CN201697142U - 锅炉湿式除渣系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种锅炉湿式除渣系统，包括捞渣机和换热器。捞渣机位于锅炉下方且具有用以承接锅炉底渣的水槽。换热器包含一换热面，该换热面一侧引入水槽中的水作为第一换热介质，换热面另一侧为流动的第二换热介质，用以吸收水槽中的水的能量。在本实用新型的一个方案中，第二换热介质可为空气，由锅炉的送风机或一次风机提供，并且被加热后与送风机或一次风机的冷风一起被输送到用于锅炉的空气预热器中。在本实用新型的另一方案中，其中第二换热介质可为凝结水，由汽轮机凝结水系统的一级或多级低压加热器提供，并且被加热后输送到一级或多级低压加热器。由此，炉渣的余热可被回收，简化了湿式除渣系统的结构且降低了用水量。

Description

锅炉湿式除渣系统

技术领域

本实用新型涉及燃煤锅炉的除渣，尤其是涉及一种锅炉湿式除渣系统。

背景技术

对于火力发电厂的锅炉机械除渣系统，目前广泛使用以下两种技术，其一是采用刮板捞渣机的湿式除渣系统，其二是采用钢带排渣机的风冷干式除渣系统。

刮板捞渣机湿式除渣系统的设备主要由水浸式刮板捞渣机、捞渣机到渣仓的炉渣输送设备、渣仓、溢流水池、沉淀池、缓冲水池以及相关的冷渣水泵、冲洗水泵、排污泵、渣系统补水泵等组成。锅炉的底渣自锅炉出渣口、渣井落入刮板捞渣机上部水槽，经水槽中的水冷却裂化后，由刮板捞渣机输送送入渣仓，由汽车或其它机械方式运走。刮板捞渣机的溢流水和渣仓析水通过沟道(或管道)引入布置在刮板捞渣机附近的溢流水池中，由溢流水泵输送至沉淀池(或高效浓缩机)进行澄清处理。经沉淀处理的水由系统中所设的贮水池收集，作为底渣系统的水源，由系统中配置的冷渣水泵和冲洗水泵，输送回底渣系统循环使用。由于该湿式除渣系统采用的是闭式循环水系统，渣水呈碱性，渣水管道及水池易结垢，故通常渣水系统中还设有化学加药系统，以调节循环水的酸碱度，减缓结垢现象。系统运行中存在蒸发、损失及物料带走等水耗，需要定期补充。

湿式除渣系统的主要优点是采用水作为冷却介质，高温炉渣在刮板捞渣机的水槽中进行裂化，渣冷却后的温度较低，可较为有效地分解大块的炉渣。而湿式除渣系统的主要缺点是耗电量大，无法利用炉渣的余热，运行水耗较大。水循环的系统中除了配置多种泵之外，还配置了多种不同功能的水箱、水池和冷却塔(如需要)，系统较复杂，占地面积大，故障点多。

风冷干式除渣系统的设备主要由炉底排渣装置、钢带排渣机、排渣机到渣仓的炉渣输送设备、碎渣机、渣仓等组成。锅炉的底渣自锅炉出渣口，渣井、液压关断门经过挤压头的预破碎后，落到输送钢带上。少量环境空气从钢带机头部及侧面风口吸入逆向进入，冷却炉渣和输送钢带，在使灰渣和输送带冷却的同时，空气将锅炉辐射热和灰渣显热吸收，空气温度升高并被吸入处于负压状态的炉膛。炉渣经排渣机完成冷却，并输送进入碎渣机被破碎，通过输送系统(机械或气力系统)进入渣仓，由汽车或其它机械方式运走。

