工業(yè)鍋爐除渣除灰系統(tǒng)

除流系統(tǒng)
在循環(huán)流化床鍋爐燃燒過程中，床料（或物料）一部分飛出爐膛參與循環(huán)或進人尾部煙道，一部分在爐內(nèi)循環(huán)。為保證鍋爐正常運行．沉積于爐床底部較大粒徑的穎粒需要排除，或者爐內(nèi)料層較厚時也需要從爐床底部排出一定量的爐渣。循環(huán)流化床沒有溢流口，主要以底渣形式從爐膛底部的出渣口排出．護渣的輸送方式和輸送設(shè)備的選擇主要決定于灰渣的溫度．對于溫度較高的灰渣( 800-1000℃ ），一般采用冷風(fēng)輸送方式，即在愉渣過程中爐渣經(jīng)冷風(fēng)冷卻后被送入渣倉內(nèi)再裝車運出。這種除渣方式的缺點是冷卻灰渣需要大最的冷風(fēng)，管道磨損嚴重，而且灰渣需要在渣倉儲存冷卻一定時間才可運出利用，適用于渣量不大、未設(shè)冷渣器的小型循環(huán)流化床鍋爐。對于中等容量以上的循環(huán)流化床鍋爐一般均布置有冷渣器，通常冷渣器將灰渣冷卻至200℃ 以下，然后采用埋刮板輸送機將灰渣輸送至渣倉內(nèi)．如果爐渣溫度低于100℃ 也可采用鏈帶輸送機械輸送．較低溫度的灰渣亦可采用氣力輸送方式。氣力輸送方式系統(tǒng)簡單、投資�。�易操作，但管道磨損較大。目前最常用的輸渣方式是采用埋刮板輸送機輸送和氣力輸送．
如果采用爐內(nèi)石灰石脫硫技術(shù)，循環(huán)滾化床鍋爐的灰渣排放量比煤粉爐高出20%-50 ％。由于屬低溫燃燒，灰渣的活性好，爐渣含碳量很低（一般為1 % ? 2 % ) ，排出的灰渣中還含有大量的生石灰和硫酸鈣。循環(huán)流化床鍋爐灰渣除直接用于填埋、鋪路外，還可以進行綜合利用。譬如，爐渣可以用于制磚，作水泥混合材料、混凝土骨料等。
循環(huán)流化床鍋爐冷渣器
循環(huán)流化床鍋爐爐渣在排出之前的溫度與床溫比較接近，排渣溫度略低于床溫，此時爐渣具有大量的物理顯熱，對灰分高于30％的中低熱值燃料，如果灰渣不經(jīng)冷卻，灰渣物理熱損失可達2％以上；另外，一般的灰處理設(shè)備可承受的溫度上限大多在150-300℃ 之間，熾熱灰渣的處理和運輸十分麻煩，不利于機械化操作，故灰渣冷卻是必需的；再者，爐渣中也有很多未完全反應(yīng)的燃料和脫硫劑顆粒，為進一步提高燃燒和脫硫效率，有必要使這部分細顆粒返回爐膛。因此，在將護渣排至灰處理系統(tǒng)之前，需要安全可靠地將高溫爐渣冷卻至一定的允許溫度之內(nèi)（100℃ 左右），并盡可能地回收高溫灰渣的物理熱以改善鍋爐的熱效率。爐渣的冷卻通過冷渣器來完成。冷渣器是循環(huán)流化床鍋爐除渣系統(tǒng)中的重要部件。實際上，冷渣器的不正常工作常常是導(dǎo)致被迫減負荷甚至停護的主要原因之一。
冷渣器種類繁雜。按爐渣運動方式的不同，冷渣器可分為流化床式、移動床式、混合床式及螺旋給料機式等；按冷卻介質(zhì)的不同，冷渣器又可分為水冷式、風(fēng)冷式和風(fēng)水共冷式三種；按熱交換方式的不同，冷渣器有間接式和接觸式兩種，前者指高溫物料與冷卻介質(zhì)在不同流道中流動，通過間接方式進行換熱，而后者則指兩者直接混合進行傳熱，一般用于空氣作冷卻介質(zhì)的場合。
間接式冷渣器的具體結(jié)構(gòu)大致有以下幾種：
(1）管式冷渣器。其中最簡單的是單管式冷渣器，高溫渣在管內(nèi)流動，水在管外逆向流動，二者通過管壁交換熱最．
(2）流化床省煤器．在流化床內(nèi)布置許多埋管，流化了的灰渣料層與水通過壁面交換熱量。由于流化床具有優(yōu)良的傳熱特性效果較好。
(3）螺旋給料機式（絞籠式）冷值器。熱灰渣洽絞籠流道前進，水在絞籠外的水冷套內(nèi)逆向流動（當然，也可在絞籠螺片或主軸的水夾套內(nèi)流動）。由于單軸紋籠所能提供的傳熱面積有限，為強化冷卻效果，還可采用雙聯(lián)絞籠，使在同樣出渣流下水冷面積增加約一倍．
