由于存在密封不嚴(yán)、卡澀變形、磨損泄漏、冷卻能力不足、維修量大等缺點，在國內(nèi)應(yīng)用也受到了限制。冷渣器擔(dān)負(fù)著CFB鍋爐物料平衡、灰渣冷卻和熱量回收之重責(zé)，是維系CFB鍋爐長期安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運行的重要輔助設(shè)備之一。廣言之,CFB鍋爐灰渣冷卻和處理，與提高鍋爐效率、資源綜合利用以及環(huán)境保護(hù)密不可分。與機(jī)械傳動式冷渣器相比，流化床式冷渣器的優(yōu)勢在于氣、固處于直接的強(qiáng)烈接觸，傳熱、傳質(zhì)效率高；無任何高溫轉(zhuǎn)動機(jī)械部件，有效避免了設(shè)備的變形、磨損、卡澀等現(xiàn)象；冷卻能力和處理物料量大，易于大型化；可有效地將爐底渣夾帶的細(xì)顆粒送回爐膛，提高碳的燃盡度和石灰石利用率；可將爐渣的物理顯熱大部回收，提高鍋爐效率和脫硫效率，節(jié)省燃料，保護(hù)環(huán)境。然而，由于我國特殊國情帶來的燃煤灰分含量大、灰渣顆粒偏粗、底渣分額高的局面，無法發(fā)揮這種優(yōu)勢。據(jù)調(diào)查,絕大多數(shù)CFB鍋爐的入爐煤顆粒都偏粗，無法達(dá)到設(shè)計粒度要求，是造成流化床式冷渣器難于正常運行的根本原因，使它們備受結(jié)渣、磨損、堵塞、排渣困難、出渣溫度高等折磨，有時不得不采用人工間歇排渣，影響鍋爐穩(wěn)定運行，還對環(huán)境和人身造成損害，讓用戶損失不菲。造成這種局面的原因，除了上述具體國情等外部因素影響外，絕大多
數(shù)設(shè)計者忽略了一個更深層次的問題，即采用流態(tài)化工藝來冷卻CFB鍋爐底 渣并不盡合理，存在下列缺陷a、平底的布風(fēng)裝置在設(shè)計結(jié)構(gòu)上很難達(dá)到完
善，容易出現(xiàn)諸多非正常流化現(xiàn)象，如節(jié)涌、溝流、分層、局部死區(qū)等，埋
下安全隱患；b、由于超過最小流化所需流量的那部分氣體以氣泡形式穿過床 層后在上界面破裂逸出，造成這些氣體短路，未能與床層顆粒充分混合和反 應(yīng)，使傳熱傳質(zhì)速率降低，冷卻效果被削弱；c、床層的縱向和橫向混合差異 很大，橫向混合差，氣泡和顆粒橫向運動受阻，顆粒橫向分速度幾乎為零， 降低流化的均勻度；d、不適宜處理粗顆粒比例較大的寬篩分物料，否則必須 要更多的風(fēng)量才能使它們徹底流化，造成風(fēng)機(jī)能耗增加和床內(nèi)設(shè)施的磨損加 劇。由于CFB鍋爐底渣具有粒徑大小不一 (寬篩分)，密度較大且參差不齊， 粗顆粒比例大，顆粒形態(tài)差異顯著、顆粒間作用力較強(qiáng)(粘附性)、固相濃度 高等特性，從經(jīng)典的流化床Geldart顆粒分類圖指出，顆粒形狀、尺寸和密 度對其流態(tài)化性能影響很大，而CFB鍋爐底渣屬于D類顆粒，流動和混合性 能較差，流化不易均勻，易產(chǎn)生分層流化，存在床料沉積死區(qū)等不利條件。
因此，用單一的流化床技術(shù)冷卻和處理era鍋爐底渣是很難達(dá)到預(yù)期效果的；
按照Geldart的顆粒分類理論，用噴動床工藝處理D類顆粒更合適。
