216第九章 冷渣器的设计与运行国内几家引进技术的制造厂设计上均是采用风水联合冷渣器。

从几年来CFB 锅炉在国内的运行情况看，都出现一些问题。

主要原因是国内煤的破碎粒度太大，造成风水联合冷渣器内超温、结渣、堵塞、磨损，排渣困难，用户要求解决问题的呼声很大，制造厂迫切需要拿出一个解决方案。

为此，经与几家制造厂商定，设立CFB 锅炉冷渣器技术攻关课题，共同调研分析国内CFB 锅炉冷渣器运行情况，集中国内各单位CFB 锅炉专家的智慧，找出影响运行的原因，提出解决方案，使CFB 锅炉更好地为国家经济建设服务。

9.1 几种常用的典型冷渣器目前国内按引进技术设计的几种典型冷渣器为HG 型风水联合冷渣器，SG 型风水联合冷渣器，DG 型风水联合冷渣器。

前两种冷渣器在二、三室之间设有隔墙，流化渣从隔墙溢流到下一个仓室，故又称溢流式，后一种DG 型风水联合冷渣器各室之间也有隔墙，但在隔墙的底部左侧或右侧设有流渣口，渣流呈S 形，又可称为迷宫式。

此外，还有滚筒式冷渣机，钢带风冷式冷渣器，气垫床冷渣机和射流床冷渣器。

钢带风冷式冷渣器为进口产品，价格较高，目前只有徐州贾旺电厂使用。

下面分别对几种型式冷渣器给予详细说明。

9.1.1 HG 型风水联合冷渣器HG 型风水联合冷渣器通过锥型阀或L 阀与锅炉本体相连，通过调节锥型阀或L 阀来控制排渣量，其结构见图9-1。

通常每台锅炉装有两台风水联合式冷渣器，当后墙给煤时，它们位于炉前。

冷渣器呈矩形，内衬耐磨、耐火材料，共分三个室，第一室没有布置受热面，主要是利用流化风冷却热渣，并起到一个缓冲的作用，以便从炉膛排出的渣在这里经过缓冲以后能沿冷渣器宽度方向均匀分配，确保冷却效果。

第二、三室装有蛇形管束，一、二室相通，二、三室由风冷隔墙隔开，冷渣器底部有布风板和风箱。

每台冷渣器有一个进渣管，位于第一室侧面；在第三室后面有一个排渣口和一个返料口，排渣口与排渣系统相连接，返料口与图9-1 HG 型风水联合冷渣器217炉膛相连。

当炉膛下部床压升高时，底渣通过炉膛前墙底部的两个出渣口从侧面进入冷渣器第一室内，在流化风的作用下，首先在第一室内得到冷却，再经过第二室翻过隔墙溢流到第三室，底渣不断被风和水冷管束冷却，冷却到150 ℃以下的底渣再溢流到排渣口，进入排渣系统；流化空气及所携带的细灰通过返料管重新送回炉膛。

冷渣器通过构架支在零米地面上，与炉膛的膨胀差是通过安装在进渣管及返料管中间的膨胀节来解决的。

该种形式的冷渣器的优点是：对煤种的适应性强，在运行时，冷渣器内存有大量的冷渣，可承受大量热渣涌入造成的热冲击；通过溢流的方式排渣，当进渣量增加时溢流量也增加，进渣量减少时溢流量也随之减少，运行稳定；采用30~40℃的Ⅱ级除盐水和冷风作为冷却介质，可获得较大的传热温差，采用埋管式受热面，传热系数可达200 W/m 2 K 以上；单台冷却能力可达20~30 t/h ；采用较低的流化速度(≤1 m/s)，埋管受热面的磨损较轻，可运行一个大修周期，运行维护量小。

9.1.2 SG 型风水冷流化床冷渣器(FBAC)对于较大容量和燃料灰分较高的锅炉，上锅采用风水冷流化床冷渣器(FBAC)，见图9-2。

风水冷流化床冷渣器内部由2个冷却仓组成，其上设有一个装有ACV 阀的进渣口、一个溢流排渣管和一个排气口。

炉膛排出的热渣由ACV 阀控制调节进入FBAC 的第一个冷却仓，在第一个冷却仓前部留有足够的空间(称为平衡室)使热渣均匀地通过水冷管束。

每个仓中布置有水冷管束，仓与仓之间用分隔墙隔开，固体颗粒溢墙均匀地进入下一个冷却仓，在每个仓有管束和没有管束的区域均有其独立的布风装置，布风装置为钢板式结构，在布风板上布置有“T ”型风帽，运行时，通过各自独立的配风风管风量的调节来保证冷渣器的冷却效果。

