专利名称：冷灰器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及锅炉配套使用设备，尤其涉及冷灰器。
背景技术：
循环流化床锅炉是20世纪70年代末发展起来的一种高效率低污染的锅炉。外置 式换热器是循环流化床锅炉热灰循环系统的核心部件，在不同的运行工况下，可通过调节 外置式换热器内的返灰流量达到灵活调节锅炉负荷的目的。 例如，对于带有外置式换热器的、采用循环流化床锅炉的垃圾焚烧系统，在外置式 换热器或返料器中，时常要根据需要，将其中的热灰向炉外排放。图l示出了带有外置式换 热器103的、采用循环流化床锅炉的垃圾焚烧系统的简单结构示意图。在该系统中，外置式 换热器兼具返料器的功能。其工作原理是物料在炉膛101中燃烧，产生高温飞灰，该高温 飞灰经过分离器102的作用，分离出高温烟气和高温灰，高温烟气进入垃圾焚烧系统的其 他后续处理装置105 ;该高温灰通常为800 90(TC，其一部分需要与外置换热器103相互 作用，形成低温灰并经返料器104返回到炉膛中，另外一部分高温灰则根据实际需要直接 排到炉外。循环流化床正是通过低温灰与直接排出炉外的高温灰的比例关系，实现了床温、 汽温、锅炉负荷的灵活调节。 从以上的分析中可知，采用循环流化床锅炉的垃圾焚烧系统在实际运行中经常需 要排出将近800 900°C的热态的高温灰，而现在一种通常的做法是高温灰不做任何处理 直接排放，存在问题是 第一，加大了灰渣物理热损失，降低了循环流化床焚烧炉的效率，白白浪费掉很多 热能，热能不能充分回收利用； 第二、由于直接排放掉的灰温度很高，存在安全隐患。
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冷灰器，通过该冷灰器，可以有效冷
却从外置换热器中排放的高温灰，进而提高循环流化床热能回收利用的效率。 为了解决上述问题，本实用新型公开了一种冷灰器，该冷灰器包括进灰口、冷灰本
体及出灰口 ，所述冷灰器还包括至少两层冷却壁，所述冷却壁设置于所述冷灰本体内，相邻
冷却壁间形成有空腔，其中，每一层冷却壁包括热交换管以形成冷却通路，所述冷却通路的
两端分别为冷却介质入口和冷却介质出口 。 优选地，所述热交换管为蛇形管。 优选地，所述蛇形管包括多段首尾相接的子段，所述冷灰器还包括传热部件，所述
传热部件连接于所述蛇形管的相邻子段之间。 优选地，所述传热部件为钢板。 优选地，所述冷却介质入口设置于所述冷却壁靠近所述出灰口处，所述冷却介质 出口设置于所述冷却壁靠近所述进灰口处。[0013] 优选地，所述冷灰器还包括与所述出灰口相连通的输料控制装置，所述输料控制 装置内设置有调速电机。 在本实用新型中冷灰器的冷灰本体中包括的至少两层冷却壁，并且相邻冷却壁 间形成有空腔，每一层冷却壁包括多个热交换管，多个热交换管首尾相接，用于构成冷却通 路，当高温灰从所述空腔中通过时，能够充分与冷却通路中的热交换管相接触，从而有效冷 却从外置式换热器中排放的高温灰，进而提高循环流化床热能回收利用的效率，避免了由 于现有技术中高温灰直接排放所带来的热能不能充分利用等问题。
图1是现有技术中的循环流化床简单结构示意图； 图2是根据本实用新型一实施例冷灰器的简单结构框图； 图3是根据本实用新型冷灰器实施例的结构示意图； 图4是根据图3所示的本实用新型冷灰器实施例A-A向的剖视图； 图5是根据本实用新型冷灰器另一实施例的结构示意图； 图6是根据图5所示的冷灰器实施例B-B向的剖视图； 图7是包含有冷灰器的锅炉系统的简单结构示意图。
具体实施方式为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，
以下结合附图和具 体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
图2是根据本实用新型一实施例的冷灰器的简单结构框图，该冷灰器包括进灰口 201、冷灰本体202及出灰口 203，高温灰经过热进灰口 201进入冷灰本体，在冷灰本体内冷 却后通过出灰口排出，达到冷却热灰的目的。 实施例一 图3是根据本实用新型另一实施例的冷灰器的结构示意图，图4是根据图3所示 的冷灰器沿A-A向的剖视图。该实施例中，冷灰器包括进灰口 301、冷灰本体302及出灰口 303，进灰口 301和出灰口 303分别位于冷灰本体302的两端。在冷灰本体302内，包括多 层冷却壁，如405、406、407、408(图3只能看到一层，原因是多层冷却壁在视图上叠加在一 起)，其中，每一层冷却壁包括蛇形热交换管307，以构成了冷却通路，冷却通路的两端设置 有冷却介质入口 305和冷却介质出口 306。