干式除渣系统的主要优点是系统耗水，不产生废水(仅仅对于采用柔性密封的干式除渣系统而言，对于采用水封的干式除渣系统也消耗一些水量并产生废水)，可回收炉渣的余热，提高锅炉效率，系统的电耗较低。而干式除渣系统的主要缺点是系统的重要运行参数不易控制，偏离设计值较多。如果冷却炉渣的空气量过低地偏离设计值，则炉渣温度高于150℃～200℃，炉渣冷却不足危害后续输送设备和运行人员安全。如果冷却炉渣的空气量过高地偏离设计值，例如高于1％～1.5％的锅炉总进风量，则进入锅炉炉膛的空气温度低于250℃，导致锅炉燃烧不稳定，进入炉膛的冷风比例过高，锅炉效率反而下降。另外，干式除渣系统炉渣的冷却采用空气自然冷却，冷却效果较差，对大块渣不易冷透，对锅炉渣量变化的适应性不强。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种锅炉湿式除渣系统，通过引入换热器来结合干式除渣系统的特征，从而额外获得节水，可回收炉渣余热的效果。

本实用新型为解决上述技术问题而采用的技术方案是提出一种锅炉湿式除渣系统，包括捞渣机和换热器。捞渣机位于锅炉下方且具有用以承接锅炉底渣的水槽。换热器包含一换热面，该换热面一侧引入水槽中的水作为第一换热介质，换热面另一侧为流动的第二换热介质，用以吸收水槽中的水的能量。

在上述的锅炉湿式除渣系统中，第二换热介质可为空气，由用于锅炉的送风机或一次风机提供，并且加热后的空气与送风机或一次风机的冷风一起被输送到用于锅炉的空气预热器中。

在上述的锅炉湿式除渣系统中，还包括一汽轮机发电机组，包括汽轮机、一级或多级低压加热器、以及发电机，其中第二换热介质为凝结水，由所述一级或多级低压加热器提供，并且加热后的凝结水被输送到一级或多级低压加热器。

在上述的锅炉湿式除渣系统中，换热器是与水槽结合以引入水槽中的水，换热器设于水槽中。

在上述的锅炉湿式除渣系统中，还包括一溢流水箱，与水槽相通以从所述水槽引入溢流水，且换热器是设于溢流水箱中。

在上述的锅炉湿式除渣系统中，溢流水箱包括第一功能区和第二功能区，第一功能区引入溢流水，换热器是设于第一功能区中，溢流水在第一功能区中冷却、沉淀后溢流入第二功能区。

本实用新型由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有如下显著优点：

(1)本实用新型可节约发电机组的燃料耗量。本实用新型通过水-空气换热器将锅炉排出的炉渣的热量转换为进入锅炉的空气热量，直接减少锅炉的燃料耗量。或利用水-水换热器将锅炉排出的炉渣热量转换到汽轮机凝结水系统中，排挤部分低压加热器中的抽汽，可增加汽轮发电机的发电量，间接节约机组的燃料耗量。

(2)本实用新型大大简化了除渣系统，系统设备减少，占地面积降低，系统的运行成本和投资成本低。

(3)与现有的干式除渣系统相比，本实用新型不增加进入锅炉炉膛的冷风，不会导致锅炉效率下降，反而能提高锅炉效率。

(4)本实用新型渣水的冷却后温度更低，可增强炉渣的裂化效果，对大块渣易冷透，可增加除渣系统对锅炉渣量变化和锅炉燃煤种类的适应性。

附图说明

为让本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明，其中：

图1示出本实用新型第一实施例的除渣系统。

图2示出本实用新型第二实施例的除渣系统。

图3示出本实用新型第三实施例的除渣系统。

图4示出本实用新型第四实施例的除渣系统。

具体实施方式

概要地说，本实用新型的实施例涉及一种锅炉湿式除渣系统，包括一具有水槽的捞渣机，其设于锅炉下方，锅炉的底渣自锅炉出渣口、渣井落入捞渣机的水槽，经水槽中的水冷却裂化后，由刮板捞渣机输送送入渣仓，由汽车或其它机械方式运走。再者，引入换热器来交换水槽中的水的热量。换热器典型地由换热面、位于换热面一侧的第一换热介质、以及位于换热面另一侧的第二换热介质组成。在此，换热面一侧引入水槽中的水作为第一换热介质，而换热面另一侧引入流动的第二换热介质，用以吸收水槽中的水的能量。