中國專利號200420116020. 7文獻(xiàn)公開了"一種循環(huán)流化床鍋爐底渣冷卻 器"，中國專利申請?zhí)?2114069. 3文獻(xiàn)公開了 "氣槽式冷渣機(jī)"，兩文獻(xiàn)都稱 采用噴動床(或稱氣墊床)技術(shù)冷卻爐渣，但在結(jié)構(gòu)上看不到經(jīng)典噴動床的 流型，即床層截面沒有明顯的中心噴動區(qū)和四周的環(huán)形區(qū)。因此，實質(zhì)上它 們?nèi)詫儆趥鹘y(tǒng)的流化床工藝。另一方面，單一的噴動床技術(shù)盡管長于處理較 粗的顆粒物料，但噴動床的穩(wěn)定性不如流化床，產(chǎn)生的氣泡較流化床大—— 即氣體更易短路，氣固混合變差，傳熱、傳質(zhì)速率減慢，使冷卻效果下降。 并且，噴動床若不與錐形板結(jié)構(gòu)匹配極易出現(xiàn)底部死區(qū)，影響工作安全。此 外，中國專利號200520046425. 2文獻(xiàn)公開了 "射流床風(fēng)水聯(lián)合冷渣器"，采 用射流床冷卻爐渣，該技術(shù)用傾斜布風(fēng)板和定向射流對排除粗大顆粒是有利 的，但其總體流型還是流化床的范疇，因而冷卻效果亦不甚理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種組合式流化床冷渣器，該冷渣器為導(dǎo)向式噴動 流化床(簡稱噴流床)冷渣器，是集經(jīng)典噴動床和流化床技術(shù)優(yōu)點于一身的新型流態(tài)化技術(shù)，既具備傳統(tǒng)流化床良好的氣固接觸效果和均勻的混合特性， 冷卻效果好，又適合于處理較粗和粘結(jié)傾向強(qiáng)的顆粒物料，拓寬了床層物料 的篩分范圍，避免了諸如顆粒團(tuán)聚、床料顆粒分布不易控制、反應(yīng)器內(nèi)溫度 分布不均等問題，是一種更為有效的氣固接觸式CFB鍋爐灰渣冷卻器。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是 一種組合式流化床冷渣器， 包括本體、風(fēng)室、布風(fēng)裝置、進(jìn)渣管、排渣管、進(jìn)風(fēng)管、出風(fēng)管。所述的本
體設(shè)有進(jìn)渣管，本體底部連接排渣管。本體下部設(shè)置布風(fēng)裝置并連接有進(jìn)風(fēng) 管的風(fēng)室，本體頂部接出風(fēng)管。其特征在于在排渣管內(nèi)設(shè)置進(jìn)風(fēng)的噴動管， 使所述的本體內(nèi)自下而上形成三個不同流態(tài)的工作區(qū)——下部為噴動區(qū)，中 部為環(huán)形流化區(qū)，上部為懸浮沉降區(qū)。
為了使本體形成更好的流態(tài)，在所述的本體內(nèi)噴動管上方設(shè)置導(dǎo)向管。 為了順利排渣，在所述的排渣管出口設(shè)置機(jī)械排渣閥或輸送機(jī)。 所述的本體中上部為圓柱體或矩柱體，本體下部為圓錐體或錐臺體；所 述的圓錐體或矩柱體上設(shè)置布風(fēng)裝置，所述的布風(fēng)裝置包括設(shè)有風(fēng)帽的布風(fēng) 板和耐火保溫層。
所述的風(fēng)帽為"S"形單出風(fēng)口式，安插在布風(fēng)板上，并埋置于耐火保溫 層內(nèi)，只留出風(fēng)口，是所謂"隱形"風(fēng)帽。所述的噴動管上部裝一噴嘴；所 述的噴動管內(nèi)徑(Dp)與主體內(nèi)徑(Dc)之比為O. 1 0.35;所述的噴動管外 徑與排渣管內(nèi)徑之間的間隙應(yīng)》30 70ram，按預(yù)定的爐渣粒度而定。
