流化床冷渣器的设计与故障分析

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1、第36卷第6期2005年11月锅炉技术BOILERTECHNOLOGYVol.36,No.6(Jet.,2005文章编号:CN31一1508（2005）06-0056一05流化床冷渣器的设计与故障分析邓学志，黄长军•（武汉锅炉股份有限公司，湖北武汉43C076）关镇词：循环流化床；流化床冷渣器；工作原理；设计；故障分析摘要：近几年来•循环流化床锅炉（CFB锅炉）技术在国内发展迅速，随肴循环流化床锅炉的犬型化,采用流化床冷渣器已成主导方向•主要阐述了流化床冷渣器的工作原理、设计，对目前流化床冷渣器运行中出现的故障进行了分析并提岀一些解决措施。中图分类号：TK229.6*6文献标识码：

2、B收稿日期：20皿-1117作吉简介：邓学志＜1967男・1989年毕业于西安交通大学，髙级工程师，现主要从爭循环渍化床锅炉设计和开发工作。1流化床冷渣器的工作原理1.1流化床冷渣器作用循环流化床锅炉炉膛下部排放的大渣温度在8509〜950X：之间•如果宜接进行排放或进人除渣系统•会危及人的生命安全，也不利于除渣系统和设备的安全运行，冷渣器的作用是将排渣温度降低到除渣设备可以承受的温度，回收排渣的物理显热，流化床冷渣器还可以将排渣中细的颗粒重新送回炉膛•以提高锅炉的燃烧效率和石灰石利用率。以1台440i/h中间再热CFB锅炉为例，假定锅炉燃用煤Q+=15MJ/kg・=46.8%,底

3、渣份额53%•如采用流化床冷渣器将锅炉排渣降到150*・其热量全部被锅炉或热系统回收,锅炉折算热效率为90.28%，锅炉煤耗为85.58t/h；如直接排高温红渣，则锅炉折算热效率为89.09%.锅炉煤耗为86.72t/h.锅炉热效率相差1.19%，煤耗相差1.14t/h,如按锅炉年运行7000h、煤单价200元/吨计算，采用流化床冷渣器后每年可节约煤耗7980t,每年节约资金160万元°大型CFB锅炉在燃用高灰分煤时，冷渣器回收的热量显得尤其突岀。通常在中小型CFB锅炉上采用的较龙和滚筒冷渣器等机械式冷渣器由于冷渣能力较小，运行中容易出现机械传动故障•所以在大型CFB锅炉上几乎都采

4、用流化床冷渣器.1.2流化床冷渣器工作原理冷渣器系统见图1。流化床冷渣器就是-个小型流化床换热器•炉膛的高温渣由炉膛布风板经排渣管进入冷渣器，冷却介质（空气或低温烟气）从冷渣器的风室通过布风板送入，流化介质由下而上穿过布风板流化高温炉渣，炉渣在依次流过第1仓、第2仓、第3仓的同时，被流化介质冷却，冷却后的低温渣排人除渣系统，被加热的流化介质携带少量细赖粒由回风管送回炉膛。图1冷渣器工作原理图根据锅炉排渣量的多少及冷渣器排渣温度的要求，确定冷渣器内是否需要布置水冷管束,如锅炉排渣量较大或要求冷渣器排渣温度较低,只采用风冷•冷渣器冷却风量将很人，而锅炉燃烧需要的总空气量是一定的，锅炉的

5、二次风量将大幅减少。由于二次风进入炉膛的速度较高•穿透能力强，经冷渣器加热后的空气进入炉膛速度较低,扰动强度不够，这将在一定程度上影响炉膛燃烧，通常要求冷渣器用风量不超过锅炉总燃烧空气量的10%，所以此时盂要在冷渣器内布置水冷管束，水冷管束的作用相当于沸腾炉中的埋管，以增加冷却效果。同时，根据锅炉排渣量的多少及冷渣器排渣温度，可决定采用2个仓、3个仓甚至4个仓；流化冷却介质是采用热空气还是冷空气；冷却水源是采用锅炉给水还是系统冷却水。1.3流化床冷渣器的优势目前中小型循环流化床锅炉大部分采用水冷铁龙、滚筒式等•机械式冷渣器‘机械式冷渣器在运行中容易出现卡涩和堵塞问题，与机械式冷渣器

6、相比，流化床冷渣器具有如下优势：（1）流化床冷渣器在排渣、冷渣过程中没有机械传动装置•不会岀现卡涩和堵死现象，有利于锅炉的安全运行。（2）流化床冷渣器的冷却能力强，冷渣迅速；而机械式冷渣器的单台冷却能力很难达到5t/h以上.（3）降低排渣温度，回收排渣的物理显热.提高锅炉效率。（4）由于炉渣细颗粒中的未燃尽炭和石灰石含量较高，流化床冷渣器能将该部分细颗粒送回炉膛•减低扌It渣中的含炭量，提髙石灰石的利用率。2冷渣器的设计流化床冷渣器的设计主要包括冷渣器的容量、流化速度的选取、风帽的设计、热平衡计算以及结构设计等。2.1冷渣器的设计容量冷渣器的设计容量应考虑到输渣系统的承受高温的能力

7、，同时还应兼顾系统简单、初投资合理等综合因素。如冷渣器的设计容量过大，把排渣温度降至很低•-方面增加了不必要的初投资，另一方面，由于冷渣器的空气消耗量过大•参与燃烧调整的二次风减少,对锅炉的燃烧不利。从输渣系统的安全件考虑•通常应将冷渣器出口的渣温降至250匸〜300兀以下；如仪采用空气进行冷却，而所需冷却空气不超过锅炉总燃烧量的10%时，为简化系统，可只采用风冷，不布置埋管受热面。锅炉最大排渣量应以锅炉燃用劣质燃料、R万方数据含琉量校高来考虑脱硫时的厳大炉底排渣量•