专利名称：双喷动床式冷渣器及与之配套的回风系统的制作方法
技术领域：
本发明属于循环流化床锅炉的辅机设备，特别涉及一种循环流化床锅炉的底渣冷 却装置及与之配套的回风系统，适用于循环流化床锅炉底渣的冷却及冷渣器所排热空气的处理。
背景技术：
冷渣器是循环流化床锅炉底渣处理系统的关键设备，用于锅炉底渣的选择性排放 和冷却，冷渣器的运行情况直接关系到循环流化床锅炉的连续安全经济运行。流化床冷渣 器凭借其传热系数高、处理渣量大、可实现对锅炉底渣的选择性排放等优点，在国内外得到 了广泛应用。重庆大学研发的复合式冷渣装置(专利号ZL20071009M13. 7)，通过引导底渣 在复合式冷渣装置内实现定向流动以及多点排渣，有效解决了传统流化床冷渣器存在的埋 管磨损、结焦以及堵塞等问题，能够满足机组连续安全经济运行的需要。但由于复合式冷渣 装置采用了过多依赖于水冷仓内间歇性运行的事故大渣排放管(辅助排渣口)的多点排渣 方式，使得事故大渣排放管存在运行可靠性问题。复合式冷渣装置排出的热空气是通过在 锅炉炉膛上专门开设的回风口送回炉膛，并作为二次风的一部分使用的。但是，该部分热空 气在作为二次风的一部分使用时，由于刚性不够，不足以代替等量的二次风，即该部分热空 气不能够完全起到二次风的作用。对于一些没有在锅炉炉膛设置回风口的循环流化床锅炉 而言，冷渣器排出的热空气不能以二次风的形式被送回炉膛，因而使得该部分热空气无法 得到有效回收利用。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种双喷动床式冷渣器及与之 配套的回风系统。解决原有复合式冷渣装置因多点排渣方式带来的事故大渣排放管的运行 可靠性问题；克服冷渣器排出的热空气在作为二次风的一部分使用时存在的刚性不足的问 题；在该部分热空气不能以二次风的形式被送回炉膛加以回收利用时，保证该部分热空气 能够在尾部烟道得以有效回收利用；且能有效提高双喷动床式冷渣器的出力和炽热底渣的 冷却效率。本发明所述的双喷动床式冷渣器包括冷渣器主体、进渣管、分选仓、第一分隔墙、 水冷仓、水冷管束、分离仓隔墙、分离进口烟道、回风管、气固分离装置、气固分离仓、分离排 渣管、主排渣管、密孔板式布风板、风帽式布风板、大渣排放管、分选仓隔墙、水冷仓隔墙等。 冷渣器主体由第一分隔墙和分离仓隔墙分隔成3个仓室，分别为分选仓、水冷仓和气固分 离仓，其中，分选仓和水冷仓上部相通，分离仓隔墙将气固分离仓与水冷仓隔开。分选仓为 喷动床结构，分选仓底部中心位置布置有密孔板式布风板；进渣管安装在分选仓端面，并与 分选仓相通，分选仓的密孔板式布风板上设置有大渣排放管；分选仓的密孔板式布风板为 倾斜布置，靠近进渣管一侧比靠近大渣排放管一侧高，分选仓的密孔板式布风板上方依次 为直口加速段和扩口段。水冷仓为喷动床结构，水冷仓底部为倾斜布置的风帽式布风板，且倾斜方向与分选仓内密孔板式布风板的倾斜方向一致；在风帽式布风板的较低一侧设置有 主排渣管，水冷仓的风帽式布风板上方依次为直口加速段和扩口段；水冷仓内布置有水冷 管束。气固分离仓内设置有气固分离装置，气固分离装置的结构可以是旋风分离器、多管式 除尘器或其它干式气固分离装置，回风管安装在气固分离仓顶部，并与气固分离仓相通，气 固分离仓底部设置有分离排渣管，分离仓隔墙上部开设有分离进口烟道。