从图4中可以看出，本实施例中的冷灰器包括4 层冷却壁，每一层冷却壁由蛇形管子段(如401)组成，相邻冷却壁间形成有空腔402，403， 404。在这里，需要说明的是，图4中的虚线并非实际结构中存在的线，而是为了指示出空腔 402,403,404的具体位置的标识线。 为了达到冷灰效果，在首次采用本实用新型的上述实施例进行冷灰的操作前，优 选的使用方法是将冷灰本体的空腔中预先填置冷灰，如果没有预先填置冷灰，高温灰将直 接快速掉落，无法得到有效的冷却。针对这种情况的处理方法是预先从冷灰器进灰口 301 处，填入适量的冷灰，使冷灰本体302中，相邻冷却壁间形成的空腔402,403,404中充满冷 灰。因此，当需要对高温灰进行冷却时，打开冷灰器的出灰口 303，随着冷灰的逐渐放出，待 冷却的高温灰也逐渐通过冷灰本体中的空腔，与冷却通路中的蛇形热交换管(如307)充分接触，从而，达到充分冷灰的效果，进而提高循环流化床热能回收利用的效率，避免了现有
技术中高温灰直接排放所带来的热能不能充分利用等问题。
实施例二 参照图5、图6，图5是根据本实用新型冷灰器另一实施例的结构示意图；图6是根 据图5所示的冷灰器实施例B-B向的剖视图根据本实用新型冷灰器的一个实施例，包括进 灰口 501、冷灰本体502及出灰口 503，进灰口 501和出灰口 503分别设置于冷灰本体502 的两端。冷灰本体502内设置有7层冷却壁，图5中示出了一层冷却壁(图6中示出了 7 层冷却壁)，其中，每一层冷却壁包括热交换管，该热交换管为蛇形管，由多个子段，如508、 509、510首尾相接组成，构成了冷却通路，该冷却通路为一体成型的，冷却通路的两端分别 为冷却介质入口 505和冷却介质出口 506。相邻冷却壁间形成有6个空腔，如图6所示的 603、604、605、606、607和608。 与实施例一不同的是，该实施例冷灰器还包括传热部件504，该传热部件504连接 于相邻热交换管之间由于相邻传热管相距一定的距离，该距离即为传热空间511，该传热 部件504在传热空间511中分别与子段508、509相连接。在图6中，传热部件与热交换管 的连接关系表示为传热部件601在传热空间内分别与相邻传热管600、602相连接。该传 热部件的作用是与相邻传热管相连接，形成传热管管与传热部件交错排列的冷却壁，相对 于实施例一，增加了高温灰与冷却壁的接触面积，从而，可以达到更好的冷却效果。 如图5所示，在多个进灰口 501处分别设置有闸板阀507，以控制高温灰流入冷灰 器的时间和量的多少。 冷却介质入口 505设置于靠近所述出灰口 503的一端，冷却介质出口 506设置于
靠近进灰口501的一端。在具体实施时，冷却介质可以为低温水或冷水。形成冷却介质自
下而上运行，高温灰自上而下运行的局面，进而能够更好的实现冷却的效果。 此实施例中，传热部件601采用钢板。需要说明的是，钢板只是传热部件的一种优
选形式，本实用新型在此不做限定，也可以采用其他金属材料制成的传热部件。 由图5可见，在本实用新型中的冷灰器中，每一层冷却壁包括多段首尾相接的横
向传热管，如508、509、510，即采用所谓的"蛇形管"构成冷却壁的主体，在实际中，每一片
冷却壁由锅炉受热面专用的无缝钢管及钢板焊接而成，为了强化热灰细颗粒与冷灰器的换
热，冷却壁的传热管错列紧凑式布置。 在实际运行过程中，通过监测焚烧炉炉膛差压及锅炉出口蒸汽参数(例如压力、 温度)来确定是否需要放掉一部分高温灰。例如，当炉膛出口灰浓度增加，需要提高通过外 置换热器排出的高温灰量时候，可通过控制冷灰器闸板阀507增大排灰流量及壁热交换管 的热交换介质来达到目的，例如冷却水的流量。 为了达到冷灰效果，在采用本实用新型的上述实施例进行冷灰的操作前，优选的 使用方法是将冷灰本体的空腔中预先填置冷灰，如果没有预先填置冷灰，高温灰将直接快 速掉落，无法得到有效的冷却。针对这种情况的处理方法是预先从冷灰器进灰口 501处， 填入适量的冷灰，使冷灰本体502中，相邻冷却壁间形成的空腔603、604、605、606、607和 608中充满冷灰。因此，当需要对高温灰进行冷却时，打开冷灰器的出灰口 503，随着冷灰 的逐渐放出，待冷却的高温灰也逐渐通过冷灰本体中的空腔，与冷却通路中的传热管(如 508、 509、 510)充分接触，从而，达到充分冷灰的效果。