接觸式灰渣冷卻裝置的特點是灰渣與冷卻介質(zhì)直接接觸，為不破壞爐渣的物理化學(xué)性質(zhì)，同時也為不產(chǎn)生污水，冷卻介質(zhì)通常為空氣。這種鍋爐控制系統(tǒng)主要有以下兒種形式：(1）流化床冷渣器。即通過流化床埋管間的傳熱使灰渣冷卻．
(2）氣力輸送式冷渣器。高溫灰渣借助于冷渣系統(tǒng)尾部的送風(fēng)機與冷風(fēng)一起吸人輸渣管，在管內(nèi)氣固兩相混合傳熱．達到冷渣的目的。
(3）移動床冷渣器。其結(jié)構(gòu)多樣化，不僅有密相移動床，也有稀相氣流床。(4）混合床冷渣器（流化一移動攀置床冷渣器）.它結(jié)合了流化床和移動床各自的優(yōu)點，實行多層次的逆流冷卻。冷卻風(fēng)分若干層進人冷卻床，并使上部床層流化，而下部床層處于移動床工況．熱渣首先進人流化床，利用其傳熱好的特點迅速冷卻至300℃ 左右，然后進人移動床，利用其逆流傳熱特性進一步冷卻．由于移動床壓力損失小，送入移動床的冷風(fēng)經(jīng)初步加熱后仍可作為上部流化床的流化介質(zhì)。
（一）水冷螺旋給抖機式冷渣器
水冷螺旋給料機式冷渣器，簡稱水冷螺旋冷渣器，俗稱水冷絞籠，屬于間接式冷渣器。采用水冷螺旋冷渣器的除渣系統(tǒng)。
水冷螺旋冷渣器是使用最普遍的冷渣器之一。其結(jié)構(gòu)與螺旋給料機所不同的是螺旋葉片軸為空心軸，內(nèi)部通有冷卻水，外殼也是雙層結(jié)構(gòu)，中間有水通過。爐渣進人螺旋冷渣器后，一邊被旋轉(zhuǎn)攪拌輸送，一邊被軸內(nèi)和外殼夾層內(nèi)流動的冷卻水冷卻。為增加螺旋冷渣器的冷卻面積，防止葉片過熱變形，有的螺旋冷渣器的葉片制成空心狀．與空心軸連為一體充滿冷卻水；還有的冷值器采用雙螺旋軸或多螺旋軸結(jié)構(gòu)。雙螺旋軸水冷紋籠，該水冷紋籠主要由旋轉(zhuǎn)接頭、料槽、機座、機蓋、螺旋葉片軸、密封與傳動裝置等組成。
循環(huán)流化床鍋爐的灰渣進入雙螺旋水冷絞籠后，在兩根轉(zhuǎn)動方向相反的螺旋葉片作用下，作復(fù)雜的空間螺旋運動，運動著的熱灰渣不斷地與空心葉片、軸及空心外殼接觸，其熱量由空心葉片、軸及空心外殼內(nèi)流動的冷卻水帶走，冷卻下來的灰渣經(jīng)出口排掉，完成整個輸送與冷卻過程。水冷螺旋冷渣器的出渣能力取決于設(shè)計參數(shù)，如絞籠（葉片）外徑、軸徑以及轉(zhuǎn)速．顯然，冷卻效果與轉(zhuǎn)速有關(guān)。同一幾何尺寸下，轉(zhuǎn)速越高則灰渣停留時間越短，出渣溫度越高，一般推薦絞籠轉(zhuǎn)速為20-60r/min . 
水冷螺旋冷渣器具有體積刁、占地面積小、容易布置、冷卻效率較高等優(yōu)點，而且這種裝置由于不送風(fēng)，灰渣再燃的可能性很小。但與接觸式灰渣冷卻裝置，譬如流化床冷渣器或移動床冷渣器相比，其傳熱系數(shù)較小，因此需要的體積較大。在運行中也出現(xiàn)了一些問題，如絞籠進口處葉片和外壁的磨損，導(dǎo)致水夾套磨穿漏水，增加了灰處理的困難，為了防止漏水，水冷螺旋冷渣器安裝時往往進口向下傾斜。另外，還存在軸和葉片受熱變形扭曲、堵渣、電動機過載等問題．其他的缺點還有：① 對金屬材料要求高，制造工藝比較復(fù)雜，設(shè)備的初投資較大；② 由于很難選擇性排渣，使石灰石利用率和撤料的姍燒效率降低，增加了運行成本；③ 由于螺旋冷渣器較長，運行中被金屬條或其他硬物卡死時易造成斷軸等機械故障。
近年來，隨著不斷地改進與完善，水冷螺旋冷渣器作為單級或第二級冷渣器，目前已被廣泛地應(yīng)用于循環(huán)流化床鍋爐中。
（二）風(fēng)冷式冷渣器
風(fēng)冷式冷渣器主要是利用流化介質(zhì)（空氣或煙氣）與灰渣逆向流動完成熱量交換，從而使灰渣冷卻，屬于接觸式冷渣器。風(fēng)冷式冷渣器種類很多，但主要是流化床冷渣器、移動床冷渣器、混合床冷渣器和氣力輸送式冷渣器四種．其中，根據(jù)系統(tǒng)布置的不同，流化床冷渣器又有單流化床和多室流化床之分．