锅炉排渣余热利用的研究与应用

王明一　姜文斌　牟海英

【摘 要】我公司通过对锅炉排渣余热如何利用进行研究，对锅炉的除渣系统进行了改造，采用了滚筒式冷渣器取代了原有的人工除渣方式，采用皮带输送方式，将冷却后的炉渣输送至渣场，此举不仅回收了锅炉排渣的大量余热，稳定了锅炉的燃烧提高了锅炉的效率，并且降低了员工的劳动强度和危险系数，改善了工作环境，取得了显著的经济效益。

【关键词】锅炉余热；滚筒式冷渣器；皮带；应用

0.项目简介

循环流化床锅炉是近年来发展起来的一种高效、环保、可综合利用的一种新技术，随着其技术的日益成熟越来越多的热电企业在新建或扩建过程中都选用了采用此种技术的锅炉。我公司在2003年和2005年的两次扩建中也选用了循环流化床锅炉。然而在运行中却发现其除渣系统存在较大的缺陷。

目前在国内锅炉除渣系统一般有：

1.人工除渣方式

一般使用各种小车将热渣直接运到渣场（池），再使用凉水冷却后运出，此种方式危险性高、工人劳动强度大，而且需要浪费大量的水资源。我公司在改造前就采用此种方式。

2.用冲渣水将渣直接冲至渣池

这种方法的缺点是排出的高温热渣经冷水汽化后产生大量的热气和灰尘，使厂房和现场污染严重，同时不利于灰渣的综合利用。

3.水冷滚筒式冷渣器

其主要由进料室、出料室、装有一组蜂窝状冷渣通道的转子、驱动装置、机架、断水保护装置等部分组成。锅炉高温炉渣进入冷渣机进料室，通过冷渣通道的转子，高端设有进渣口，低端设有出渣口，进入冷渣机内的热渣随冷渣机的旋转而转动，并沿下坡滚落一定距离，随着转子的连续转动，炉渣也在冷却通道内连续滚动与交换面交替接触，并将热量传递给冷却通道内的冷却水，使炉渣逐渐冷却降温。

由于我公司过去使用的排渣方式主要是人工方式，现主要将人工方式和水冷滚筒式冷渣器此两种方式的情况进行进一步阐述。

我公司目前在用三台循环流化床锅炉：

（1）人工排渣量不易控制。由于人工排渣是断续式进行，全凭锅炉操作工的实际经验，故容易发生由于排渣量过大而引起的停炉事故。

（2）运行不安全，排渣工人劳动强度大。人工排渣是料层积聚到一定程度才排放，由于料层过高对循环流化床锅炉的料层流化效果有较大影响，且排放时温度达800℃，人不易接近，危险性较高，不利于安全运行。

（3）运行不经济，热损失大，负荷不稳定。人工一次性排渣热损失大，床温难以维持，锅炉出力降低。带走的大量热量会引起掉负荷现象，而要恢复到原状则需15-20分钟，长此以往对锅炉燃烧造成了较大的波动，影响锅炉的出力。

（4）电瓶车维护较多，维护费用高，轨道弯道处易掉道，曾多次造成因排渣问题而导致锅炉降负荷运行，给安全稳定运行带来很大影响。

（5）热渣运至灰渣池后需要用水进行冷却，对水资源造成极大的浪费，并且由于冷却时产生大量的汽水和扬尘，对环境污染较大。

为了改善现状，尽量提高锅炉效率，节约燃料，增加锅炉工作的热经济性，降低灰渣物理热损失。经过公司多方调研分别在两台炉各安装1台蜂窝多管滚筒式冷渣机（设计各安装两台），采用皮带输送方式，将冷却后的炉渣输送至渣场，其冷渣机主要技术参数为：

该套冷渣系统的工作原理为：锅炉高温炉渣进入冷渣机进料室，通过装有一组蜂窝状冷渣通道的转子，转子与水平线成15°夹角，高端设有进渣口，低端设有出渣口，进入冷渣机内的热渣随冷渣机的旋转而转动，并沿下坡滚落一定距离，随着转子的连续转动，炉渣也在冷却通道内连续滚动与交换面交替接触，并将热量传递给冷却通道内的冷却水，冷却后的炉渣通过皮带输送机运至渣场。从而实现了机械、连续除渣过程，采用连续排渣方式稳定料层，减少料层的波动，保证了稳定运行，提高锅炉运行的经济性。

蜂窝多管滚筒式冷渣器的特点有：

（1）使锅炉由定期排渣变为连续排渣，在正常运行时排渣管上的阀门全开，排渣量由冷渣器的转速控制，而冷渣器的转速与排渣量成线形比例，运行人员可以根据锅炉燃烧情况调整冷渣器的转速来控制排渣量，使锅炉给煤量与排渣量达到平衡，从而保持燃烧室料层的稳定，使锅炉进一步降低不完全燃烧损失。

（2）冷却水采用凝结水，排渣温度可以达到100℃以下，可以最大限度的吸收排渣余热，降低了系统的热量损失，达到节能降耗的目的。并且由于该冷渣器采用渣水对流的方式换热，每吨渣所需凝结水量仅为5t/h，可以满足现场的不同要求。

（3）磨损小、寿命长，该冷渣器排渣管由多根多棱管子组成，管子内部为排渣通道，管子之间的间隙为冷却水的通道，转子轴线与水平线成一定角度，当炉渣进入多棱管子后，转子旋转时由于多棱体作用，炉渣在管子内部滚动，因此炉渣与金属之间为滚动摩（下转第40页）（上接第7页）擦，摩擦系数较小，又转子转速在2r/min以下，磨损很小。

（4）耗用功率小，运行费用低，我公司采用了8t/h和10t/h两种规格，其电机功率仅为1.5kw和2.2kw，大大降低了使用费用。

4#5#锅炉排渣系统改造的成功，进一步证明了滚筒式冷渣机在循环流化床锅炉中的应用是很有必要的，因此我公司在2009年到2010年期间，分别对4#5#炉排渣系统进行了完善，并对新安装的6#炉也采用了这种系统。

试验证明，此举不仅降低了员工的劳动强度和危险系数，改善了工作环境，并且回收了锅炉排渣的大量余热，稳定了锅炉的燃烧提高了锅炉的效率，取得了显著的经济效益。

4.小结

在冷渣器的运行过程中也出现了一些问题，如5#炉冷渣器托轮磨损较快，经过我们的认真观察和研究，征求厂家意见对其进行了改造以后，当前运行状况良好。虽然还存在一些问题，但我们相信，经过设计方、生产方、使用方等各方面不懈的努力，水冷滚筒冷渣器将不断完善，最终将成为循环流化床锅炉理想的配套除渣设备。 [科]