所述的導(dǎo)向管設(shè)在噴動管的上方，與主體、噴動管同心；導(dǎo)向管底端至 噴動管噴嘴距離(導(dǎo)噴距)為0.5 2倍導(dǎo)向管內(nèi)徑(Dd);所述的導(dǎo)向管內(nèi) 徑(Dd)與主體內(nèi)徑(Dc)之比為O. 15 0.6。噴動管材為耐熱合金鋼，排渣 管由耐熱鑄鐵制造，導(dǎo)向管由耐熱耐磨鋼或工業(yè)陶瓷制造。導(dǎo)向管的支架固 定在冷渣器本體上。所述的導(dǎo)向管可為圓柱形、矩柱形、錐形或喇叭口形。
本發(fā)明的工作原理 一部分氣體以噴動風(fēng)形式從床層底部噴動管噴射入 床內(nèi)，形成一個隨流體速度增高而逐漸向上延伸的中心射流區(qū)，該射流區(qū)穿 透顆粒床層的中心而產(chǎn)生一個向上運動的氣固流栓(噴動區(qū))。當(dāng)顆粒被射流 夾帶而高速向上運動，穿過環(huán)繞四周緩慢向下運動的顆粒床層(環(huán)形區(qū))而 上升到高出床層表面某一高度時，由于流體速度驟然下降，顆粒會象噴泉一 樣因重力而回落到環(huán)形區(qū)表面，從而形成噴泉區(qū)。這些回落的顆粒沿著環(huán)形 區(qū)緩慢向下運動到床層底部，然后再被巻吸入噴動區(qū)而重新被夾帶上來，形成顆粒極有規(guī)律的內(nèi)循環(huán)。換言之，在噴動區(qū)，顆粒基本上是以填充移動或 噴動攪拌為主形成床料上下循環(huán)和混合。另一部分氣體以流化風(fēng)形式從噴動
管周圍的布風(fēng)裝置進(jìn)入床內(nèi)；隨著流化風(fēng)量的增大，周邊的環(huán)形區(qū)流動形態(tài) 從固定床到移動床到完全流態(tài)化，形成密相噴動流化區(qū)。流化風(fēng)的引入，明 顯使顆粒之間的孔隙率增大，從而使顆粒整體的流動性變好，更易于向射流 區(qū)運動；換言之，流化風(fēng)有助于顆粒更快混合均勻，使一部分床料在此被噴 動氣流巻吸進(jìn)入中心噴動區(qū)，另一部分隨流化風(fēng)作上下流化翻滾運動。在流 化風(fēng)和噴動風(fēng)共同作用下，顆粒的橫向和縱向混合獲得極大的加強(qiáng)，運動加 速，噴動區(qū)與環(huán)形區(qū)進(jìn)行著高效的熱量、質(zhì)量交換和傳遞，大大提升了灰渣 冷卻的速率。因此，噴流床內(nèi)的灰渣冷卻效果比單一的流化床或單一的噴動 床冷渣器更有效和出色。在密相流化區(qū)表面，部分顆粒被氣泡或氣腔推動向 上而竄出界面，然后自行破裂，使上界面以某種頻率上下波動，形成床體最 上部的稀相夾帶區(qū)，在此區(qū)域進(jìn)行著顆粒的夾帶、分離和自由沉降過程，顆 粒濃度沿床高呈指數(shù)冪衰減。為了降低總體床層阻力，節(jié)省動能消耗，增加 床層工作的安全性和穩(wěn)定性，在噴動管的上方設(shè)置導(dǎo)向管，以保證物料在噴 流床中形成顆粒有規(guī)律的循環(huán)運動。導(dǎo)向管的作用有a、有利于床層顆粒和 氣體在導(dǎo)向管內(nèi)有序運動，延遲流體射流股的過早分散，允許小顆粒在較大 范圍的速率傳送，增加設(shè)備處理能力；b、消除了傳統(tǒng)噴動床最大可噴動床高 度的限制，使穩(wěn)定可噴動區(qū)域增加，可操作床高增加，易于大型化；c、容易 形成更穩(wěn)定的噴動狀態(tài)，是影響最大物料處理量的重要因素；d、通過調(diào)節(jié)導(dǎo) 向管結(jié)構(gòu)和位置，可有效改變顆粒循環(huán)量和氣體旁路特性，從而改變傳熱、 傳質(zhì)特性，達(dá)到高效反應(yīng)的目的；e、抑制顆粒向懸浮室的揚析。 本發(fā)明具有下述技術(shù)特點和積極效果