在大渣排放管和 主排渣管上均依次设置有事故排渣管和旋转排渣阀；分选仓和水冷仓下方均设置独立的风 室。本发明所述的与双喷动床式冷渣器相配套的回风系统由回风管，等压回风风箱 (阶梯型等压回风风箱或者等压风室型等压回风风箱)和喷头组成。其中，回风管的一端设 置在双喷动床式冷渣器的气固分离仓顶部，并与气固分离仓相通，回风管的另一端则与等 压回风风箱相连。等压回风风箱再经喷头与尾部烟道相连。本发明所涉及的双喷动床式冷渣器及与之配套的回风系统克服了现有技术的不 足。解决了原有复合式冷渣装置因多点排渣方式带来的事故大渣排放管的运行可靠性问 题；克服了冷渣器排出的热空气在作为二次风的一部分使用时存在的刚性不足的问题；在 冷渣器排出的热空气不能以二次风的形式进行回收利用时，保证了该部分热空气能够在尾 部烟道得以有效回收利用；且有效提高了双喷动床式冷渣器的出力和炽热底渣的冷却效 率。
图1为本发明实施例1所述的双喷动床式冷渣器的总体结构示意图；图2为图1的A-A剖视图；图3为图1的B-B剖视图；图4为图1的C-C剖视图；图5为图1的D-D剖视图；图6为本发明实施例2所述的双喷动床式冷渣器的总体结构示意图；图7为图6的E-E剖视图；图8为图6的F-F剖视图；图9为图6的G-G剖视图；图10为图6的H-H剖视图；图11为图6的I-I剖视图；图12为本发明实施例3所述的双喷动床式冷渣器的总体结构示意图；图13为本发明的回风系统的示意图；图14为图12中阶梯型等压回风风箱的剖视图；图15为图12中等压风室型等压回风风箱的剖视图。上述附图中，1进渣管，2分选仓，2-1第一分选仓，2-2第二分选仓，3第一分隔墙， 4水冷仓，4-1第一水冷仓，4-2第二水冷仓，5水冷管束，6分离仓隔墙，7分离进口烟道，8回 风管，9气固分离装置，10气固分离仓，11分离排渣管，12风帽，13风帽式布风板，14旋转排 渣阀，15主排渣管，16事故排渣管，17大渣排放管，18风室，19密孔板式布风板，20直口加 速段，21扩口段，22冷渣器主体，23冷却水进口联箱，M冷却水出口联箱，25分选仓隔墙，26水冷仓隔墙，27尾部烟道，28省煤器，29等压回风风箱，29-1阶梯型等压回风风箱，29-2等 压风室型等压回风风箱，30空预器，31喷头。
具体实施例方式下面结合说明书附图和实施例对本发明作进一步说明。实施例1本实施例的一种双喷动床式冷渣器如图1至图5所示，其中冷渣器主体22内部布 置有第一分隔墙3和分离仓隔墙6，并将冷渣器主体22分成三个仓室，分别为分选仓2、水 冷仓4和气固分离仓10。其中，分选仓2和水冷仓4上部相通，分离仓隔墙6将气固分离 仓10与水冷仓4隔开；分选仓2和水冷仓4下方均设置独立的风室18。分选仓2为喷动床 结构，分选仓2底部中心位置布置有密孔板式布风板19，分选仓2的密孔板式布风板19上 方依次设置有直口加速段20与扩口段21 ；进渣管1安装在分选仓2端面，并与分选仓2相 通，在分选仓2的密孔板式布风板19上设置有大渣排放管17 ；分选仓2的密孔板式布风板 19为倾斜布置，靠近进渣管1 一侧比靠近大渣排放管17 —侧高。