阅读说明：本技术 一种应用于cfb锅炉的循环灰冷灰装置及其使用方法 (Circulating ash cooling device applied to CFB boiler and application method thereof ) 是由 赵鹏勃 茹宇 李楠 高洪培 王海涛 孙献斌 袁野 李昱喆 林伟荣 于 2020-07-31 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种应用于CFB锅炉的循环灰冷灰装置机及其使用方法,包括回料阀、锥形阀和冷灰器,其中,锥形阀设置在回料阀的出口处,锥形阀的出口与冷灰器的循环灰入口连接；冷灰器用于冷却循环灰,冷却后的循环灰通过冷灰器的循环灰出口排出。本发明根据锅炉实际运行工况灵活调整入炉灰量,保证燃用高灰分煤种时锅炉良好的灰平衡特性。本发明提供的冷灰装置通过冷却水对冷灰器内的循环灰进行充分冷却,实现循环灰热量的利用,不降低锅炉热效率,并且结构简单,无需对锅炉本体进行改造,成本低廉,易于工业化实现。(The invention discloses a circulating ash and cold ash device applied to a CFB boiler and a using method thereof, wherein the circulating ash and cold ash device comprises a material returning valve, a conical valve and an ash cooler, wherein the conical valve is arranged at an outlet of the material returning valve, and an outlet of the conical valve is connected with a circulating ash inlet of the ash cooler; the ash cooler is used for cooling the circulating ash, and the cooled circulating ash is discharged through a circulating ash outlet of the ash cooler. The invention flexibly adjusts the amount of the ash entering the boiler according to the actual operation condition of the boiler, and ensures the good ash balance characteristic of the boiler when high ash content coal is used. The ash cooling device provided by the invention can be used for fully cooling the circulating ash in the ash cooler through the cooling water, so that the heat of the circulating ash is utilized, the heat efficiency of the boiler is not reduced, the structure is simple, the body of the boiler is not required to be modified, the cost is low, and the industrial implementation is easy.)

一种应用于CFB锅炉的循环灰冷灰装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及循环流化床锅炉技术领域，特别涉及一种应用于CFB锅炉的循环灰冷灰装置及其使用方法。

背景技术

目前循环流化床(CFB)锅炉普遍通过低氮燃烧、分离器提效降低床温，从而降低脱硫和脱硝成本，实现锅炉经济运行，而分离器提效降低床温则主要是通过向炉内加入循环灰、增加炉内物料量实现的。但对于部分燃用高灰分煤种的CFB锅炉，由于锅炉炉膛内物料存量太大，床温水平太低，造成锅炉带负荷困难，灰渣可燃物含量高，锅炉效率低等一系列问题。特别在低负荷时，因物料量大、床温低，导致锅炉运行床压高，严重时造成物料流化状况恶化，床面出现低温结焦甚至“塌床”现象，危及锅炉安全运行。

发明内容

为了解决循环流化床锅炉燃用高灰分煤种时循环灰量和炉内物料存量过大等问题，本发明提供了一种应用于CFB锅炉的循环灰冷灰装置及其使用方法，可以灵活调整入炉灰量，保证燃用高灰分煤种时循环流化床锅炉良好的灰平衡特性。

本发明提供的一种应用于CFB锅炉的循环灰冷灰装置，包括回料阀、锥形阀和冷灰器，其中，所述锥形阀设置在所述回料阀的出口处，所述锥形阀的出口与所述冷灰器的循环灰入口连接；所述冷灰器用于冷却循环灰，冷却后的循环灰通过所述冷灰器的循环灰出口排出。

进一步的，所述冷灰器包括外套筒和内套筒，所述内套筒由多个管束之间焊接鳍片组成，所述内套筒整体焊接在外套筒内壁上，所述内套筒管束内用于流通除盐水，所述内套筒内侧用于流通循环灰。