(1) 利用成熟的噴動-流化床技術(shù)，使氣固流動和混合更簡單、更有規(guī)律， 流化性能更好。這種結(jié)構(gòu)既能維持出色的冷渣效果，又利于設(shè)備的大型化；
(2) 由于氣固體系中空隙率的變化，引起床層顆粒的曳力系數(shù)大幅度變 化，導(dǎo)致可在很寬范圍內(nèi)均能形成較濃密的床層，使操作的彈性范圍加寬， 單位設(shè)備冷卻能力強(qiáng)，有利于推廣應(yīng)用和配合CFB鍋爐向大型化發(fā)展；
(3) 錐形或傾斜布風(fēng)裝置能很好地引導(dǎo)顆粒的有序流動，尤其是能使超大 顆粒優(yōu)先被排除出床外，消除了那些超大顆粒對流化過程的破壞，使流化更 均勻、穩(wěn)定，保證生產(chǎn)的連續(xù)性和預(yù)期的冷卻效果；對被冷卻物料尺寸限制更寬；
(4) 導(dǎo)向管的設(shè)立使床層工作更穩(wěn)定，動力消耗低，有利于設(shè)備大型化；
(5) —般不布置床內(nèi)水冷管束，結(jié)構(gòu)簡單，運行、操作、檢修方便，消除了 床內(nèi)受熱面的磨損，減少了動力消耗，降低運行成本，使冷渣器工作更安全 穩(wěn)定；
(6) 風(fēng)帽隱埋在耐火保溫層內(nèi)，消除風(fēng)帽本身被磨損及大顆粒被卡在風(fēng)帽 之間造成物料局部沉積的危險。
(7) 通過對不同處理的冷渣器單元進(jìn)行組合，既可適應(yīng)大、中、小型CFB 鍋爐冷渣要求，也可根據(jù)現(xiàn)場實際條件對多個單元組成的冷渣器進(jìn)行不同的 組合布置；
(8)易于實現(xiàn)冷渣器的全自動控制，滿足CFB鍋爐連續(xù)排渣和穩(wěn)定燃燒 工況的要求。
以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。


圖1為本發(fā)明的剖視構(gòu)造示意圖。
圖2是圖1中A部分放大圖，示意布風(fēng)裝置。
圖中l(wèi).進(jìn)風(fēng)管、2.風(fēng)室、3.布風(fēng)裝置、4.進(jìn)渣管、5.導(dǎo)向管、6.本體、 7.出風(fēng)管、8.排渣管、9.噴動管、IO.輸送機(jī)、31.耐火保溫層、32布風(fēng)板、 33.風(fēng)帽。
具體實施例方式
如圖l、 2所示， 一種組合式流化床冷渣器，包括本體6、風(fēng)室2、布風(fēng) 裝置3、進(jìn)渣管4、排渣管8、進(jìn)風(fēng)管l、出風(fēng)管7。所述的本體6設(shè)有進(jìn)渣管 4，本體6底部連接排渣管8;本體6下部設(shè)置布風(fēng)裝置3并連接有進(jìn)風(fēng)管1 的風(fēng)室2;本體6頂部接出風(fēng)管7。在排渣管8內(nèi)設(shè)置進(jìn)風(fēng)的噴動管9。 進(jìn)一步的，在所述的本體6內(nèi)噴動管9的上方設(shè)置導(dǎo)向管5。 更進(jìn)一步的，在所述的排渣管8出口設(shè)置機(jī)械排渣閥或輸送機(jī)。輸送機(jī)
可選擇螺旋輸送機(jī)。
