连续雪崩式对流冲刷传热滚筒冷渣器制造技术

连续雪崩式对流冲刷传热滚筒冷渣器，用于循环流化床锅炉的高温灰渣冷却过程。包括内筒（1）、外筒（2）、外筒壁上的扬料板（3）和内外筒壁上的凹槽（4），外筒由膜式水冷壁(肋片和水冷管)构成，内筒由膜式水冷壁和光管结构相结合构成。该装置沿着滚筒轴向主要分为辐射换热段、对流段和导热段。辐射段外筒利用高温灰渣的辐射特性和辐射减弱特性设置受热面；对流段和导热段内筒由凹槽膜式水冷壁和光管构成；采用两种以上的扬料板几何结构，旨在形成连续雪崩式的对流冲刷，利用扬料板制造的连续雪崩式料幕可以形成高温粉体对水冷金属表面的连续冲刷对流换热。内筒结构的设计原则的根本点是为扬料板抛撒出来的颗粒料幕提供最有效的对流冲刷途径。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于循环流化床锅炉高温灰渣冷却领域，提供了一种用于冷却循环流化床锅炉排出的高温灰渣的滚筒冷渣器。可作为能源，环保，冶金，石油，化工等エ业领域的エ业装置排出的高温粉体的冷却装置。
技术介绍
循环流化床锅炉排出的高温灰渣携带大量物理显热，如不回收利用就会造成巨大的能量浪费。以火力发电厂循环流化床锅炉为例，若300MW循环流化床锅炉底渣排放量为100t/h,将这些灰渣由出炉温度冷却到适当的温度，锅炉效率可以提高I % 2 %，并且单台炉的燃料节省将达到(2 2. 5)万吨バ5000 6000)小吋。组织好灰渣废热的回收可以收到非常可观的经济效益。经过技术竞争和市场淘汰，目前只剩下流化床冷渣器和滚筒冷渣器两种。前者是·利用流化床原理，在流化床中设置埋管受热面吸收高温灰渣的物理显热，后者是利用滚筒旋转使高温灰洛周期性地接触滚筒内表面的水冷壁放出物理显热。大型循环流化床锅炉使用的流化床冷渣器对颗粒尺寸十分敏感，一旦颗粒尺寸超过设计尺寸就会造成冷渣器塌床，进而引发锅炉停炉，经济损失巨大。因此，滚筒冷渣器得到了迅速的发展，其最大优点是对颗粒尺寸麻痹，只要锅炉能运行的颗粒都可以在滚筒中进行冷却。滚筒冷渣器缺点是传热系数低，冷却能力小，为满足锅炉排渣的冷却要求，必须采用增大传热面积的方法，由于受到一系列技术限制，目前常规的做法是加大滚筒冷渣器长度。这不仅造成了锅炉正常运行及检修的不便，还可能占用锅炉岛通道，成为安全运行的巨大隐患，同时材料耗量也会随之増大。现有的滚筒冷渣器有多种型式，如百叶式、多管式、螺旋式等。中国专利网显示，目前关于流化床锅炉滚筒冷渣器的专利约有30个，这些冷渣器在换热方式上绝大部分是依靠高温灰渣与筒壁间的导热来进行的。部分冷渣器在结构上做出了改进，如徐杰等人的专利《滚筒式冷渣器》(专利号CN 201181175Y)，改变外筒内壁的扬料板结构，使得不与灰渣接触的换热面降低到约三分之一；任让等人的专利《扬料板滚筒冷渣器》(专利号CN201181176Y)，改变了扬料板的结构，将其做成直板或下部弯折型，加大了颗粒物料的翻动程度；曹煦澄等人的专利《高效冷却滚筒式冷渣器》(专利号CN 200979169Y)，在导渣叶片上设置ー根以上的水管，提高了冷却效果；在套筒式和水冷筒壁的基础上，这些专利主要是改进扬料板结构，使高温灰渣随着滚筒的转动到达滚筒内较高位置向下抛洒，或者设法在筒内空间增加换热面来強化换热。这些专利解决的主要问题包含两个方面内容第一，解决了灰渣最大限度跟随滚筒运动问题，即有效延长了灰渣有效传热的时间；第二，解决了滚筒冷渣器承压能力问题。前者主要反映在各种扬料板，后者反映在夹套水冷结构基础上的水冷壁结构。虽然在结构上做出了各种改迸，但灰渣冷却所依靠的主要还是灰渣颗粒群与筒壁间的导热。导热是三种传热过程中严重依赖于物质物性的ー种传热过程。与辐射和对流相比，导热热阻主要显现在接触热阻上，造成导热的传热能力非常有限。对流传热可以通过改变流体速度来改善传热效果。滚筒冷渣器工作吋，总会存在部分筒壁不被灰渣颗粒覆盖的工作状态，因此设法増加灰渣对滚筒壁的覆盖范围，组织颗粒均匀的对筒壁冲刷将会大大提高换热效果。由于灰渣温度不断下降，依靠辐射力降低颗粒温度的能力越来越弱，此时处于很弱的传热状态。特别是当颗粒温度低于500°C以后，辐射能力急剧下降，单靠导热方式来回收热量必然需要非常大的传热面积。刘柏谦的专利《滚筒式高温粉体冷却装置》(专利号ZL 201120005407.5)就是基于这一思路设计了新型滚筒冷渣器。从颗粒与器壁间的传热机理出发组织颗粒的冷却过程，根据不同时间段的传热方式设计滚筒内部冷却结构，强化了换热过程，显著改善了冷却效果。 国内冷渣器主要生产厂家在相关学术会议上对产品性能及相应的技术研究等方面的介绍与现有的专利内容是一致的，国内期刊中的相关报道也没有超出上述专利的技术范围。由于滚筒冷渣器的诞生地是中国，可以认为其他语言文献中没有相关的