在本实用新型的实施例中，第二换热介质可有多种形式，例如，第二换热介质可为空气，吸收热量而被加热的空气可被输送到锅炉中，以实现炉渣余热的回收。再如，第二换热介质可为凝结水，凝结水被加热后，可被输送到汽轮发电机组的低压加热器中，实现能量的回收。

另外在本实用新型的实施例中，换热器引入水槽中的水作为第一换热介质可有多种形式，在后述的实施例中将举例说明换热器的设置。

第一实施例

图1示出本实用新型第一实施例的除渣系统。参照图1所示，本实施例中每台锅炉100配备一台水浸式刮板捞渣机110、一个溢流水箱120、一个水-空气换热器130、以及渣仓(图未示)。炉渣从锅炉100的底部通过渣井掉入水浸式刮板捞渣机110，在水浸式刮板捞渣机110中的水槽112中冷却并裂化后通过水浸式刮板捞渣机输送进入渣仓。在此过程中，水浸式刮板捞渣机水槽中的水被炉渣加热。

水浸式刮板捞渣机110的水槽112上部设置溢流口，水槽112中的水通过溢流口，溢流水流入溢流水箱120。溢流水箱120的主要功能是热交换，还可以有沉淀溢流水，方便检修等附加功能。

在一实施例中，溢流水箱120可以如图1所示分隔成两个功能区122、124，第一功能区122中布置换热面132。由此在第一功能区122中形成一个水-空气换热器130，其一侧的换热介质为水，另一侧的换热介质为流动的空气。在本实施例中，空气是由锅炉的一次风机140(或送风机150)出口的支路风道提供。

溢流水在第一功能区122经冷却、沉淀后溢流入第二功能区124中，由循环水泵170送回水浸式刮板捞渣机的水槽112中。合理设计水-空气换热器的换热面积、冷却空气的流量和回水流量，可使得回水与水槽中的水混和后水温保持在合理的数值(例如，不高于60℃)。

经过加热后的空气与一次风机140(或送风机150)出口的主路风道汇合后进入锅炉空气预热器160，最终被送入锅炉100以实现热量的回收。

第二实施例

图2示出本实用新型第一实施例的除渣系统。参照图2所示，本实施例中每台锅炉200配置一台水浸式刮板捞渣机210、一个水-空气换热器230、以及渣仓(图未示)。炉渣从锅炉200的底部通过渣井掉入水浸式刮板捞渣机210，在水浸式刮板捞渣机210中的水槽212中冷却并裂化后通过水浸式刮板捞渣机210输送进入渣仓。在此过程中，水浸式刮板捞渣机的水槽212中的水被炉渣加热。

在水浸式刮板捞渣机的水槽212的一侧，或两侧，或下部，或其它位置设置水-空气换热器230，使换热器与水槽结合为一体。水-空气换热器230的换热面232的水侧与刮板捞渣机的水槽212相联通，以水槽212中的水为水-空气换热器一侧的换热介质。换热面232另一侧的换热介质为流动空气。在本实施例中，空气是由锅炉的一次风机240(或送风机250)出口的支路风道提供。合理设计水-空气换热器的换热面积、冷却空气的流量，使得经过空气冷却后水槽中的水温保持为不高于60℃。经过加热后的风与一次风机240(或送风机250)出口的主路风道汇合后进入空气预热器260，最终被送入锅炉200以实现热量的回收。