所述的本體6中上部為圓柱體，本體6下部為中心錐角是60 100°的 圓錐體；所述的圓錐體上設(shè)置布風(fēng)裝置3,所述的布風(fēng)裝置包括設(shè)有風(fēng)帽33 的布風(fēng)板32和耐火保溫層31。錐形風(fēng)板的最大優(yōu)點是當(dāng)風(fēng)量一定時，可以有 效改變流化段橫截面積，使下部氣體速度顯著提高，以利于顆粒的初始流化，也有利于粗大顆粒的定向移動，防止粗大顆粒及雜質(zhì)的局部堆積，還便于集 中并優(yōu)先排除粗大顆粒和雜質(zhì)，保證良好的流化質(zhì)量。采用"s"型單孔風(fēng)帽 并把它們埋置在耐火保溫層內(nèi)，目的是減少風(fēng)帽的總數(shù)量，是制造、維修方便; 消除對風(fēng)帽本身的磨損；同時也防止超大顆粒的床料在風(fēng)帽之間被卡住或局 部堆積，引發(fā)流動的惡化，有利于粗大顆粒的流動。
所述的本體中上部也可為矩柱體，本體下部為水平夾角是30 60°的錐 臺體；所述的錐臺體上設(shè)置布風(fēng)裝置，所述的布風(fēng)裝置包括設(shè)有風(fēng)帽的布風(fēng) 板和耐火保溫層，布風(fēng)板的。和圓柱形本體相比，矩柱形殼體的噴流床既降 低了最小噴動速度和最大噴動壓降，提高了最大噴動床高度，又具有簡單靈 活的幾何結(jié)構(gòu)，便于制造。而氣固接觸效率及傳熱率，兩者是同樣優(yōu)秀的。 噴動管和排渣管為同心圓管，它們之間的間隙與圓錐體結(jié)構(gòu)要求一樣。矩柱 形本體所匹配的導(dǎo)向管，可為圓柱形，也可為矩柱形或其它形狀；有關(guān)結(jié)構(gòu)
尺寸和比例與圓柱形殼體一致。
所述的風(fēng)帽可為"S"形單出風(fēng)口式，內(nèi)徑為10 30mm，安插在布風(fēng)板上， 并埋置于耐火保溫層內(nèi)，只留出風(fēng)口，是所謂"隱形"風(fēng)帽。所述的布風(fēng)裝 置3上風(fēng)帽開孔率2 8%。
所述的噴動管9上部裝一噴嘴；噴動管9的內(nèi)徑Dp是個重要參數(shù)，它影 響噴動過程的穩(wěn)定及顆粒的循環(huán)率；Dp與床層本體內(nèi)徑Dc、顆粒直徑dp等 有關(guān)， 一般取Dp二 (0. 1 0. 35)Dc，工程上Dp約為100 450mm (600rarn 請確 定)。所述的噴動管外徑與排渣管內(nèi)徑之間的間隙應(yīng)^ 30 70mm。按預(yù)定的 爐渣粒度而定，以利于過粗的床料顆粒順利通過及排泄。
所述的導(dǎo)向管5設(shè)在噴動管9的上方，伸入環(huán)形流化區(qū)，與主體6、噴動 管9同心。導(dǎo)向管5是為了增加床層穩(wěn)定、降低床層總壓降、消除噴動區(qū)和 環(huán)形流化區(qū)的交互流、提高顆粒適應(yīng)性、保證物料在噴流床內(nèi)形成更有規(guī)律 的循環(huán)運動以及加大顆粒的內(nèi)循環(huán)量而設(shè)置的。導(dǎo)向管5的內(nèi)徑、高度和導(dǎo) 噴距(導(dǎo)向管下緣至噴動管出口距離)均影響床層顆粒的循環(huán)速率、床層壓 降和最大噴泉高度。 一般導(dǎo)向管內(nèi)徑Dd二 (0. 15 0.6)Dc; Dd為150 700mrn; 噴動區(qū)面積Sp :環(huán)形區(qū)面積Sh^: (3 6);導(dǎo)向管高度約為400 1000mm，導(dǎo)噴 距約為(0.5 2)Dd 。