技术实现思路
。本技术提供的连续雪崩式对流冲刷传热滚筒冷渣器从颗粒与器壁间的传热机理出发组织颗粒的冷却过程，将滚筒分为辐射换热段、对流段和导热段，根据传热机理强化不同阶段颗粒与冷却介质的换热，可有效增大冷却能力，縮小滚筒长度，节约制造材料。同时为厂房让出检修和消防通道，消除安全隐患，保障生产正常运行。
技术实现思路
本技术的目的是巧妙布置不同结构的扬料板和根据传热特性设计的内筒结构克服现有冷渣器的技术缺点，提供ー种冷却效果更好的高效滚筒冷渣器。技术方案如下I.受热面结构沿着滚筒轴线方向，连续雪崩式对流冲刷传热滚筒冷渣器分成辐射传热段、对流传热段和导热传热段。就一个截面看，该冷渣器分成内筒和外筒。外筒是带有扬料板的膜式水冷壁，扬料板配合螺旋通道组织灰渣颗粒沿滚筒轴线的运动。内筒由膜式水冷壁和光管构成，与专利ZL201120005407. 5不同的是，连续雪崩式对流冲刷传热滚筒冷渣器允许用光管代替部分膜式水冷壁。当选定的部分膜式板被取消后，被扬料板抛洒出去的粉体会连续冲刷遇到的金属表面，比专利ZL201120005407. 5形成更长的冲刷路径，形成更有效的对流传热。2.扬料板的优化布置外筒内壁布置的扬料板是与滚筒轴向有一定夹角的L型扬料板和圆弧组合式扬料板，其功能在于将连续进入滚筒冷渣器内的灰渣带起，并在不同高度均匀抛撒于滚筒筒体截面上。L形扬料板能携帯物料从起始抛撒角开始抛撒，直至終止抛撒角为135°左右范围，主要负责第一象限抛洒灰渣；圆弧组合扬料板的終止抛撒角可达180°左右范围，主要负责组织第二象限抛洒灰渣；这样就保证了 0° -180°都有料幕洒落，起到増加灰渣与受热面接触机会和延长灰渣与金属受热面接触时间，扬料板抛洒灰渣并使其均匀冲刷内筒壁面的双重作用，同时增加了灰渣与流经筒体内的冷却水冷壁的接触表面积，提高冷渣器冷却效率。内筒凹槽边缘设置承灰片，其主要功能是将外筒抛洒的颗粒引进内筒凹槽，内筒凸出部分打开采用光管结构，这样从扬料板上撒落下来的灰渣就会连续均匀的冲刷内筒并从打开的凸处穿过内筒，实现高温颗粒与光管结构之间的对流换热，大大增强换热效果。内筒与外筒之间的联络采用水管连接，保证滚筒整体的刚性。3.扬料板与受热面之间的配合不论干 燥器还是冷渣器，旋转滚筒内使用的扬料板几乎都采用单一结构扬料板。这样，扬料板抛撒的灰渣仅限于起始抛撒角到终止抛撒角之间，其余空间不存在抛撒的物料。为拓宽颗粒对流冲刷范围，提高物料对受热面冲刷的范围和效果，本专利采用了两种以上(含两种)结构扬料板，_在让被抛撒颗粒充满整个滚筒空间并与受热面形成传热意义上的最佳配合。所述的连续雪崩式对流冲刷传热滚筒冷渣器由旋转滚筒、进料机构、出料机构、支撑机构、电机和传动机构组成。旋转滚筒2通过传动机构4(大链轮或环形齿条)由驱动电机5提供动力。冷渣器由支撑机构支撑，包括支撑圈3、支撑轮7 (高度可调)以及挡轮6。冷却水从入ロ 9进入，经过滚筒吸收热量后从出ロ 10汇集，且依靠旋转接头11把冷却水入ロ管、出口管与旋转滚筒连接起来。本技术提供的连续雪崩式对流冲刷传热滚筒冷渣器主要分为辐射换热段(图I中进料机构与虚线之间部分)、对流段和导热段。以实施例1(图2、图3)为例，辐热本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种连续雪崩式对流冲刷传热滚筒冷渣器，其特征在于按照高温灰渣冷却机理，沿着滚筒轴线方向，将滚筒冷渣器分成辐射换热段、对流段和导热段；就一个截面看，该冷渣器分成内筒和外筒，外筒是带有扬料板的膜式水冷壁，扬料板配合螺旋通道组织灰渣颗粒沿滚筒轴线的运动。2.根据权利要求I所述的连续雪崩式对流冲刷传热滚筒冷渣器，其特征在于内筒由膜式水冷壁和光管构成，内筒凹槽边缘设置承灰片，负责将外筒抛撒的颗粒引进内筒凹槽，内筒凸出部分打开采用光管结构，从扬料板上撒落下来的灰渣会连续均匀的冲刷内筒并从打开的凸处穿过内筒，实现高温颗粒与光管结构之间的对...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘柏谦，
申请(专利权)人：刘柏谦，
类型：实用新型
国别省市：