300MW循環流化床鍋爐機組冷渣器的能效研究

於志家

摘 要：以 300MW 循環流化床鍋爐機組常用的滾筒冷渣器、風水冷渣器為研究對象，通過建立冷渣器熱效率與相關數據模型，對其能效進行了研究。研究發現滾筒冷渣器與風水冷渣器熱效率存在一定的差距，雖然兩種冷渣器熱效率皆相對較高，但？效率相對較低，其能量利用率有待進一步的提升。對此，實現00MW循環流化床鍋爐機組輸渣系統改造意義重大。

關鍵詞：300MW循環流化床；冷渣器；熱效應

1.300MW 循環流化床鍋爐機組中常用的冷渣器類型

冷渣器作為CFB鍋爐底渣處理系統由鍋爐排渣系統中的重要組成裝置，主要承擔著灰渣降溫與熱量回收利用的作用。因此，冷渣器的科學運用對整個鍋爐系統的穩定、安全、高效運行具有至關重要的作用。在經歷長期研究與實驗下，滾筒式冷渣器與流化床式冷渣器成為現階段3300MW 循環流化床鍋爐機組排渣系統應用廣泛的冷渣器[1]。

2.300MW 循環流化床鍋爐機組冷渣器的能效研究

在300MW 循環流化床鍋爐機組冷渣器能效研究過程中，為使研究更為清晰、直觀，需對300MW 循環流化床鍋爐機組冷渣器熱效率與？效率進行分析。用過熱效率反應冷渣器的能量回收效果，用？效率反應冷渣器回收能量的品質。

2.1滾筒冷渣器

由上述分析可知，滾筒冷渣器操作相對簡單，其能流圖如圖1所示。因此，當不考慮滾筒外表面散熱影響時，其能力平衡公式如下：mash c ash（T ash，i ？T ash，o） =mw c p， w （T w，o ？T0），其中mash表示為渣流量，cash表示為灰渣比熱容 ，Tash，i表示為熱渣的溫度，Tash，o表示為冷渣溫度，mw表示代表冷卻水流量，cp，w代表冷卻水比熱容，Tw，o代表為出口水溫，T0代表入口水溫（假設與環境穩定相一致）。當假設滾筒冷渣器熱渣比熱一定時，其熱效率可用公式ηt=（T ash，i ？T ash，o）/（T ash，i？T0）表示。

資料分析可知，滾筒冷渣器的？效率可表示為：ηEG=（E w，o？E ash，o）/（Eash，i？ E w，i）其中Ew，o代表流化床冷渣器出口熱水，Eash，i代表冷渣器進口熱渣，Eash，o代表冷渣器灰渣出口，Ew，i代表冷渣器進口冷卻水[2]。當假設冷渣器進口水溫與環境穩定相一致時，則冷渣器進口冷卻水的？值則為零，由于冷渣器出口的灰渣一般情況下用于其他操作，被再次利用，因此在此次研究中將其值同樣定為零，因此可得到公式ηEG，e=Ew，o/Eash，i當忽略冷卻水壓與循環水輸送電耗影響時滾筒冷渣器的熱渣和熱水？計算公式如下：Ex=mx{ cx（Tx- T0）- cx T0In（Tx/ T0）}其中Ex代表熱渣與熱水的？，mx代表質量流量，cx代表比熱容，Tx代表以及溫度。

2.2風水冷渣器

相對于滾筒冷渣器而言，風水冷渣器的冷卻介質除了冷卻水之外，還有流化風。在系統運行過程中鍋爐所產生的底渣將由冷渣器的進渣口進入到裝置內部，并在流化風作用下促使熱渣進行移動，移動到冷渣器的出渣口。在此過程中，熱渣與冷渣器中的冷卻水管與流化風皆發生了熱交換。其中冷卻水在吸收熱量之后將進入到鍋爐凝結水系統中，而流化風則進入到鍋爐爐膛內，用于再次利用，熱交換后的冷渣被排除冷渣器。因此當假設被冷卻的底渣比熱容為定值時，可在一定程度上不考慮冷渣器存在的熱損失問題，在此條件下風水冷渣器的熱效率可表示為ηt=（T ash，i ？T ash，o）/（T ash，i？T0）。由于

風水冷渣器出除了單體？效率外，在運行過程中，其流化風會進入到鍋爐爐膛中，與鍋爐風煙系統產生聯系，因此在進行能效研究時，需注重系統？效率的科學計算，基于資料分析，得到流化床冷渣器系統？效率如下：ηs = E/Eash，i。

當取適宜參數（如表1所示）進行計算，發現滾筒冷渣器與流化床冷渣器熱效率相對較高，但是其？效率相對較低（如圖2所示）。改變出水溫度可在一定成提升300MW循環流化床鍋爐機組冷渣器的？效率，例如，在改進冷渣器時，可在實際運行過程中，適當的調整冷卻段的冷卻水用量，通過提升高溫冷卻段進水量，實現冷卻水升溫，提升對底渣熱量的回收。與此同時，將冷渣器出水科學接入到熱力系統中，可在一定程度上提升鍋爐排渣系統熱經濟效應，增強冷渣器能效。對此，在對300MW循環流化床鍋爐機組排渣系統進行改造時，應科學配置冷渣器所在位置與系統接入方式，在保證冷渣器本質作用最大化發揮的同時，降低其熱污染能力，提升熱渣熱能的回收利用率。

3.結論

綜上所述，本文以300MW循環流化床鍋爐機組為研究對象，就鍋爐機組輸渣系統中常用的兩種類型冷渣器能效進行了研究，研究發現無論是滾筒式冷渣器，還是流化床式冷渣器，其？效率相對較低。對此，隨著循環流化床鍋爐機組的推廣應用，在現有技術基礎上進行鍋爐機組排渣系統改造或研發新型冷渣器，提升底渣熱量回收率勢在必行，是火力發電廠未來發展的主流趨勢。

參考文獻：

[1]張學金.大型循環流化床鍋爐輸渣系統優化改進[J].電工技術，2017（04）：141-143.

[2]蘇銀皎，蘇鐵熊，李永茂，馬理強.CFB機組底渣余熱回收方案的分析比較[J].熱能動力工程，2016，31（01）：76-80+134-135.