噴動管材為耐熱合金鋼，排渣管由耐熱鑄鐵制造，導(dǎo)向 管由耐熱耐磨鋼或工業(yè)陶瓷制造。導(dǎo)向管的支架固定在冷渣器本體上。所述 的導(dǎo)向管可為圓柱形、矩柱形、錐形或喇叭口形。在噴動管設(shè)置測量風(fēng)量的接口；在本體設(shè)置測量流化風(fēng)量用的接口；床 層壓差(風(fēng)室與懸浮段之間壓差)及料層壓差(錐體大頭以上100mm處與懸 浮段之間壓差)由靜壓測量管接口；設(shè)置溫度測點分別布置在進(jìn)渣管、出渣 管、出風(fēng)管、本體環(huán)形密相區(qū)床層內(nèi)。
噴動風(fēng)量用靠背動壓管測量；流化風(fēng)量用專利技術(shù)(專利號ZL 200720121689.9)"氣體流量測量管"測量；床層壓差(風(fēng)室與懸浮段之間壓 差)及料層壓差(錐體大頭以上100mm處與懸浮段之間壓差)由靜壓測量管
溫度測點分別布置在進(jìn)渣管、出渣管、出風(fēng)管、環(huán)形密相區(qū)床層內(nèi)。所 有在線被測量量經(jīng)信號變換后與控制系統(tǒng)連接。
工作過程如下冷渣器運行前須進(jìn)行一些準(zhǔn)備工作，包括測量布風(fēng)裝置 凈阻力，在常用顆粒范圍及不同靜止床料高度下的最小流化速度Umf、最小噴 動速度Ums、最佳導(dǎo)向管位置等參數(shù)。啟動前，向床層加入一定量的床料(爐 渣)，分別送入噴動風(fēng)和流化風(fēng)，以形成中心稀相噴動射流區(qū)和環(huán)形密相流化 區(qū)，經(jīng)進(jìn)一步調(diào)整流化風(fēng)量及噴動風(fēng)量后，就具備灰渣冷卻的投運條件了。 熱渣的投入，最好是多次、少量、均勻進(jìn)入，避免突然沖擊式入渣，以維護(hù) 床層工作的穩(wěn)定。運行過程中，要注意監(jiān)測某些參數(shù)出渣溫度、密相區(qū)溫 度、床層總壓降與布風(fēng)裝置凈阻力之差等；后者可用來評估床內(nèi)料層厚度， 作為是否排渣及排多少渣的依據(jù)；最關(guān)鍵的是要測量和控制噴動風(fēng)量和流化 風(fēng)量(風(fēng)速)，他們是主宰灰渣冷卻效果的重要參數(shù)。大量實驗結(jié)果表明，應(yīng) 該使噴動風(fēng)速Us〈最小噴動風(fēng)速Ums，并適當(dāng)增加流化風(fēng)速Uf，使Uf〉最小流 化風(fēng)速Umf，這樣， 一方面使床層工作相對穩(wěn)定，同時氣體不易穿透床層頂部， 延長了氣體在床內(nèi)的停留時間，有利于加強(qiáng)床內(nèi)中心射流和環(huán)形區(qū)氣體的擴(kuò) 散和顆粒的混合，提高灰渣冷卻效果。因此，運行過程中，噴動風(fēng)速(風(fēng)量) 和流化風(fēng)速(風(fēng)量)的監(jiān)控和調(diào)節(jié)是須臾不能或缺的。除上述測點外，還需 監(jiān)測進(jìn)渣溫度、出風(fēng)溫度等量。把所有各測量量經(jīng)變換后接到控制系統(tǒng)，實 現(xiàn)長期在線監(jiān)測和調(diào)控。