冷渣通过设在第二冷却仓的溢流排渣口排出，每一个冷却仓布风板上还设有检修用排渣口。

根据具体情况，管束内冷却水可以是给水，也可以是凝结水。

9.1.3 DG 型风水联合冷渣器图9-2 SG 型风水冷流化床冷渣器(FBAC)图9-3 DG 型风水联合冷渣器218DG 型选择性流化床冷渣器简图见图9-3。

床底大渣通过位于每个侧墙上的排料管输送到选择性排灰冷渣器，每个冷渣器配一个排渣口和一个进渣管，在每个进渣管上布置有导向风帽，通过风帽的定向布置来保证渣从炉膛至冷渣器顺利输送，进渣管所需空气由“J ”阀回料风机提供。

冷渣器分为3个小室，沿渣走向分别为选择室和冷却室，各小室分别有各自独立的布风装置。

选择室尚有部分燃烧，流化速度设计较高，防止结渣。

每个小室用分隔墙隔开，在进入下一个小室之前，固体绕墙流过，延长了停留时间，冷却效果好，大渣温度可控制在200 ℃以下。

所有空气均来自一次风机出口的冷(热)风道。

冷渣器布风装置为钢板式，在布风板上布置有“Γ”型导向风帽。

选择室的排气从炉膛侧墙单独引回炉膛，冷却室排气在隔墙顶部附近排出，从炉膛侧墙返回炉膛。

冷渣器中设置有事故自动喷水系统，用于紧急状态下的灰冷却，系统水源为：0.35~0.42 MPa ，水温小于33 ℃。

以上三种冷渣器均为目前在国内大容量循环流化床锅炉上应用得比较多的流化床型冷渣器，它们的主要优点在于：没有任何机械传动部件，有效地避免了机械传动部件在高温固体工作环境下容易出现的磨损和卡涩现象，并且冷却能力也较大，另外可以有效地将大渣里面所夹带的细的颗粒重新送回炉膛，提高碳的燃尽度和石灰石的利用率，并还可以将大渣的物理显热有效回收，提高整个机组的经济性。

在正确运行的条件下，可以确保锅炉连续稳定运行。

但是它也有不足之处，一方面是对燃料入炉粒度的要求比较高，如果燃料入炉粒度偏大，由于采用流化冷却的原理，势必影响到冷渣器里面渣的流化，从而容易带来结焦现象，引起排渣不畅。

其次如果在锅炉底渣量特别大的情况下，为了确保冷却效果，则采用的冷却风量必然较大，造成风帽及受热面的磨损。

9.1.4 气垫床冷渣机气垫床冷渣机由深圳启皓科技公司开发，由衡阳启皓公司生产。

气垫床冷渣机基本工作原理如图9-4所示。

气垫床冷渣机是应用喷泉床和空气斜槽原理对灰渣进行冷却。

特殊设计了气垫槽配送冷却风装置，在床内有效地建立温度梯度场，能迅速将进入冷渣机的高温炉渣吹散并冷却；它没有风帽，不会发生堵渣、结焦现象。

与螺旋冷渣机、滚筒式冷渣机相比，没有机械转动部件，没有机械故障与安全隐患；与风水联合冷渣机相比，冷却效果好，又没有风帽，不存在堵渣、结焦和风帽磨损问题，灰渣流动更通畅，因此运行可靠性更高。

图9-4 气垫床冷渣机工作原理图气垫床冷渣机目前发现的主要问题是冷却风用量太大。

气垫床冷渣机包括SA型溢流式和RA-10型返回式两类。

该公司的SA、RA型气垫床冷渣机生产业绩见表9-1。

9.1.5 射流床冷渣器射流床冷渣器与风水联合冷渣器系统相似，其布风板改用密孔板型式，并向出渣方向倾斜6°，用不锈钢板制做水力排渣沟，结构如图9-5。

该型冷渣器由上海巴柯科技发展公司开发，已在合山发电厂、宜宾电厂、重庆方盛电厂、重庆天富电厂等用户投运。

9.1.6 滚筒式冷渣机近年来国内滚筒式冷渣机应用较多，有许多生产厂家，如青岛松灵电图9-5 射流床冷渣器示意图力环保设备公司、山东章丘圣火科技公司、青岛四洲电力设备公司、青岛纳川环境工程公司及成都巨鼎锅炉辅机厂等。

