冷渣机在流化床锅炉炉底渣的排放与冷却装置的选择.docx

冷渣机在流化床锅炉炉底渣的排放与冷却装置的选择

毛鸿禧彭建泰余广才张吉堂张冲辛奇云鞠京杰

[内容提要]本文在回顾流化床锅炉炉底渣的排放与冷却的研制发展过程并对其进行分类之后，从传热、冷却介质、余热回收、改善流化质量、促进燃烧以及确保流化床锅炉安全、经济地长期稳定运行等各方面因素对各种炉底渣的排放与冷却装置进行评价，以选择出合理的炉底渣排放和冷却装置。并推荐选用QD型气动连续自动排渣器及SC型气槽式冷渣机，其各项技术经济指标均优于现有的其它各型同类产品。
[关键词]炉底渣排放冷却

1、前言:
“中华人民共和国节约能源法”第39条明确规定：鼓励和发展适应我国煤种的各种流化床锅炉。目前，我国已有各种流化床锅炉（包括BFBC&CFBC）3000余台，25MW级的FBC技术已经成熟，50MW级的CFBC已投入运行，100MW级正在试制，200MW级的CFBC的研制工作也已提上议事日程。预计，进入二十一世纪，流化床锅炉的数量每年将会以10%以上的速度增长。
在流化床锅炉的发展过程中，由于燃烧宽筛分的煤，扬析所造成的燃烧与脱硫效率低，已引起国内外科技人员的广泛重视，鼓泡床的燃尽措施层出不穷；循环流化床的循环方式不断推陈出新。但大颗粒的沉积形成的炉底渣（俗称冷渣）带来流化质量的恶化，燃烧与脱硫效率的降低，结焦等问题仍未彻底解决，它是循环流化床锅炉大型化过程中必须解决的另一新的课题。与飞灰收集及其返回装置一样，炉底渣的排放与冷却装置应成为流化床锅炉不可分割的组成部分。
本文将从冷渣机研制的发展过程对各种冷渣进行评价，以期选择出合理的炉底渣排放与冷却设备。

2、冷渣机的发展概况：
对流化床锅炉炉底渣的冷却进行研究始自二十世纪六十年代末，由烧劣质燃料的中小型溢流式鼓泡床锅炉的溢流渣的综合利用开始的1）。那时，国内科技界曾用各种冷却方式对溢流渣的冷却做了大量的试验与研究，取得令人瞩目的可喜成果。表1及表2反映了二十世纪七十年代和八十年代研究的主要成果2）。在七五期间，国家还将其列入七五重点科技攻关项目。在立项过程中，对几种冷却方案进行比较之后（见表3），为了适应大型化的需要，选择了浅床流态化冷却方式进行了重点攻关，得出热回收率为89.2%的结果3），4）。虽然这些成果形成产品在市场上销售者寮寮，但对今天研究炉底渣的冷却很有帮助。在这一阶段，科技界几乎都寄希望于具有传热效率高和热回收率高的流态化的冷却方式。
表1几种间接冷却方案的技术经济指标2）
冷却方案单管式搁管式绞笼式流化床式传热系数（W/m2*K）<10<10<1070250余热回收率（%）1020204030505868磨损情况较轻较轻重重

表2几种风冷却方案的技术经济比较2）
移动床流化床Z-型+浅床气力输送流化移动叠置有效余热回收率30604065407075(40)6580风渣比（Nm3/Kg）0.81.52.5311.83.54.51.72.3风压降（Pa）约2500约6000约2500约500约5000相对风机电耗14.561.520.81.23.54磨损情况轻重轻重轻分选功能无有无有有注：括号内的数椐指经过水封出渣室时的回收率。

进入二十世纪九十年代，国家重点发展循环流化床锅炉，对炉底渣的排放与冷却的要求愈来愈迫切。九十年代中期，一些企业推出了螺旋式和滚筒式冷渣机供应市场，但暴露出来的问题不少。与此同时，国外供货商对中国的冷渣机市场虎视耽耽，某煤矸石电厂曾利用日本政府贷款引进一台螺旋式冷渣机，由于使用效果不好，现已被废弃；某电厂从美国引进一台流化床锅炉，配有螺旋式冷渣机，使用效果也不理想；某外商在北京设立办事处，推销其双螺旋式冷渣机，售价为810万美元一台；某锅炉制造厂从美国购买了一项鼓泡床冷渣机专利，其体积过于庞大，很难受到青睐。
综上所述，纵观近三十年我国流化床锅炉冷渣设备的探索、试验和实践，已积累了十分宝贵的经验，应该说从技术、经济各方面的条件已经成熟，现在需要企业家们与科技人员密切合作，共同开发出拥有自主知识产权的冷渣机名牌产品，不但要占领中国市场，还应打进国际市场。
面对这种形势，我们于九十年代后期，推出了SC系列气槽式冷渣机（专利号：99233978.2）5），表4为九十年代国内推出的几种冷渣机的特性指标6），7）。

表3冷却渣量为1（t/h）的四种冷却方案的技术经济比较表3），4）
参数冷却方案滚筒型浅床流态化型热管型风冷动态填充床型渣温（C）进口850850850850出口200200245200风温（C）进口20302030出口300180143250冷却风量(Nm3/h)1612.5307230932039体积传热系数(Kcal/m3hC)2764520.887661045渣仃留时间(mi