專利名稱：一種基于外置式換熱器的循環(huán)流化床鍋爐排渣方法
技術領域：
本發(fā)明屬于電力設計技術領域，適用于帶外置式換熱器的循環(huán)流化床鍋爐排渣設計及改造。
背景技術：
循環(huán)流化床鍋爐排渣能有效降低床壓，維持爐內(nèi)物料平衡，當前循環(huán)流化床鍋爐排渣為爐膛排渣，由于爐膛溫度高，進入冷渣器的灰渣初始溫度高，導致冷渣器熱負荷高，排渣溫度超過設計值。為解決排渣溫度高的問題，各研究機構及冷渣器生產(chǎn)廠家從冷渣器本身的冷卻能力提升入手，對風水聯(lián)合冷渣器、滾筒式冷渣器、絞龍式冷渣器都進行了相關改進，也取得
了很大的效果，但由于冷渣器入口渣溫并沒有降低，降低排渣溫度的途徑基本都為加大冷卻介質流量，造成了能源的浪費。要降低冷渣器入口渣溫，首先得了解鍋爐灰渣的構成及分布位置，鍋爐灰渣來源主要有入爐煤內(nèi)的灰分、煤矸石、不可燃雜質、石灰石及其產(chǎn)物等。這些灰渣中顆粒較小的容易流化，稱為循環(huán)灰，顆粒較大的物質無法流化或僅在爐內(nèi)循環(huán)，稱為顆?；?。循環(huán)灰一部分通過尾部煙道被除塵器收集，另一部分通過爐膛排渣排出。爐膛排出的灰渣有循環(huán)灰、顆?；壹半s質三種，根據(jù)燃煤煤質的不同循環(huán)灰在爐膛排渣灰渣中的比例不一，一般為60、0%。顆粒灰及雜質由于自身重量無法流化，只能通過爐膛排出，但比例較大的循環(huán)灰則在爐膛、分離器、返料器、外置式換熱器均有分布，而且不斷循環(huán)，具體見附圖I。表I :圖I中循環(huán)灰在各處的溫度
位置ri r~c rh r~E
溫度(°C ) 800 900 800 950 800 950 550 700 400 500注D、E為其出口處溫度。其中位于外置式換熱器低溫受熱面出口的循環(huán)灰溫度最低，約400°C 500°C，將此低溫循環(huán)灰排出至冷渣器，則有效降低了冷渣器入口平均渣溫。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種簡單易行的輔助排渣方法，解決單一爐膛排渣存在的問題。本發(fā)明采用如下技術方案實現(xiàn)。一種基于外置式換熱器的循環(huán)流化床鍋爐排渣方法，本發(fā)明特征是，I.對循環(huán)流化床鍋爐灰渣進行分類排渣，爐渣中的循環(huán)灰通過外置式換熱器排出，降低了冷渣器入口平均渣溫；2.將灰渣中800°C 900°C的高溫循環(huán)灰利用鍋爐外置式換熱器冷卻至400°C 500°C，有效回收了灰渣物理顯熱；3.將單一的爐膛排渣，變?yōu)橥庵檬綋Q熱器與爐膛聯(lián)合排渣；4.在外置式換熱器低溫受熱面區(qū)域開排渣口，將溫度較低的循環(huán)灰排至冷渣器。本發(fā)明采用基本原理如下由傳熱學原理可知，換熱主要形式為對流換熱和傳導導熱，純爐膛排渣時傳熱量Q為Q=FX a X+FX 3 X式中F—冷渣器換熱面積，m2。 a——冷渣器對流換熱系數(shù)，ff/ (m2 K)。t0—灰渣初始溫度，即爐膛密相區(qū)平均溫度，1或K。——排渣溫度，°〇或1(。^——冷渣器傳熱導熱系數(shù)，W/ (m2 K)。簡化式為Q=FXsX (Vt1)式中s-冷渣器總體換熱系數(shù)。在灰渣初始溫度一定的情況下，要使排渣溫度最小，應使其換熱量最大，即增大F，通常采用的方法是增加冷渣器內(nèi)換熱面積F，而該發(fā)明則采用灰渣中循環(huán)灰在循環(huán)過程中溫度的不同，直接降低入冷渣器渣溫。傳熱量Q’為Q = (<p/ \00)x J-' x.、. x(/,, -/) + ((/7/100)x I-'x.vx(/ -) + [(100-(p) /!00]x / 'x.s x(/,, -t2)