水冷仓4为喷动床结构， 水冷仓4底部为倾斜布置的风帽式布风板13，且倾斜方向与分选仓2内密孔板式布风板19 的倾斜方向一致，水冷仓4的风帽式布风板13上方依次设置有直口加速段20与扩口段21， 在水冷仓4的风帽式布风板13较低一侧设置有主排渣管15，水冷仓4的风帽式布风板13 的最高处比分选仓2的密孔板式布风板19的最高处低200mm ；水冷仓4内布置有水冷管束 5，冷却水进口联箱23和冷却水出口联箱M分别与水冷管束5的进口和出口相联。气固分 离仓10内设置有气固分离装置9，气固分离装置9由两个旋风分离器并列组成，气固分离仓 10顶部设置有回风管8，气固分离仓10底部设置分离排渣管11，分离仓隔墙6上部开设有 分离进口烟道7。在主排渣管15和大渣排放管17上均依次设置有事故排渣管16及旋转排 渣阀14。实施例2本实施例的一种双喷动床式冷渣器如图6至图11所示，其中第一分隔墙3和分离 仓隔墙6将冷渣器主体22分为分选仓2 (包括第一分选仓2-1和第二分选仓2-2、、水冷仓 4(包括第一水冷仓4-1和第二水冷仓4- 和气固分离仓10 ；分选仓2在沿着第一分隔墙 3的布置方向上的长度等于水冷仓4与气固分离仓10在该方向上的长度之和；分选仓2底 部为倾斜布置的密孔板式布风板19，水冷仓4底部为倾斜布置的风帽式布风板13，水冷仓4 的风帽式布风板13的最高处比分选仓2的密孔板式布风板19的最高处低400mm ；分选仓隔 墙25将分选仓2分为第一分选仓2-1和第二分选仓2-2，并保证第一分选仓2-1和第二分 选仓2-2下部连通；水冷仓隔墙沈将水冷仓4分为第一水冷仓4-1和第二水冷仓4-2，并保 证第一水冷仓4-1和第二水冷仓4-2下部连通。进渣管1安装在第一分选仓2-1端面，并 与第一分选仓2-1相通，在第二分选仓2-2的密孔板式布风板19上设置有大渣排放管17， 在第二水冷仓4-2的风帽式布风板13上设置有主排渣管15。在第二水冷仓4-2与气固分 离仓10之间的分离仓隔墙6的上部开设有分离进口烟道7，第二分选仓2-2与气固分离仓 10之间的分离仓隔墙6将第二分选仓2-2和气固分离仓10完全隔开。本实施例所述的双 喷动床式冷渣器其余结构与实施例1相同。实施例3
本实施例的一种双喷动床式冷渣器如图12所示，其中第一分隔墙3和分离仓隔墙 6将冷渣器主体22分为分选仓2 (包括第一分选仓2-1和第二分选仓2-2、、水冷仓4 (包括 第一水冷仓4-1和第二水冷仓4- 和气固分离仓10 ；分选仓2在沿着第一分隔墙3的布 置方向上的长度等于水冷仓4在该方向的长度。本实施例所述的双喷动床式冷渣器其余结 构与实施例2相同。实施例4本实施例的一种与双喷动床式冷渣器相配套的回风系统如图1、图13和图14所 示，其中，回风管8的一端设置在双喷动床式冷渣器的气固分离仓10顶部，并与气固分离仓 10相通，回风管8的另一端则与阶梯型等压回风风箱相连，阶梯型等压回风风箱四-1 再通过多组结构相同的喷头31与省煤器观和空预器30之间的尾部烟道27相连。阶梯型 等压回风风箱的水平截面形状为阶梯形，从阶梯型等压回风风箱的进风侧算起 依次为第一、第二、……、第N级阶梯，第一、第二、……、第N级阶梯的进风面的面积比为 η (n-1) ... 1。实施例5本实施例的一种与双喷动床式冷渣器相配套的回风系统如图1、图13和图15所 示，其中，回风管8的一端设置在双喷动床式冷渣器的气固分离仓10顶部，并与气固分离仓 10相通，回风管8的另一端则与等压风室型等压回风风箱四_2相连，等压风室型等压回风 风箱四-2再通过多组结构相同的喷头31与省煤器观和空预器30之间的尾部烟道27相 连。