專利名稱：火力發(fā)電廠水冷式機械除渣系統渣水自平衡換熱方法
火力發(fā)電廠水冷式機械除渣系統渣水自平衡換熱方法
技術領域：
本發(fā)明涉及燃煤粉鍋爐等排渣技術領域，特別涉及ー種火力發(fā)電廠水冷式機械除渣系統渣水自平衡換熱方法。
背景技木目前，國內外燃煤粉鍋爐等排渣采用水冷式機械除渣系統時的熱渣冷卻大都采用有冷渣水溢流回收處理再利用的閉式循環(huán)運行方式，刮板撈渣機一直處于連續(xù)溢流狀態(tài)，并保證撈渣機水槽體內混合物溫度不大于60°C。主要有以下幾種方式方式一冷渣水閉式循環(huán)采用渣水冷卻器進行冷卻。刮板撈渣機的溢流水先溢流至緩沖水箱，由渣水循環(huán)水泵送至自動反沖洗過濾器和渣水冷卻器，經冷卻后再送至刮板 撈渣機冷渣。這種方式的渣水冷卻器一般采用板式或管式換熱器，用電廠的循環(huán)水或閉式水作為冷卻水。該方式主要問題是水箱偏小，水中含渣量較大，浮渣不易收集，造成換熱器結垢和堵管嚴重，換熱效率無法保證，運行維護量大，而換熱器的冷卻水量要求也較大，電耗較大。方式ニ 冷渣水閉式循環(huán)采用機力冷卻塔進行冷卻。撈渣機的溢流水先溢流至溢流水池，由溢流水泵送至高效濃縮機，經高效濃縮機澄清后的排水由升壓泵輸送至機力冷卻塔冷卻后，再送回鍋爐房作為刮板撈渣機的冷卻水，循環(huán)利用。優(yōu)點是耗水量較小，管線簡單；主要缺點是設備較多，運行略顯復雜，能耗高以及結垢等問題。方式三冷渣水閉式循環(huán)采用自然冷卻方式。自然冷卻方式依靠撈渣機關斷門外側水體自然蒸發(fā)、管道散熱、排水溝散熱和蒸發(fā)、濃縮機和水池散熱和蒸發(fā)，以及損失水的補水達到熱量平衡，該方式是方式ニ進ー步簡化的ー種方式。渣水混合物溫度不大于60°C的要求來自引進技木，現階段國內外均依據此邊界條件。

發(fā)明內容本發(fā)明的目的是提供ー種火力發(fā)電廠水冷式機械除渣系統渣水自平衡換熱方法，以解決上述問題。為了實現上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案ー種火力發(fā)電廠水冷式機械除渣系統渣水自平衡換熱方法撈渣機的斜升段上方設有鏈條沖洗水閥門和冷卻水補水閥；撈渣機水平段上槽體內的前、中、后部各設有ー個液位計和ー個溫度計；撈渣機水平段后部上方設有緊急補水閥；撈渣機鏈條沖洗水閥門運行時保持常開，供鏈條沖洗；撈渣機水平段的靠近斜升段的前部上方設有攝像頭；當三個液位計中的ニ個達到低設定值，即達到低水位時打開電動冷卻水補水閥，當三個液位計中的ニ個達到高設定值，即達到高水位時關閉電動冷卻水補水閥，控制水位在撈渣機的溢流水位之下的高低水位之間變化，此過程保證撈渣機為無溢流；
當三個溫度計中的ニ個達到70°C _75°C時，打開冷卻水補水閥，此過程允許撈渣機有10-20分鐘的溢流，溢流水量小于2t/h-5t/h ;待三個溫度計中的ニ個溫度降低至70°C以下后關閉補水閥；當三個溫度計中的ニ個達到80°C以上時，此時立即打開緊急補水閥進行強制冷卻，待三個溫度計中的ニ個溫度降低到70V -75°C時關閉緊急補水閥，此過程允許撈渣機有大流量溢流，溢流水量為40t/h-80t/h。