式中(p——外置式換熱器排出的循環(huán)灰占排渣的比例，％。F’ 一外置式換熱器換熱面積，m2。s’——外置式換熱器總體換熱系數(shù)，ff/ (m2 K)。t’ 一外置式換熱器排渣口處渣溫，即循環(huán)灰溫，1或K。t2——排渣溫度，°〇或1(。由于受熱面積的增大，傳熱量Q’大于傳熱量Q，相對于純爐膛排渣的冷渣器入口溫度tin，即h來說，外置式換熱器排渣與爐膛輔助排渣的方式產(chǎn)生的冷渣器入口溫度t，in要比tin小。
t - Up /100) X / + [(100 - ([>) /100] X Iui由于總的傳熱量增大，冷渣器入口渣溫降低，因此在冷渣器一定的條件下，排渣溫度t2必然比ti小。本發(fā)明采用如下方法根據(jù)循環(huán)流化床物料循環(huán)的規(guī)律，采用鍋爐外置式換熱器，將灰渣中的循環(huán)灰冷卻至400°C 500°C，然后通過外置式排渣口將循環(huán)灰排至冷渣器，具體見附圖2。本發(fā)明實施依據(jù)能量分級利用的原則，將外置式換熱器視為冷渣器前處理裝置，這樣不僅能有效回收了循環(huán)灰中的物理顯熱，而且也降低了冷渣器入口平均渣溫，保證了較低的排渣溫度。本發(fā)明的有益效果是設計簡單、不增加排渣費用，有效回收熱量，減少冷卻水量、降低排洛溫度。下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明做進一步解釋。


圖I循環(huán)灰分布示意圖。 圖2排渣口設計示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明具體實施方式
為( I)外置式換熱器排渣口布置數(shù)量根據(jù)外置式換熱器布置形式而定，左右對稱布置時，可左右分別布置一個，布置在受熱面蒸汽溫度較低的外置式換熱器內(nèi)。(2)外置式換熱器排渣形式有三種I. I外置式換熱器至爐膛通道處設置排渣口，通過排渣管將循環(huán)灰排至冷渣器，在排渣管上設置排渣閥，排渣管采用耐高溫合金材料制作，排渣口位置見附圖2中A點。I. 2在外置式換熱器低溫受熱面循環(huán)灰下游側墻底端設置排渣口，設置錐形閥，通過錐形閥控制循環(huán)灰排出量，將循環(huán)灰排至冷渣器，排渣管采用金屬管，內(nèi)壁采用耐火澆注材料，排渣口位置見附圖2中B點。I. 3在外置式換熱器低溫受熱面循環(huán)灰下游底部中間位置處設置排渣口，通過排渣管將循環(huán)灰排至冷渣器，在排渣管上設置排渣閥，排渣管采用耐高溫合金材料制作，排渣口位置見附圖2中C點。(3)爐膛內(nèi)仍需保留一定的排渣口，側墻排渣的可左右各保留一個，底部排渣的可均勻保留2 4個。(4)排渣管布置時與水平面的夾角盡量大于60°，受特殊限制時，可采用一次風或壓縮空氣為風源布置松動風。
權利要求
1.一種基于外置式換熱器的循環(huán)流化床鍋爐排渣方法，其特征是 (1)對循環(huán)流化床鍋爐灰渣進行分類排渣，爐渣中的循環(huán)灰通過外置式換熱器排出，降低了冷渣器入口平均渣溫； (2)將灰渣中800°C 900°C的高溫循環(huán)灰利用鍋爐外置式換熱器冷卻至400°C 500°C，有效回收了灰渣物理顯熱； (3)將單一的爐膛排渣，變?yōu)橥庵檬綋Q熱器與爐膛聯(lián)合排渣； (4)在外置式換熱器低溫受熱面區(qū)域開排渣口，將溫度較低的循環(huán)灰排至冷渣器。
全文摘要
一種基于外置式換熱器的循環(huán)流化床鍋爐排渣方法，在外置式換熱器低溫受熱面循環(huán)灰出口處布置排渣口，通過該口將低溫循環(huán)灰排出，不僅有效降低了冷渣器入口平均渣溫，保證了冷渣效果，而且有效回收了灰渣物理顯熱。本發(fā)明的有益效果是設計簡單、不增加排渣費用，有效回收熱量，減少冷卻水量、降低排渣溫度。
文檔編號F23C10/24GK102809150SQ20121031015
公開日2012年12月5日 申請日期2012年8月28日 優(yōu)先權日2012年8月28日
發(fā)明者邱亞林, 趙明, 嚴正波, 自云江, 李明亮, 陳紅 申請人:云南電力試驗研究院(集團)有限公司電力研究院, 云南電網(wǎng)公司技術分公司