以上两个实施例采用空气作为将能量从废水中回收的换热介质。计算锅炉效率时，把锅炉看作一个封闭的热力系统。锅炉的总输入热量等于所有进入锅炉物质的总热焓加燃料燃烧的发热量，也等于锅炉的总输出热量。锅炉的总输出热量中的一部分——排入汽轮机的蒸汽焓可用来发电，其它部分如炉渣、烟气等带走的焓不能用来发电，是浪费的热量。因此，如果锅炉的总输入热量一定，进入锅炉的空气中的热量越多，则可以减少发电机组需要的燃料量。因此，利用炉渣的热量通过换热设备转换为进入锅炉的空气热量，即可以减少发电需要的燃料量。因此，上述第一和第二通过水-空气换热器通过利用锅炉炉渣的热量，起到了“变废为宝”的作用，实现减少发电机组的燃料耗量的目的。

第三实施例

图3示出本实用新型第三实施例的除渣系统。参照图3所示，本实施例中每台锅炉300设置一台水浸式刮板捞渣机310、一个溢流水箱320、一个水-水换热器330、以及渣仓(图未示)。炉渣从锅炉300的底部通过渣井掉入水浸式刮板捞渣机310，在水浸式刮板捞渣机的上部水槽312中冷却并裂化后通过水浸式刮板捞渣机310输送进入渣仓。在此过程中，水浸式刮板捞渣机的水槽312中的水被炉渣加热。

水浸式刮板捞渣机310的上部水槽312设置溢流口，水槽中的水通过溢流口，溢流水流入溢流水箱320。溢流水箱320的主要功能是热交换，还可以有沉淀溢流水，方便检修等附加功能。

在一实施例中，溢流水箱320可以分隔成两个功能区322、324，第一功能区322中布置换热面332。由此在第一功能区322中形成一个水-水换热器330，其中一侧的换热介质为溢流水，另一侧的换热介质为凝结水。凝结水来源于汽轮发电机组340的凝结水系统，即来源于某一级低压加热器343出口或若干级低压加热器343出口的汇总，凝结水由凝结水升压泵346升压后通过水-水换热器吸热后回到某一级低压加热器进口或出口，即水-水换热器330与某一级或若干级低压加热器343在凝结水流程上呈串联或并联或即有串联又有并联的关系。

汽轮发电机组340包含汽轮机341、发电机342，汽轮机的热力系统中包含凝汽器344、凝结水泵345以及凝结水升压泵346。在另一实施例中，如凝结水泵的扬程足够，也可不设置凝结水升压泵346。

另一方面，溢流水在溢流水箱320中经冷却、沉淀后溢流入第二功能区324，由循环水泵370送回水浸式刮板捞渣机的水槽312中。合理设计水-水换热器的换热面积、凝结水的流量和回水流量，使得回水与水槽中的水混和后水温保持为不高于60℃。

第四实施例

本实施例中每台锅炉400配置一台水浸式刮板捞渣机410、一个水-水换热器420、以及渣仓(图未示)。炉渣从锅炉400的底部通过渣井掉入水浸式刮板捞渣机410，在水浸式刮板捞渣机中的水槽412中冷却并裂化后通过水浸式刮板捞渣机410输送进入渣仓。在此过程中，水浸式刮板捞渣机水槽412中的水被炉渣加热。

在水浸式刮板捞渣机的水槽的一侧，或两侧，或下部，或其它位置设置水-水换热器430，使换热器与水槽结合为一体。水-水换热器430的换热面432的水侧与刮板捞渣机的水槽412相联通，以水槽412中的水为水-水换热器一侧的换热介质。换热器另一侧的换热介质为凝结水。凝结水来源于汽轮发电机组440的凝结水系统，即来源于某一级低压加热器出口或若干级低压加热器443出口的汇总，凝结水由凝结水升压泵446升压后通过水-水换热器430吸热后回到某一级低压加热器443进口或出口，即水-水换热器与某一级或若干级低压加热器在凝结水流程上呈串联或并联或即有串联又有并联的关系。合理设计水-水换热器的换热面积、凝结水的流量，可使得经过凝结水冷却后水槽中的水温保持为不高于60℃。