进一步的，所述外套筒外壁两端设置链条传动凸起，所述冷灰器底座设置有链条传动机构，所述链条传动凸起与所述链条传动机构相互配合，用于实现冷灰器的滚动，提高冷灰效率；所述冷灰器的转动由相应的伺服电机驱动；所述冷灰器时以一定的角度安装，用于便于循环灰流通。

进一步的，所述锥形阀包括阀塞、阀座、水冷套阀杆，液压执行器和阀体，其中，所述阀体的一端与回料阀出口连接，且所述阀体与回料阀连接的一端的阀体内设置有阀座，阀塞设置在所述阀座之间与阀座相互配合接触，所述阀体外部设置有液压执行器，所述液压执行器的输出端与所述水冷套阀杆的一端连接，所述水冷套阀杆的另一端伸入阀体内并与所述阀塞连接，所述液压执行器用于控制水冷阀杆前后移动来带动阀塞移动，所述阀塞与阀座相互配合实现锥形阀的闭合或开启。

进一步的，所述阀塞、阀座由耐火材料制成，所述耐火材料为X15CrNiSi2520耐热钢；所述阀体内侧和落灰管管壁内侧敷设耐火材料，所述敷设的耐火材料为高铝耐磨浇注料；所述水冷套阀杆在外层加装水冷装置进行冷却。

进一步的，所述回料阀与分离器循环灰出口连接，所述分离器入口与炉膛的上部出口连接，所述分离器烟气出口与尾部烟道连接，所述尾部烟道出口连接除尘器，所述除尘器出口连接烟囱；所述回料阀设置有两个出口，靠近炉膛一侧的出口通过返料腿连接炉膛下部，远离炉膛的一侧的出口设置有锥形阀。

进一步的，所述炉膛的底部设置有排渣口，所述排渣口与落渣管连接；所述落渣管通过插板阀与进渣管的入口连接，所述进渣管的出口连接有冷渣器的底渣入口，所述冷渣器的底渣出口连接出渣管，所述出渣管的出口设置在输渣皮带的上方。

进一步的，所述冷渣器的冷却水进口通过第二除盐水泵与除盐水箱连接，所述冷渣器冷却水出口与凝结水系统连接。

进一步的，所述冷渣器的底渣出口连接的出渣管与所述冷灰器的循环灰出口连通，用于将循环灰随冷渣器排出的锅炉底渣一同排出到输渣皮带上。

本发明还提供一种应用于CFB锅炉的循环灰冷灰装置的使用方法，包括所述回料阀将分离器中的部分高温循环灰通过锥形阀接引，所述锥形阀接引的高温循环灰进入落灰管，进入落灰管的高温循环灰进入冷灰器的内套筒内侧中，除盐水箱中的除盐水通过第一除盐水泵通入冷灰器的内套筒的多个管束内，冷灰器的外套筒外壁两端设置链条传动凸起，冷灰器底座设置有链条传动机构，所述链条传动凸起与所述链条传动机构相互配合用于实现冷灰器的滚动，进入内套筒管束的除盐水与进入冷灰器内套筒中的高温循环灰进行换热；除盐水箱中的除盐水通过第二除盐水泵通入冷渣器中，进入冷渣器的除盐水与冷渣器中的锅炉底渣进行换热；冷却后的循环灰通过冷灰器的循环灰出口排出到与冷渣器底渣出口连接的出渣管中，冷却后的锅炉底渣通过冷渣器低渣出口排入出渣管中，所述出渣管的出口设置在输渣皮带上方，降温后的循环灰与降温后的锅炉底渣一起排出到输渣皮带上；换热后的除盐水通入凝结水系统进行回收。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