本發(fā)明進一步的改進在于所述撈渣機為過渡渣斗結構的撈渣機或直插式水封板結構的撈渣機，低水位設置在插入撈渣機槽體的過渡渣斗或直插式水封板底部以上300mm-350mm處,高水位高于低水位200mm-600mm,撈洛機溢流水位高于高水位50mm。本發(fā)明進一步的改進在于撈渣機的軸承通過密封水密封，連接エ業(yè)水的密封水閥門常開供撈渣機軸承密封。本發(fā)明進一步的改進在于所述撈渣機為過渡渣斗結構的撈渣機，過渡渣斗頂部 與鍋爐爐膛連接處設有水封槽，水封槽內設于若干水封槽液位計，撈渣機包括根據水封槽液位計的高低液位信號給水封槽進行補水的電動補水閥。本發(fā)明進一步的改進在于所述撈渣機為直插式水封板結構的撈渣機，直插式水封板直接插入撈渣機槽體中，直插式水封板上部設保溫層。本發(fā)明進一步的改進在于撈洛機旁側設有收集撈洛機溢流水的溢流水池。本發(fā)明進一步的改進在于撈渣機的密封水采用エ業(yè)水作為水源，撈渣機除渣冷卻水和鏈條沖洗水采用電廠處理過的廢水作為水源。本發(fā)明進一步的改進在于エ業(yè)水水源和電廠處理過的廢水水源母管上分別設置有監(jiān)測補水量的流量計；本發(fā)明進一步的改進在于撈渣機水平段兩側設置防濺板。與現有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點本發(fā)明方法，涉及燃煤粉鍋爐等排渣采用水冷式機械除渣系統時的熱渣和冷卻水的傳熱傳質，滿足對熱渣進行有效的?；屠鋮s。撈渣機采用渣水無溢流、維持水位運行方式，不再利用外部的渣水處理系統進行冷卻。渣水溫度突破常規(guī)系統規(guī)定的60°C上限，設定最高為80°C。隨渣水溫度升高，渣水蒸發(fā)速率增カロ，帶走熱量増加，熱渣冷卻達到能量守恒；通過定量補水，做到渣水的質量平衡，依靠自動監(jiān)測控制技術控制渣水溫度和液位，不使渣水外溢，渣水處于可控的自平衡狀態(tài)。渣水溫度出現超過80°C的事故狀態(tài)時則打開緊急補水進行快速降溫，溢流水在事故溢流水池中收集，待系統穩(wěn)定后可回收利用。由于在撈渣機水平段兩側設置了防濺板，解決了撈渣機處于高水位落渣時高溫渣水外濺的問題。采用本發(fā)明方法的優(yōu)點是，系統簡化，安全可靠，操作簡單，容易控制，沒有了渣水處理系統，解決了水處理系統內結垢和積渣難以清理的問題，運行費用低，工程造價低。

圖I是本發(fā)明方法針對過渡渣斗結構撈渣機的示意圖。圖2是本發(fā)明方法針對直插式水封板結構撈渣機的示意圖。
具體實施方式
現有技術中，三種換熱方式在混合水溫不大于60°C的情況下，渣水猝發(fā)和輻射蒸發(fā)量有限，熱渣冷卻沒有充分利用渣水的氣化潛熱，冷渣水都需要連續(xù)溢出撈渣機進行外部輔助冷卻，為了克服上述三種渣水循環(huán)系統的不足，本發(fā)明方法提供了水冷式機械除渣系統冷渣水自平衡換熱方案即不設置任何渣水循環(huán)處理系統進行外部冷卻，撈渣機采用渣水無溢流、維持水位運行方式，允許撈渣機水溫超過60°C運行。經實驗室和現場試驗發(fā)現，當渣量一定，撈渣機水溫大于60°C以后，冷渣水的蒸發(fā)速率相應増大，當水溫升高到一定程度就基本穩(wěn)定下來不再升高，此時熱交換達到平衡；此過程中利用自動控制監(jiān)視技木，補充冷渣水的消耗使撈渣機內的水位相對穩(wěn)定，維持在一定的范圍內，既滿足鍋爐運行密封要求也可以適應渣量在一定范圍內的變化，使冷渣水不外溢，也就沒有了外部的渣水循環(huán)處理系統。