循環流化床鍋爐之除渣除灰系統

一、除波系統
在循環流化床鍋爐嫩燒過程中．床料（或物料）一部分飛出爐膛參與循環或進人尾部煙道，一部分在爐內循環。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．或者爐內料層較厚時也需要從爐床底部排出一定量的爐渣。循環流化床沒有滋流口，主要以底渣形式從爐膛底部的出渣口排出．
爐渣的輸送方式和輸送設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℃ ），一般采用冷風輸送方式，即在輸渣過程中爐渣經冷風冷卻后被送人渣倉內再裝車運出．這種除渣方式的缺點是冷卻灰渣需要大量的冷風，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、未設冷渣器的小型循環流化床鍋爐。對于中等容量以上的循環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．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。氣力輸送方式系統簡單、投資小，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愉送．
如果采用爐內石灰石脫硫技術，循環流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．滬渣含碳量很低（一般為l 寫～2 腸），排出的灰渣中還含有大量的生石灰和硫酸鈣。循環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。

二、冷渣器
循環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，如果灰渣不經冷卻，，此時爐灰渣物理熱損失可達2％以上；另外，一般的灰處理設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的燃料和脫硫劑顴粒，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，在將爐渣排至灰處理系統之前，需要安全可靠地將高溫爐渣冷卻至一定的允許溫度之內（100℃左右）, 爐渣的冷卻通過冷渣器來完成。并盡可能地回收高溫灰渣的物理熱以改善鍋爐的熱效冷渣器是循環流化床鍋爐除渣系統中的重要部件。實際冷渣器的不正常工作常常是導致被迫減負荷甚至停爐的主要原因之一。按爐值運動方式的不同，冷渣器可分為流化床式、移動床式、混合床率上冷渣器種類繁雜式及螺旋給料機式等；按冷卻介質的不同，冷渣器又可分為水冷式、風冷式和風水共冷式三種．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在不同流道中流動，通過間接方式進行換熱，作冷卻介質的場合。而后者財指兩者直接混合進行傳熱，一般用于空氣間接式冷渣器的具體結構大致有以下幾種：
( ”管式冷渣器。其中最簡單的是單管式冷渣器，高溫渣在管內流動，水在管外逆向流動，二者通過管壁交換熱水鍋爐控制柜. (2）流化床省煤器．在流化床內布置許多埋管，流化了的灰渣料層與水通過壁面交換熱水鍋爐PLC控制系統，由于流化床具有優良的傳熱特性，效果較好。(3）螺旋給料枷戈（絞籠式）冷渣器。熱灰渣洽紋籠流道前進，水在絞籠外的水冷套內逆向流動（當然，也可在絞籠螺片或主軸的水夾套內流動）。由于單軸絞籠所能提供的傳熱面積有限，為強化冷卻效果，還可采用雙聯絞籠，使在同樣出渣流最下水冷面積增加約一倍，為不破壞爐渣的物理化學性質，接觸式灰渣冷卻裝置的特點是灰渣與冷卻介質直接接觸，為不破壞爐值的，同時也為不產生污水，冷卻介質通常為空氣。這種系統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尾部的送風機與冷風一起吸人輸渣管，在管內氣固兩相混合傳熱，達到冷渣的目的。

(3）移動床冷渣器。

(4）混合床冷渣器

其結構多樣化，不僅有密相移動床，也有稀相氣流床。它結合了流化床和移動床各自的優點，

實行多層次的逆流冷卻。冷卻風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，送入移動床的冷風經初（流化一移動聾置床冷渣器）步加熱后仍可作為上部流化床的流化介質。（一）水冷螺旋給料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。水冷螺旋冷渣是使用最普遍的冷渣器之一。其結構與螺旋給料機所不同的是螺旋葉片軸為空心軸，內部通有冷卻水，外殼也是雙層結構，中間有水通過。旋轉攪拌輸送，一邊被軸內和外殼夾層內流動的冷卻爐渣進人螺旋冷渣器后，一邊被水冷卻。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；還有的冷渣器采用雙螺旋軸或多螺旋軸結構。雙螺旋軸水冷紋籠，該水冷紋籠主要由旋轉接頭、料槽、機座、機蓋、螺旋葉片軸、封與傳動裝置等組成。循環流化床鍋爐的灰渣進人雙螺旋水冷絞籠后，在兩根轉動方向相反的螺旋葉片作用下，作復雜的空間螺旋運動，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、軸及空心外殼內流動的冷卻水帶走，冷卻下來的灰渣經出口排掉，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計參數，如絞籠（葉片）外徑、軸徑以及轉速．顯然，冷卻效果與轉速有關．同一幾何尺寸下，轉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、冷卻效率較高等優點，而且這種裝置由于不送風，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，其傳熱系數較小，因此需要的體積較大。在運行中也出現了一些問題，如絞籠進口處葉片和外壁的磨損，導致水夾套磨穿漏水，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，制造工藝比較復雜，設備的初投資較大，由于很難選擇性排渣，使石灰石利用率和燃料的嫩燒效率降低，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，目前已被廣泛地應用于循環流化床鍋爐中。鍋爐控制柜