考慮到CFB鍋爐容量日趨增大，配套的冷渣器容量也必須跟上。對導(dǎo)向 式噴流床冷渣器來說，通過不斷擴(kuò)大床體直徑(床面積)來加大冷渣數(shù)量在 技術(shù)上是有困難的，因為床徑的增大使中心噴動區(qū)與周邊環(huán)形區(qū)的比例失調(diào)， 射流影響區(qū)域相對減少，導(dǎo)致四周形成很大的環(huán)形區(qū)， 一俟流化不良易在形區(qū)出現(xiàn)死區(qū)，使氣固混合惡化，使熱量、質(zhì)量和動量的交換及傳遞變得更 差，大大降低冷卻效果。本發(fā)明大型化的思路及措施如下
(1) 在大面積床層截面布置多個噴動管，形成多股射流。由于高速射流具 有較大的能量，在流化床的濃相區(qū)形成幾個大的擾動源，有利于改善流化床 固有的橫向混合差的缺點。
在噴嘴之間布置一些風(fēng)帽并引入流化風(fēng)，可以消除噴嘴周邊的流化死 區(qū)。這樣，在每個噴嘴及周邊區(qū)域構(gòu)成了小型經(jīng)典式噴流床單元；在該單元 內(nèi)噴動區(qū)處于稀相氣力輸送狀態(tài)，環(huán)形區(qū)處于密相流化狀態(tài)?？梢愿鶕?jù)需冷卻
的灰渣量決定采用的單元數(shù)；
(2) 對圓柱形殼體布置方式，把當(dāng)前運行經(jīng)驗成熟的結(jié)構(gòu)作為子單元，密 相區(qū)段由多個獨立子單元緊密結(jié)合構(gòu)成，上方的稀相區(qū)為一共用的懸浮室， 作為各子單元揚析、夾帶顆粒的自由沉降空間。各單元間工作互不干擾。這 樣，既能在很大程度上改善床徑放大后噴動區(qū)與環(huán)形區(qū)之間熱質(zhì)交換和傳遞 惡化的問題，又使單個冷渣器處理增大；
(3) 對矩柱形殼體布置方式，可在總殼體內(nèi)用豎直隔板將大面積床層分成 多個噴流床單元。每個單元有各自獨立的布風(fēng)裝置、進(jìn)-排渣口及相應(yīng)的調(diào)節(jié) 控制系統(tǒng)。
可以預(yù)期，隨著CFB鍋爐容量的不斷增大， 一方面通過適當(dāng)放大單個噴 流床結(jié)構(gòu)以增大冷渣量，同時按具體情況選擇單元個數(shù)來滿足冷渣需求。組 合靈活，便于推廣。
權(quán)利要求
1、一種組合式流化床冷渣器，包括本體、風(fēng)室、布風(fēng)裝置、進(jìn)渣管、排渣管、進(jìn)風(fēng)管、出風(fēng)管；所述的本體設(shè)有進(jìn)渣管，本體底部連接排渣管；本體下部設(shè)置布風(fēng)裝置并連接有進(jìn)風(fēng)管的風(fēng)室；本體頂部接出風(fēng)管；其特征在于在排渣管內(nèi)設(shè)置進(jìn)風(fēng)的噴動管，使所述的本體內(nèi)自下而上形成三個不同流態(tài)的工作區(qū)——下部為噴動區(qū)，中部為環(huán)形流化區(qū)，上部為懸浮沉降區(qū)。
2、 如權(quán)利要求l所述的冷渣器，其特征在于在所述的本體內(nèi)設(shè)置與本 體及排渣管同心的導(dǎo)向管。
3、 如權(quán)利要求1、 2所述的冷渣器，其特征在于在所述的排渣管出口 設(shè)置機(jī)械排渣閥或輸送機(jī)。
4、 如權(quán)利要求1至3任一所述的冷渣器，其特征在于所述的本體中上 部為圓柱體，本體下部為中心錐角是60 100°的圓錐體；所述的圓錐體上設(shè)置布風(fēng)裝置，所述的布風(fēng)裝置包括設(shè)有風(fēng)帽的布風(fēng)板和耐火保溫層。