本發(fā)明同時提出了猝發(fā)蒸發(fā)、輻射蒸發(fā)和自然蒸發(fā)的熱交換理論，在幾個不同條件的除渣系統改造中得到了驗證，正常運行時渣水混合物溫度不超過70°C，吹灰等非正常運行時渣水混合物溫度不超過80°C，理論計算與運行指標吻合性較高，可滿足國內外大多數電廠的除渣系統需要。同時在撈渣機附近設置事故溢流水池用于收集結渣大塊渣對水位的瞬時沖擊影響，保護了撈渣機運行場地的衛(wèi)生條件。在撈渣機水平段兩側裝設防濺板，防止高水位落渣時高溫渣水外濺。 下面結合附圖對本發(fā)明做進ー步詳細描述。請參閱圖I所示，針對過渡渣斗I結構的撈渣機2，過渡渣斗水封槽3補水和撈渣機的密封水(采用機械密封時無此水)采用エ業(yè)水作為水源，撈渣機除渣冷卻水和鏈條沖洗水采用電廠處理過的廢水作為水源。撈渣機鏈條沖洗水閥門13和密封水閥門14運行時保持常開，供鏈條沖洗和撈渣機軸承密封。ニ路管理水源母管上分別設置流量計4和5監(jiān)測補水量。撈渣機水封槽的電動補水閥6根據水封槽液位計7的高低液位信號打開和關閉進行補水控制，水封槽一直充滿水保證水封；撈渣機水平段上槽體內的前、中、后部設ー組三個液位計8進行液位監(jiān)測，一組三個溫度計9進行渣水溫度監(jiān)測，當三個液位計8中的ニ個達到高或低設定值(即高水位或低水位，低水位設置在插入撈渣機2上槽體的過渡渣斗或直插式水封板底部以上300mm-350mm處,高水位高于低水位200mm-600mm)時發(fā)出高水位或低水位報警信號，當三個液位計8中的ニ個達到高設定值(高水位)時液位的高水位報警信號聯鎖關閉電動冷卻水補水閥10，當三個液位計8中的ニ個達到低設定值(低水位)時液位的低水位報警信號聯鎖打開電動冷卻水補水閥10進行補水，控制水位在撈渣機2設定的水位范圍(即溢流水位之下的高低水位之間，溢流水位高于高水位50mm)內變化，此過程保證撈渣機為無溢流；當三個溫度計9中的ニ個達到高設定值(高設定值為70-75°C)時，打開冷卻水補水閥10，此過程允許撈渣機2短時小部分溢流(短時為10-20分鐘，小部分溢流指2t/h-5t/h水)，待三個溫度計9中的ニ個溫度降低至70°C以下后關閉補水閥10 ;當三個溫度計9中的ニ個達到高高設定值(80°C)以上時，說明出現落大渣的緊急狀態(tài)，此時立即打開緊急補水閥11進行強制冷卻，待三個溫度計9中的ニ個溫度降低到高設定值(70°C -75°C)時關閉緊急補水閥11，此過程允許撈渣機大流量溢流(大流量溢流為40t/h-80t/h水)。撈渣機2水平段靠近斜升段的前部上方設有攝像頭12，可遠程監(jiān)視撈渣機液位和補水情況，撈渣機旁設溢流水池，收集高水溫狀態(tài)時出現的溢流水，待系統穩(wěn)定后用水泵將溢流水排回撈渣機或者直接排入電廠廢水下水道回收利用。在撈渣機水平段兩側裝設高過撈渣機水平段上槽體200mm-500mm的防濺板15，防濺板15為可拆卸式，即可防止撈渣機落渣時高溫渣水外濺，又可方便維護檢修。如圖2所示，針對直插式水封板16結構的撈渣機2，水封板16直接插入撈渣機槽體中，水封板上部設保溫層17，無水封槽。撈渣機的密封水(采用機械密封時無此水)采用エ業(yè)水作為水源，撈渣機除渣冷卻水和鏈條沖洗水采用電廠處理過的廢水作為水源。