(1)本发明提供的冷灰装置包括锥形阀和冷灰器，锥形阀可以根据锅炉实际运行工况灵活调整锥形阀开度从而控制入炉灰量，锥形阀具有较好的控制特性和封闭特性，可以保证燃用高灰分煤种时锅炉良好的灰平衡特性；冷灰器通过内套筒中多个管束焊接鳍片的设计增大内套筒的冷却面积，同时在进行循环灰冷却时冷灰器的滚动，对冷灰器内的高温循环灰进行充分冷却，从而提高锅炉效率，保证锅炉运行安全性和稳定性，改善其环保性。

(2)由于循环灰温度低于底渣，本发明中的一种冷灰器，通过内管束流通的除盐水对循环灰进行冷却，除盐水对循环灰冷却的同时吸收循环灰的热量，吸收热量后的除盐水进入凝结水系统，提高凝结水出口初温，减少后续凝结水加热时所用的蒸汽抽气，实现循环灰热量的利用，不降低锅炉热效率；并且本发明采用除盐水作为冷却介质，可以减少冷却介质对冷灰器管束内壁的腐蚀，降低冷灰器制造的材料成本。

(3)本发明提供的冷灰器通过外套筒外壁设置的链条传动凸起和冷灰器底座设置的链条传动机构相互配合，实现冷灰器的的滚动，滚动可以提高传热系数，增大传热面积和扰动，提高冷灰效率；并且冷灰器安装时采用一定角度安装，便于循环灰的排出；本发明提供的冷灰器结构简单，制造难度低，无需对锅炉本体进行改造就可使用，成本低廉，易于工业化实现。

(4)本发明中锅炉底部排渣口主要用于排出颗粒较大的渣块，正常运行细颗粒随烟气离开炉膛进入分离器中，很大比例会返回炉膛，当煤种灰分较高，则随着锅炉运行循环灰量会很大，通过本发明的循环灰冷却装置将一部分循环灰引出，不返回炉膛，从而解决物料存量过大的问题；本发明还利用现有的排渣皮带，将冷却后的循环灰和锅炉底渣一起排出，节约了投资成本。

附图说明

图1是一种应用于CFB锅炉的循环灰冷灰装置；

图2是一种应用于CFB锅炉的循环灰冷灰装置中锥形阀的结构图；

图3是一种应用于CFB锅炉的循环灰冷灰装置中冷灰器的结构图。

附图中：1炉膛；2排渣口；3落渣管；4插板阀；5进渣管；6冷渣器；7出渣管；8输渣皮带；9分离器；10回料阀；11返料腿；12锥形阀；121阀塞；122阀座；123水冷套阀杆；124液压执行器；125阀体；13落灰管；14冷灰器；141外套筒；142内套筒；15除盐水箱；161除盐水泵；162除盐水泵；17凝结水系统；18尾部烟道；19除尘器；20烟囱。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明提出的一种应用于CFB锅炉的循环灰冷灰装置及其使用方法作进一步的说明。

如图1所示的一种应用于CFB锅炉的循环灰冷灰装置，其中炉膛1上部出口连接分离器9入口，分离器9循环灰出口连至回料阀10，烟气出口连至尾部烟道18；回料阀10设有两个出口，靠近炉膛1一侧的出口通过返料腿11连接炉膛1下部，远离炉膛一侧的出口设置锥形阀12，锥形阀12出口通过落灰管13连接至冷灰器14循环灰入口；

本实施例中冷灰器14的除盐水进口通过第一除盐水泵161与除盐水箱15的除盐水出口相连，第一除盐水泵161将除盐水输送至冷灰器14的冷却水入口，除盐水与冷灰器14中的循环灰进行换热，换热后的除盐水自冷灰器14冷却水出口进入凝结水系统17；

本实施例中炉膛1底部开设排渣口2，排渣口2连接落渣管3；落渣管3通过插板阀4连接进渣管5；进渣管5出口连接冷渣器6底渣入口，冷渣器6底渣出口通过出渣管7通往输渣皮带8上方；冷渣器6的冷却水进口通过第二除盐水泵162与除盐水箱15连接，所述冷渣器6冷却水出口与凝结水系统17连接，第二除盐水泵162将除盐水输送至冷渣器5的冷却水入口，除盐水与冷渣器6的锅炉底渣进行换热，换热后的除盐水自冷渣器6的冷却水出口进入凝结水系统17，锅炉水凝结系统17对除盐水进行回收。

