鍋爐排渣余熱利用的研究與應用

王明一　姜文斌　牟海英

【摘 要】我公司通過對鍋爐排渣余熱如何利用進行研究，對鍋爐的除渣系統(tǒng)進行了改造，采用了滾筒式冷渣器取代了原有的人工除渣方式，采用皮帶輸送方式，將冷卻后的爐渣輸送至渣場，此舉不僅回收了鍋爐排渣的大量余熱，穩(wěn)定了鍋爐的燃燒提高了鍋爐的效率，并且降低了員工的勞動強度和危險系數(shù)，改善了工作環(huán)境，取得了顯著的經(jīng)濟效益。

【關(guān)鍵詞】鍋爐余熱；滾筒式冷渣器；皮帶；應用

0.項目簡介

循環(huán)流化床鍋爐是近年來發(fā)展起來的一種高效、環(huán)保、可綜合利用的一種新技術(shù)，隨著其技術(shù)的日益成熟越來越多的熱電企業(yè)在新建或擴建過程中都選用了采用此種技術(shù)的鍋爐。我公司在2003年和2005年的兩次擴建中也選用了循環(huán)流化床鍋爐。然而在運行中卻發(fā)現(xiàn)其除渣系統(tǒng)存在較大的缺陷。

目前在國內(nèi)鍋爐除渣系統(tǒng)一般有：

1.人工除渣方式

一般使用各種小車將熱渣直接運到渣場（池），再使用涼水冷卻后運出，此種方式危險性高、工人勞動強度大，而且需要浪費大量的水資源。我公司在改造前就采用此種方式。

2.用沖渣水將渣直接沖至渣池

這種方法的缺點是排出的高溫熱渣經(jīng)冷水汽化后產(chǎn)生大量的熱氣和灰塵，使廠房和現(xiàn)場污染嚴重，同時不利于灰渣的綜合利用。

3.水冷滾筒式冷渣器

其主要由進料室、出料室、裝有一組蜂窩狀冷渣通道的轉(zhuǎn)子、驅(qū)動裝置、機架、斷水保護裝置等部分組成。鍋爐高溫爐渣進入冷渣機進料室，通過冷渣通道的轉(zhuǎn)子，高端設有進渣口，低端設有出渣口，進入冷渣機內(nèi)的熱渣隨冷渣機的旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動，并沿下坡滾落一定距離，隨著轉(zhuǎn)子的連續(xù)轉(zhuǎn)動，爐渣也在冷卻通道內(nèi)連續(xù)滾動與交換面交替接觸，并將熱量傳遞給冷卻通道內(nèi)的冷卻水，使爐渣逐漸冷卻降溫。

由于我公司過去使用的排渣方式主要是人工方式，現(xiàn)主要將人工方式和水冷滾筒式冷渣器此兩種方式的情況進行進一步闡述。

我公司目前在用三臺循環(huán)流化床鍋爐：

（1）人工排渣量不易控制。由于人工排渣是斷續(xù)式進行，全憑鍋爐操作工的實際經(jīng)驗，故容易發(fā)生由于排渣量過大而引起的停爐事故。

（2）運行不安全，排渣工人勞動強度大。人工排渣是料層積聚到一定程度才排放，由于料層過高對循環(huán)流化床鍋爐的料層流化效果有較大影響，且排放時溫度達800℃，人不易接近，危險性較高，不利于安全運行。

（3）運行不經(jīng)濟，熱損失大，負荷不穩(wěn)定。人工一次性排渣熱損失大，床溫難以維持，鍋爐出力降低。帶走的大量熱量會引起掉負荷現(xiàn)象，而要恢復到原狀則需15-20分鐘，長此以往對鍋爐燃燒造成了較大的波動，影響鍋爐的出力。

（4）電瓶車維護較多，維護費用高，軌道彎道處易掉道，曾多次造成因排渣問題而導致鍋爐降負荷運行，給安全穩(wěn)定運行帶來很大影響。

（5）熱渣運至灰渣池后需要用水進行冷卻，對水資源造成極大的浪費，并且由于冷卻時產(chǎn)生大量的汽水和揚塵，對環(huán)境污染較大。

為了改善現(xiàn)狀，盡量提高鍋爐效率，節(jié)約燃料，增加鍋爐工作的熱經(jīng)濟性，降低灰渣物理熱損失。經(jīng)過公司多方調(diào)研分別在兩臺爐各安裝1臺蜂窩多管滾筒式冷渣機（設計各安裝兩臺），采用皮帶輸送方式，將冷卻后的爐渣輸送至渣場，其冷渣機主要技術(shù)參數(shù)為：