撈渣機鏈條沖洗水閥門13和密封水閥門14運行時保持常開，供鏈條沖洗和撈渣機軸承密封。ニ路管理水源母管上分別設置流量計4和5監(jiān)測補水量。撈渣機水平段上槽體內的前、中、后部設ー組三個液位計8進行液位監(jiān)測，一組三個溫度計9進行渣水溫度監(jiān)測，當三個液位計8中的ニ個達到高或低設定值(即高水位或低水位，低水位設置在插入撈渣機2槽體的過渡洛斗或直插式水封板底部以上300mm-350mm處,高水位高于低水位200mm-600mm)時發(fā)出高水位或低水位報警信號，當三個液位計8中的ニ個達到高設定值(高水位)時液位的高水位報警信號聯鎖關閉電動冷卻水補水閥10，當三個液位計8中的ニ個達到低設定值(低水位)時液位的低水位報警信號聯鎖打開電動冷卻水補水閥10進行補水，控制水位在撈渣機2設定的水位范圍(即溢流水位之下的高低水位之間，溢流水位高于高水位50mm)內變化，此過程保證撈渣機為無溢流；當三個溫度計9中的ニ個達到高設定值(高設定值為70-75°C)吋， 打開冷卻水補水閥10，此過程允許撈渣機2短時小部分溢流(短時為10-20分鐘，小部分溢流指2t/h-5t/h水)，待三個溫度計9中的ニ個溫度降低至70°C以下后關閉補水閥10 ;當三個溫度計9中的ニ個達到高高設定值(80°C)時，說明出現落大渣的緊急狀態(tài)，此時立即打開緊急補水閥11進行強制冷卻，待三個溫度計9中的ニ個溫度降低到高設定值(70-75°C)時關閉緊急補水閥11，此過程允許撈渣機大流量溢流(大流量溢流指40t/h-80t/h水)。撈渣機2水平段的后部上方設有攝像頭12，可遠程監(jiān)視撈渣機液位和補水情況，撈渣機旁設溢流水池，收集高水溫狀態(tài)時出現的溢流水，待系統穩(wěn)定后用水泵將溢流水排回撈渣機或者直接排入電廠廢水下水道回收利用。在撈渣機水平段兩側裝設高過撈渣機水平段上槽體200mm-500mm的防濺板15，防濺板15為可拆卸式，即可防止撈渣機落渣時高溫渣水外濺，又可方便維護檢修。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種火力發(fā)電廠水冷式機械除渣系統渣水自平衡換熱方法，其特征在于 撈渣機(2)的斜升段上方設有鏈條沖洗水閥門(13)和冷卻水補水閥(10);撈渣機(2)水平段上槽體內的前、中、后部各設有一個液位計(8)和一個溫度計(9);撈渣機(2)水平段后部上方設有緊急補水閥(11);撈渣機鏈條沖洗水閥門(13)運行時保持常開，供鏈條沖洗；撈渣機(2)水平段靠近斜升段的前部上方設有攝像頭(12)； 當三個液位計(8)中的二個達到低設定值，即達到低水位時打開電動冷卻水補水閥(10),當三個液位計(8)中的二個達到高設定值，即達到高水位時關閉電動冷卻水補水閥(10)，控制水位在撈渣機(2)的溢流水位之下的高低水位之間變化，此過程保證撈渣機為無溢流； 當三個溫度計(9)中的二個達到70°C -75°C時，打開冷卻水補水閥(10)，此過程允許撈渣機(2)有10-20分鐘的溢流，溢流水量為2t/h-5t/h ;待三個溫度計(9)中的二個溫度降低至70°C以下后關閉補水閥(10); 當三個溫度計(9)中的二個達到80°C以上時，此時立即打開緊急補水閥(11)進行強制冷卻，待三個溫度計(9)中的二個溫度降低到70°C _75°C時關閉緊急補水閥(11)，此過程允許撈渣機大流量溢流，大流量溢流水量為40t/h-80t/h。