下面结合实施例1、实施例4和说明书附图对本发明的工作原理和工作过程作进 一步说明。本发明的工作原理和工作过程如下首先，锅炉排出的高温底渣由进渣管1进入 分选仓2，冷风则由布置在分选仓2底部的密孔板式布风板19进入分选仓2。进入分选仓2 的底渣在所述冷风的作用下，一方面直接与温度较低的冷风进行热交换而降温；另一方面 则实现了对底渣中粗渣、细渣的分选，在保证绝大部分粗渣留在分选仓2内的同时，使得细 渣通过抛射作用翻越第一分隔墙3进入水冷仓4。对于喷动床结构的分选仓2而言，在处 理这种包含粗渣的宽筛分底渣时，依靠底部直口加速段20内的高速气流，加上倾斜布置的 密孔板式布风板19的协同作用，在保证粗渣冷却效果的同时避免了粗渣静止不动而堵塞 分选仓2。冷却后的粗渣进入大渣排放管17并由旋转排渣阀14控制排出。对于喷动床结 构的水冷仓4而言，冷风由布置在水冷仓4底部的风帽式布风板13进入水冷仓4。从分选 仓2进入水冷仓4的底渣在所述冷风及水冷管束5的共同作用下冷却至100 150°C，再经 布置在水冷仓4底部的主排渣管15由旋转排渣阀14控制排出。对于进入水冷仓4的底渣 而言，同样依靠水冷仓4底部直口加速段20内的高速气流保证了底渣在水冷仓4内的流动 性，避免了进入水冷仓4内的底渣静止不动而堵塞水冷仓4。吸热后温度较高且携带有部分 细渣的热空气经分离进口烟道7进入气固分离仓10，气固分离装置9将热空气所携带的细 渣从热空气中分离出来，该部分细渣由气固分离仓10底部的分离排渣管11排入后续输渣 装置，而经气固分离装置9处理后的热空气则通过回风管8经阶梯型等压回风风箱均 勻地引送至省煤器观与空预器30之间的尾部烟道27，保证了双喷动床式冷渣器排出的热 空气能够在尾部烟道27得以有效回收利用。
与现有技术相比，本发明具有以下特点(1)双喷动床式冷渣器的分选仓2和水冷 仓4均为喷动床结构。双喷动床式冷渣器依靠分选仓2和水冷仓4内底部直口加速段20内 的高速气流，保证了底渣在双喷动床式冷渣器内的流动性，从根本上避免了传统流化床冷 渣器因底渣流动性不佳而导致的堵渣、结焦等问题；与此同时，由于底渣在双喷动床式冷渣 器内有着很好的流动性，因此无需设置事故大渣排放管，进而也解决了原有复合式冷渣装 置在运行过程中，因多点排渣方式带来的事故大渣排放管的运行可靠性问题。(2)双喷动床 式冷渣器内设置了气固分离装置9，使得双喷动床式冷渣器在将其所排热空气中夹带的细 渣分离出来，进而有效降低热空气中的固相浓度及回风管8磨损的前提下，通过减小设置 在锅炉炉膛与双喷动床式冷渣器之间的回风管的尺寸并提高热空气返回炉膛时的风速，有 效提高了热空气的刚性，进而使该部分热空气能够真正起到二次风的作用。(3)在锅炉炉膛 没有设置回风口、进而不能将双喷动床式冷渣器排出的热空气以二次风的形式送回炉膛加 以回收利用时，将在气固分离仓10内经气固分离装置9处理过的热空气，通过与双喷动床 式冷渣器相配套的回风系统均勻地引至省煤器28与空预器30之间的尾部烟道27，保证了 双喷动床式冷渣器排出的热空气能够在尾部烟道27得以有效回收利用。由于热空气经气 固分离处理过后，其含尘浓度低于锅炉烟气的含尘浓度，再加上热空气是通过等压回风风 箱四均勻地引送至尾部烟道27，并且双喷动床式冷渣器排出的热空气量远低于锅炉烟气 量，因而既不会引起尾部烟道27的磨损问题，也不会对尾部烟道27原有的烟气流场造成显 著影响。(4)对于双喷动床式冷渣器而言，在炉膛与双喷动床式冷渣器之间没有循环流动的 底渣，进而有效提高了双喷动床式冷渣器的出力和炽热底渣的冷却效率，并减少了回风管8 的磨损。