这些公司的冷渣器型式基本上分为两种：即百叶滚筒式和多管滚筒(峰窝)式。

百叶滚筒式，以松灵公司为代表，经创新已改进成灵式滚筒冷渣机。

下面以山东白杨河电厂的出力为5-20t/h型号为GTL15D-20灵式冷渣机为例进行介绍。

进、出渣管中心线距离8m，滚筒内径1.5m，内、外壁间隙20mm，中间通以冷却水，冷却水来自凝结水泵出口，回至末级低加出口，冷却水量达到70~100t/h，进口水温40℃，出口水温60~80℃。

炉内的热渣经过进渣管进入冷渣机，进渣管上有密封/膨胀补偿装置，冷渣机219进渣端有独特的防漏渣专利技术。

滚筒内壁上焊有200~250mm高的螺旋叶片，螺旋叶片之间还有许多纵向叶片，热渣在螺旋叶片的推动下向出渣口移动的过程中，被纵向叶片携带到滚筒顶部然后才下落，增强换热效果。

另外，冷渣机进、出渣处各有一条负压吸尘管接到引风机入口烟道，既防止扬尘，又起到一定风冷作用。

灵式滚筒冷渣机在结构方面的主要特点有：滚筒内部叶片形式进行了进一步改进，增加了纵向叶片密度，换热冷却效果更好；进渣端防漏渣结构是新型专利，密封效果好，使用寿命长；滚筒外部的两个支撑圈和大链轮是用螺栓紧固在滚筒上的，长期运行磨损失效后可以方便的更换；连接进、出水管道的灵式旋转水接头密封好，不漏水，检修方便，更换，维护费用低；滚筒高度在支承圈和支承轮磨损而下降超限后能进行滚筒高度调整(专利技术)，可以有效延长支承圈和支承轮寿命而长期保持设备正常运行；多管滚筒(蜂窝)式滚筒式冷渣机以山东章丘圣火科技公司的产品为代表，特点是滚筒倾斜15°左右，筒内布置多根相互平行的六棱管，各管间隙中通冷却水；靖江合金钢厂的峰窝式为水平布置圆管，内有螺旋叶片，采用合金钢管，不易泄漏堵塞。

9.1.7 滚筒式冷渣机生产厂家及生产业绩(1) 青岛松灵电力环保设备公司该厂生产百叶式滚筒冷渣机。

百页滚筒是在螺旋滚筒的基础上，在内筒内壁不仅密布螺旋叶片，且在螺旋叶片间密布纵向叶片，使筒内叶片纵横交错呈牛百叶状。

不仅成倍的增加了换热面，且换热面的换热作用提高了近一倍(不与灰渣接触的换热面由近四分之三降至约二分之一)。

再在百页滚筒基础上进一步完善和提高而使其达到一个新水平，取名灵式滚筒。

灵式滚筒冷渣机的特点：·出力调节性能好，炽热灰渣经通径小于200mm的进渣管进入滚筒端部，并在进渣管端周围堆积，当堆积到一定高度时其产生的重力与管内渣流的重力平衡，管内渣流便被阻滞。

当由滚筒旋转而推动灰渣向滚筒出渣端移动时，进渣管端周围渣堆高度随之下降而打破了管内外灰渣重力平衡，管内渣流又继续。

这样，滚筒转，热渣流进；滚筒停，进渣停；快转快进，慢转慢进。

出力是滚筒转速的函数，且呈线性。

滚筒转速由驱动滚筒的变频电机的变频器控制。

冷渣机出力自动跟踪锅炉渣量。

·进渣管通径大而不堵塞，没有灰渣在冷渣机内结焦的可能。

无论灰渣粒度大小和渣量多少，都不会影响冷渣机的正常运行。

·可靠长效的防漏渣装置。

进渣密封完善，且其磨损件更换方便，防止热渣从旋转的滚筒与静止的进渣装置连接处外漏，且其构件寿命长，更换方便。

同时，滚筒两端的负压吸尘设置有效的防止了细灰外溢，保证了环境清洁卫生。

·冷却水排出管在筒外使滚筒安全、可靠和便于维修。

·以滚筒高度可调应对滚筒支承部件长期磨损而导致滚筒高度下降。