2.根據權利要求I所述的一種火力發(fā)電廠水冷式機械除渣系統渣水自平衡換熱方法，其特征在于所述撈渣機(2)為過渡渣斗結構的撈渣機或直插式水封板結構的撈渣機，低水位設置在插入撈渣機(2)槽體的過渡渣斗或直插式水封板底部以上300mm-350mm處，高水位高于低水位200mm-600mm,撈洛機(2)溢流水位高于高水位50mm。
3.根據權利要求I所述的一種火力發(fā)電廠水冷式機械除渣系統渣水自平衡換熱方法，其特征在于撈渣機(2)的軸承通過密封水密封，連接工業(yè)水的密封水閥門常開供撈渣機軸承密封。
4.根據權利要求I所述的一種火力發(fā)電廠水冷式機械除渣系統渣水自平衡換熱方法，其特征在于所述撈渣機(2)為過渡渣斗結構的撈渣機，過渡渣斗頂部與鍋爐爐膛連接處設有水封槽(3 )，水封槽(3 )內設于若干水封槽液位計(7 )，撈渣機(2 )包括根據水封槽液位計(7)的高低液位信號給水封槽(3)進行補水的電動補水閥(6)。
5.根據權利要求I所述的一種火力發(fā)電廠水冷式機械除渣系統渣水自平衡換熱方法，其特征在于所述撈渣機(2)為直插式水封板結構的撈渣機，直插式水封板(16)直接插入撈渣機槽體中,直插式水封板上部設保溫層(17)。
6.根據權利要求I所述的一種火力發(fā)電廠水冷式機械除渣系統渣水自平衡換熱方法，其特征在于撈渣機(2)旁側設有收集撈渣機(2)溢流水的溢流水池。
7.根據權利要求I所述的一種火力發(fā)電廠水冷式機械除渣系統渣水自平衡換熱方法，其特征在于撈渣機(2)的密封水采用工業(yè)水作為水源，撈渣機(2)除渣冷卻水和鏈條沖洗水采用電廠處理過的廢水作為水源。
8.根據權利要求7所述的一種火力發(fā)電廠水冷式機械除渣系統渣水自平衡換熱方法，其特征在于工業(yè)水水源和電廠處理過的廢水水源母管上分別設置有監(jiān)測補水量的流量計。
9.根據權利要求7所述的一種火力發(fā)電廠水冷式機械除渣系統渣水自平衡換熱方法，其特征在于撈渣機(2)水平段兩側設置防濺板(15)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種火力發(fā)電廠水冷式機械除渣系統渣水自平衡換熱方法，涉及燃煤粉鍋爐等排渣采用水冷式機械除渣系統時的熱渣和冷卻水的傳熱傳質，滿足對熱渣進行有效的?；屠鋮s；撈渣機采用渣水無溢流、維持水位運行方式，不再利用外部的渣水處理系統進行冷卻；渣水溫度突破常規(guī)系統規(guī)定的60℃上限，設定最高為80℃；隨渣水溫度升高，渣水蒸發(fā)速率增加，帶走熱量增加，熱渣冷卻達到能量守恒；通過定量補水，做到渣水的質量平衡，依靠自動監(jiān)測控制技術控制渣水溫度和液位，不使渣水外溢，渣水處于可控的自平衡狀態(tài)；渣水溫度出現超過80℃的事故狀態(tài)時則打開緊急補水進行快速降溫，溢流水在事故溢流水池中收集，待系統穩(wěn)定后可回收利用。
文檔編號F23J1/06GK102809164SQ20121027506
公開日2012年12月5日 申請日期2012年8月3日 優(yōu)先權日2012年8月3日
發(fā)明者俞華, 蔡淵, 鄭惠民 申請人:中國電力工程顧問集團西北電力設計院