5[0036] 为了进一步提高冷灰器的冷灰效果，本实用新型还包括与出灰口 503相连通的输 料控制装置(未示出)，所述输料控制装置内设置有一调速电机，通过调节该电机的转速， 调节高温热灰下降的速率，可以使高温灰更加充分的与壁相接触，使高温灰得到逐步、相对 均匀的冷却。 本实用新型提供的冷灰器的工作过程如下当需要对高温灰进行冷灰时，打开闸 板夹，高温灰经进灰口进入冷灰本体，由于冷灰本体中的冷却装置为多层壁结构，相邻壁形 成空腔，因此，该高温灰可以通过空腔充分与冷却装置充分接触，热阻小，汽固间的温压高， 从而提高整体换热强度，与其他类型的冷灰器相比单位重量的灰冷却能力高出80%左右， 进而提高循环流化床热能回收利用的效率，避免了由于现有技术中高温灰直接排放所带来 的热能不能充分利用等问题。 另外，本实用新型所列举的两个实施例中，涉及的均为"蛇形"热交换管，即热交换 管都是由多段传热管首尾相接组成，如图3，图5所示，但是，需要强调的是，由多段传热管 首尾相接的传热管组成的"蛇形"热交换管并不是热交换管唯一的形式，还可以是其他形 式，比如，仅仅简单的做成"横向的U形"也是可行的。本实用新型在此并不做限定。 本实用新型是以带有外置式换热器的、采用循环流化床锅炉的垃圾焚烧系统为例 进行的说明，但是，本适应新型并不局限于此。本实用新型适于作为各种锅炉系统的冷灰 器。 本实用新型还提供了一种锅炉系统，参照图7，在现有技术中的循环流化床的外置 式换热器703的排灰口 (未示出)下方，相应的设置有上述冷灰器。冷灰器的具体结构在 上面已经做了详细的说明，在此不再赘述。 下面，描述本实用新型锅炉系统的工作原理物料在炉膛701中燃烧，产生高温飞 灰，该高温飞灰经过分离器702的作用，分离出高温烟气和高温灰，高温烟气进入垃圾焚烧 系统的其他后续处理装置705 ;该高温灰通常为800 90(TC，其一部分需要与外置换热器 703相互作用，形成低温灰并经返料器704返回到炉膛中，另外一部分高温灰则通过与冷灰 器706中的冷却壁(未示出)相互的作用，变为相对安全的低温灰。同时，高温灰在冷灰器 706中经过后，由于与冷却通道中的冷却介质进行热交换，冷却介质获得了的热量，该热量 可以在类似于省煤器等其他场合中应用，因此，相对于现有技术而言，减少了高温灰的物理 热损失，提高了锅炉系统的焚烧效率。 本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与 其他实施例的不同之处，各实施例之间相同相似的部分互相参见即可。 以上对本实用新型所提供的冷灰器进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本 实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型 的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体 实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新 型的限制。
权利要求一种冷灰器，其特征在于，包括进灰口、冷灰本体及出灰口，所述冷灰器还包括至少两层冷却壁，所述冷却壁设置于所述冷灰本体内，相邻冷却壁间形成有空腔，其中，每一层冷却壁包括热交换管以形成冷却通路，所述冷却通路的两端分别为冷却介质入口和冷却介质出口。
2. 根据权利要求1所述的冷灰器，其特征在于，所述热交换管为蛇形管。
3. 根据权利要求2所述的冷灰器，其特征在于，所述蛇形管包括多段首尾相接的子段， 所述冷灰器还包括传热部件，所述传热部件连接于所述蛇形管的相邻子段之间。
4. 根据权利要求3所述的冷灰器，其特征在于，所述传热部件为钢板。
5. 根据权利要求4所述的冷灰器，其特征在于，所述冷却介质入口设置于所述冷却壁 靠近所述出灰口处，所述冷却介质出口设置于所述冷却壁靠近所述进灰口处。
6. 根据权利要求5所述的冷灰器，其特征在于，所述冷灰器还包括与所述出灰口相连 通的输料控制装置，所述输料控制装置内设置有调速电机。
专利摘要本实用新型提供了一种冷灰器，所述冷灰器包括进灰口、冷灰本体及出灰口，所述冷灰器还包括至少两层冷却壁，所述冷却壁设置于所述冷灰本体内，相邻冷却壁间形成有空腔，每一层冷却壁包括热交换管以形成冷却通路，所述冷却通路的两端分别为冷却介质入口和冷却介质出口。本实用新型能够有效冷却从外置式换热器中排放的高温灰，进而提高循环流化床热能回收利用的效率，避免了由于现有技术中高温灰直接排放所带来的热能不能充分利用等问题。
文档编号F23G5/46GK201439949SQ20092010998
公开日2010年4月21日 申请日期2009年7月13日 优先权日2009年7月13日
发明者姜鸿安, 李咏梅, 王福核, 韩小武, 马长永, 鲁光明 申请人:北京中科通用能源环保有限责任公司