該套冷渣系統(tǒng)的工作原理為：鍋爐高溫爐渣進入冷渣機進料室，通過裝有一組蜂窩狀冷渣通道的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子與水平線成15°夾角，高端設有進渣口，低端設有出渣口，進入冷渣機內(nèi)的熱渣隨冷渣機的旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動，并沿下坡滾落一定距離，隨著轉(zhuǎn)子的連續(xù)轉(zhuǎn)動，爐渣也在冷卻通道內(nèi)連續(xù)滾動與交換面交替接觸，并將熱量傳遞給冷卻通道內(nèi)的冷卻水，冷卻后的爐渣通過皮帶輸送機運至渣場。從而實現(xiàn)了機械、連續(xù)除渣過程，采用連續(xù)排渣方式穩(wěn)定料層，減少料層的波動，保證了穩(wěn)定運行，提高鍋爐運行的經(jīng)濟性。

蜂窩多管滾筒式冷渣器的特點有：

（1）使鍋爐由定期排渣變?yōu)檫B續(xù)排渣，在正常運行時排渣管上的閥門全開，排渣量由冷渣器的轉(zhuǎn)速控制，而冷渣器的轉(zhuǎn)速與排渣量成線形比例，運行人員可以根據(jù)鍋爐燃燒情況調(diào)整冷渣器的轉(zhuǎn)速來控制排渣量，使鍋爐給煤量與排渣量達到平衡，從而保持燃燒室料層的穩(wěn)定，使鍋爐進一步降低不完全燃燒損失。

（2）冷卻水采用凝結(jié)水，排渣溫度可以達到100℃以下，可以最大限度的吸收排渣余熱，降低了系統(tǒng)的熱量損失，達到節(jié)能降耗的目的。并且由于該冷渣器采用渣水對流的方式換熱，每噸渣所需凝結(jié)水量僅為5t/h，可以滿足現(xiàn)場的不同要求。

（3）磨損小、壽命長，該冷渣器排渣管由多根多棱管子組成，管子內(nèi)部為排渣通道，管子之間的間隙為冷卻水的通道，轉(zhuǎn)子軸線與水平線成一定角度，當爐渣進入多棱管子后，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時由于多棱體作用，爐渣在管子內(nèi)部滾動，因此爐渣與金屬之間為滾動摩（下轉(zhuǎn)第40頁）（上接第7頁）擦，摩擦系數(shù)較小，又轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速在2r/min以下，磨損很小。

（4）耗用功率小，運行費用低，我公司采用了8t/h和10t/h兩種規(guī)格，其電機功率僅為1.5kw和2.2kw，大大降低了使用費用。

4#5#鍋爐排渣系統(tǒng)改造的成功，進一步證明了滾筒式冷渣機在循環(huán)流化床鍋爐中的應用是很有必要的，因此我公司在2009年到2010年期間，分別對4#5#爐排渣系統(tǒng)進行了完善，并對新安裝的6#爐也采用了這種系統(tǒng)。

試驗證明，此舉不僅降低了員工的勞動強度和危險系數(shù)，改善了工作環(huán)境，并且回收了鍋爐排渣的大量余熱，穩(wěn)定了鍋爐的燃燒提高了鍋爐的效率，取得了顯著的經(jīng)濟效益。

4.小結(jié)

在冷渣器的運行過程中也出現(xiàn)了一些問題，如5#爐冷渣器托輪磨損較快，經(jīng)過我們的認真觀察和研究，征求廠家意見對其進行了改造以后，當前運行狀況良好。雖然還存在一些問題，但我們相信，經(jīng)過設計方、生產(chǎn)方、使用方等各方面不懈的努力，水冷滾筒冷渣器將不斷完善，最終將成為循環(huán)流化床鍋爐理想的配套除渣設備。 [科]