汽轮发电机组440包含汽轮机441、发电机442，汽轮机的热力系统中包含凝汽器444、凝结水泵445以及凝结水升压泵446

在另一实施例中，如凝结水泵的扬程足够，也可不设置凝结水升压泵446。

本实用新型的第三和第四实施例将汽轮机凝结水系统中的凝结水通过间接换热的方式冷却炉渣并被炉渣加热后返回汽轮机凝结水系统。由于凝结水温度的上升排挤了部分低压加热器中的抽汽，在汽轮机进汽量不变的情况下，被排挤的抽汽在汽轮机内膨胀做功，在发电机组煤耗量不变的情况下增加了汽轮发电机的发电量，同理，在汽轮发电机发电量不变的情况下，可节约发电机组的燃料耗量。

综上所述，本实用新型的实施例采用换热器回收炉渣的热量，以锅炉一次风机(或送风机)出口的冷风，或以凝结水为回收热量的媒介，回收的热量可返回锅炉系统也可返回汽轮机凝结水系统。本实用新型不增加进入锅炉的风量，避免了现有干式除渣系统锅炉漏风量大，易导致锅炉效率下降的缺点。而且本实用新型简化了现有湿式除渣系统的渣水冷却系统，降低了运行的水耗和电耗。

另外，现有的湿式除渣系统和干式除渣系统对炉渣的冷却都采用空气自然冷却的方式。这种冷却方式换热系数小，因此需要大量的冷却面积和介质，因此现有除渣系统复杂，设备多，还影响锅炉效率。本实用新型采用空气(或水)强制冷却，这种冷却方式换热系数高，因此本实用新型系统简单，炉渣的冷却效果好。

以某1000MW机组为例，锅炉每小时产生渣量11t，锅炉平均排渣温度1000℃。如果采用第一实施例，通过冷一次风间接冷却炉渣，可冷却至100℃。可从炉渣中置换热量2713KW的热量，并输入锅炉，降低发电标准煤耗0.317g/Kw.h，按发电机组年利用小时5500小时计，每年每台发电机组可节约约1734吨标准煤。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本实用新型的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (6)

1.一种锅炉湿式除渣系统，包括捞渣机和换热器，所述捞渣机位于锅炉下方且具有用以承接锅炉底渣的水槽，所述换热器包含一换热面，所述换热面一侧引入水槽中的水作为第一换热介质，所述换热面另一侧为流动的第二换热介质，用以吸收水槽中的水的能量。

2.如权利要求1所述的锅炉湿式除渣系统，其特征在于，所述第二换热介质为空气，所述空气由用于所述锅炉的送风机或一次风机提供，并且加热后的空气与所述送风机或一次风机的冷风一起被输送到用于所述锅炉的空气预热器中。

3.如权利要求1所述的锅炉湿式除渣系统，其特征在于，还包括一汽轮机发电机组，所述汽轮发电机组包括汽轮机、一级或多级低压加热器、以及发电机，其中所述第二换热介质为凝结水，所述凝结水由所述一级或多级低压加热器提供，并且加热后的凝结水被输送到所述一级或多级低压加热器。

4.如权利要求1-3任一项所述的锅炉湿式除渣系统，其特征在于，所述换热器是与所述水槽结合以引入水槽中的水，所述换热器是设于所述水槽中。

5.如权利要求1-3任一项所述的锅炉湿式除渣系统，其特征在于，还包括一溢流水箱，与所述水槽相通以从所述水槽引入溢流水，所述换热器是设于所述溢流水箱中。

6.如权利要求5任一项所述的锅炉湿式除渣系统，其特征在于，所述溢流水箱包括第一功能区和第二功能区，所述第一功能区引入所述溢流水，所述换热器是设于所述第一功能区中，所述溢流水在所述第一功能区中冷却、沉淀后溢流入所述第二功能区。

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