5、 如權(quán)利要求1至3任一所述的冷渣器，其特征在于所述的本體中上部為矩柱體，本體下部為水平夾角是30 60°的錐臺體；所述的錐臺體上設(shè)置布風(fēng)裝置，所述的布風(fēng)裝置包括設(shè)有風(fēng)帽的布風(fēng)板和耐火保溫層。
6、 如權(quán)利要求4或5任一所述的冷渣器，其特征在于所述的風(fēng)帽為"S" 形單出風(fēng)口式，內(nèi)徑為10 30mm，安插在布風(fēng)板上，并埋置于耐火保溫層內(nèi)， 只留出風(fēng)口，是所謂"隱形"風(fēng)帽。所述的布風(fēng)裝置上風(fēng)帽開孔率2 8%。
7、 如權(quán)利要求6所述的冷渣器，其特征在于所述的噴動管上部裝一噴 嘴；所述的噴動管內(nèi)徑(Dp)與主體內(nèi)徑(Dc)之比為O. 1 0.35;噴動管內(nèi) 徑(Dp)取值100 600rnm;所述的噴動管外徑與排渣管內(nèi)徑之間的間隙應(yīng)^ 30 70咖。
8、 如權(quán)利要求2所述的冷渣器，其特征在于所述的導(dǎo)向管設(shè)在噴動管 的上方，與主體、噴動管同心；導(dǎo)向管底端至噴動管噴嘴距離(導(dǎo)噴距)為 0.5 2倍導(dǎo)向管內(nèi)徑(Dd);所述的導(dǎo)向管內(nèi)徑(Dd)與主體內(nèi)徑(Dc)之比 為0. 15 0.6;導(dǎo)向管內(nèi)徑(Dd)取值150 700咖；導(dǎo)向管的高度為300 1000mm;所述的導(dǎo)向管選自圓柱形、矩柱形、錐形或喇叭口形之一種。
9、 如權(quán)利要求1、 2所述的冷渣器，其特征在于在噴動管設(shè)置測量風(fēng) 量的接口；在本體設(shè)置測量流化風(fēng)量用的接口；在本體懸浮段、風(fēng)室及本體 下部大頭以上100mm處設(shè)置靜壓測量管接口；在進(jìn)渣管、出渣管、出風(fēng)管、 本體環(huán)形密相區(qū)床層內(nèi)設(shè)置溫度測點。
全文摘要
一種組合式流化床冷渣器，包括本體、風(fēng)室、布風(fēng)裝置、進(jìn)渣管、排渣管、進(jìn)風(fēng)管、出風(fēng)管。所述的本體設(shè)有進(jìn)渣管，本體底部連接排渣管。本體下部設(shè)置布風(fēng)裝置并連接有進(jìn)風(fēng)管的風(fēng)室，本體頂部接出風(fēng)管。在排渣管內(nèi)設(shè)置進(jìn)風(fēng)的噴動管，使所述的本體內(nèi)自下而上形成三個不同流態(tài)的工作區(qū)——下部為噴動區(qū)，中部為環(huán)形流化區(qū)，上部為懸浮沉降區(qū)。在所述的噴動管上方設(shè)置導(dǎo)向管。在所述的排渣管出口設(shè)置機(jī)械排渣閥或輸送機(jī)。在噴動風(fēng)和流化風(fēng)的共同作用下，使氣固兩相在床內(nèi)的橫向和縱向混合顯著加強(qiáng)，解決流化床式冷渣器存在的橫向混合差、局部床料易堆積、分層和團(tuán)聚等弊端，使?fàn)t渣顆粒得到更充分有效的冷卻。適用于CFB鍋爐底渣冷卻或其它高溫固體顆粒物料的冷卻。
文檔編號F23C10/24GK101476721SQ20091010502
公開日2009年7月8日 申請日期2009年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月13日
發(fā)明者阮奕紹 申請人:深圳東方鍋爐控制有限公司