权利要求
1.一种双喷动床式冷渣器，包括冷渣器主体(22)、第一分隔墙(3)、分离仓隔墙(6)、分 选仓O)、水冷仓G)、气固分离仓(10)、密孔板式布风板(19)、风帽式布风板(13)、分离排 渣管(11)、气固分离装置(9)、分离进口烟道(7)、回风管(8)，其中，冷渣器主体02)由第 一分隔墙C3)和分离仓隔墙(6)分隔成3个仓室，分别为分选仓O)、水冷仓(4)和气固分 离仓(10)，分选仓( 为喷动床结构，分选仓( 底部倾斜布置有密孔板式布风板(19)，水 冷仓(4)底部倾斜布置有风帽式布风板(13)，分选仓( 和水冷仓(4)上部相通，分离仓 隔墙(6)将气固分离仓(10)与水冷仓(4)隔开，其特征在于水冷仓(4)为喷动床结构，水 冷仓⑷的风帽式布风板(13)的最高处比分选仓(2)的密孔板式布风板(19)的最高处低 200 400mm，在水冷仓(4)与气固分离仓(10)之间的分离仓隔墙(6)的上部开设有分离 进口烟道(7)，气固分离仓(10)内设置有气固分离装置(9)，气固分离装置(9)由两个或多 个旋风分离器并列组成，气固分离仓(10)顶部设置有回风管(8)，气固分离仓(10)底部设 置有分离排渣管(11)。
2.与权利要求1所述的双喷动床式冷渣器相配套的回风系统，包括回风管(8)、等压回 风风箱09)和喷头(31)，其中，回风管(8)的一端设置在双喷动床式冷渣器的气固分离仓 (10)顶部，并与气固分离仓(10)相通，其特征在于回风管(8)的另一端与等压回风风箱(29)相连，等压回风风箱09)再通过多组结构相同的喷头(31)与省煤器08)和空预器(30)之间的尾部烟道、2Τ)相连。
3.根据权利要求2所述的回风系统，其特征在于等压回风风箱09)为阶梯型等压回 风风箱(四-1)，阶梯型等压回风风箱09-1)的水平截面形状为阶梯形，从阶梯型等压回风 风箱Q9-1)的进风侧算起依次为第一、第二、……、第N级阶梯，第、第二、……、第N级阶 梯的进风面的面积比为η (η-1)…1。
全文摘要
一种双喷动床式冷渣器及与之配套的回风系统，属于循环流化床锅炉技术领域，适用于循环流化床锅炉底渣的冷却及冷渣器所排热空气的处理。双喷动床式冷渣器包括分选仓，水冷仓和气固分离仓，分选仓与水冷仓均为喷动床结构，气固分离仓内设置有气固分离装置；与双喷动床式冷渣器相配套的回风系统包括回风管，等压回风风箱和喷头，回风管的一端与气固分离仓相连，另一端与等压回风风箱相连，等压回风风箱通过喷头与尾部烟道相连。本发明保证了底渣在双喷动床式冷渣器内的流动性，保证了冷渣器排出的热空气能够在尾部烟道得到有效回收利用，能够满足循环流化床锅炉的底渣冷却要求。
文档编号F23C10/18GK102128449SQ20111010003
公开日2011年7月20日 申请日期2011年4月20日 优先权日2011年4月20日
发明者卢啸风, 曾兵, 甘露 申请人:重庆大学