具体的，冷灰器14循环灰出口与冷渣器6出口连接的出渣管7连通，冷灰器14将冷却后的循环灰排到出渣管7中，冷却后的循环灰随冷渣器6排出的底渣一同落至输渣皮带8。

如图2所示，本实施例中锥形阀12包括阀塞121、阀座122、水冷套阀杆123和液压执行器124和阀体125，其中阀体125焊接于回料阀10侧壁出口处，且阀体125与回料阀10连接的一端的阀体125内设置有阀座122，从图2中可以看出阀塞121夹在阀座122形成通道内，阀塞121与阀座122相互配合接触，阀体125外部设置有液压执行器124，液压执行器124的输出端与所述水冷套阀杆的一端连接，所述水冷套阀杆123的另一端伸入阀体125内并与所述阀塞121连接液压执行器124通过控制水冷阀杆123前后移动而带动阀塞121移动，实现阀塞121与阀座122之间相对位置的控制，从而调节锥形阀12通流能力，改变回料阀10内的循环灰通过锥形阀12的流量。

如图3所示，本实施例中冷灰器14包括外套筒141与内套筒142，内套筒142由若干管束之间鳍片焊接组成，内套筒142整体焊接在外套筒141内壁上，内套筒142管束内流通除盐水，内套筒142内侧流通循环灰，除盐水对循环灰进行冷却换热。为了便于循环灰流通排出，冷灰器14安装时倾斜一定角度，同时，外套筒141外壁两端设置有链条传动凸起，冷灰器14底座设置有链条传动机构，二者相互配合，实现冷灰器14的滚动，提高冷灰器冷却效率；冷灰器14的转动由相应的伺服电机驱动。

进一步的，在冷灰器的两端分别设置有一旋转接头，冷灰器内套筒的多个管束在冷灰器两端分别汇聚成一个除盐水进口管道和一个除盐水出口管道，两个管道均与旋转接头连接，实现冷灰器旋转时除盐水的进入和排出。

优选的，本实施例锥形阀12的阀塞121、阀座122由耐磨耐火材料制成，包括但不限于X15CrNiSi2520耐热钢；水冷套阀杆123外层加装水冷套进行冷却；阀体125内侧与循环灰落灰管13管壁内侧敷设耐火材料，包括但不限于高铝耐磨浇注料，确保锥形阀12有较长的使用寿命。

在使用本装置冷却循环灰时，回料阀10将分离器9中的部分高温循环灰通过锥形阀接引通过落灰管导引到冷灰器14的内套筒142中，第一除盐水泵161将除盐水箱15中的除盐水泵入冷灰器14的内套筒142管束内，冷灰器14的外套筒141外壁两端设置链条传动凸起，冷灰器14底座设置有链条传动机构，所述链条传动凸起与所述链条传动机构相互配合用于实现冷灰器14的滚动，在除盐水对高温循环灰进行换热降温过程中冷灰器不断滚动可以提高冷灰效率，降温后的循环灰通过冷灰器14的循环灰出口排出的出渣管7中，除盐水箱15中的除盐水通过第二除盐水泵162通入冷渣器6中，进入冷渣器6的除盐水与冷渣器6中的锅炉底渣进行换热；冷却后的循环灰通过冷灰器14的循环灰出口排出到与冷渣器6底渣出口连接的出渣管7中，冷却后的锅炉底渣通过冷渣器6低渣出口排入出渣管7中，所述出渣管7的出口设置在输渣皮带8上方，降温后的循环灰与降温后的锅炉底渣一起排出到输渣皮带8上；换热后的除盐水通入凝结水系统17进行回收。