摘要：沸腾炉具有燃烧效率高、燃料适应性好、操作灵活等优点，在工业生产中广泛应用，但沸腾炉燃烧后的炉渣收集处理较为困难，因沸腾炉底部排渣空间较小，通常这些炉渣需要采用人工拉运的方式去处理，效率低，劳动强度大，且炉渣温度较高，一般在800℃以上，人员安全得不到保障，为解决上述问题，通过对沸腾炉排渣量、炉渣特性及沸腾炉的结构特点分析研究，最终确定利用负压输送系统将炉渣集中收集处理，既提升了收集效率，又达到了环保和安全要求。
关键词：沸腾炉;炉渣;罗茨真空泵;切换阀
一、前言
目前国内大多数沸腾炉炉渣没有被直接有效利用，基本当废渣来处理，且排渣收集过程较为落后，通常都是在沸腾炉需要排渣的时候由岗位工手动排放，再将炉渣排到手推车里进行人工拉运处理，自动化程度低，除此之外，沸腾炉炉渣温度过高，达800℃以上，现场工作环境差，风险高，人员安全得不到保障，效率低。为彻底改变这种落后的操作方式，设计了一种炉渣负压输送系统，实现了全自动化操作，有效解决了高温炉渣收集处理难的问题。
二、负压输送系统的设计
根据沸腾炉的结构(见图1)特点，沸腾炉主体结构包括燃烧室跟沉降室两部分，燃烧室用来燃烧煤粉，有粗渣、细渣两个排渣口，燃烧后的炉渣通过两个排渣口排出，以粗渣为主;沉降室则主要收集气体里沉降下来的灰尘，沉降室有一个排渣口，以细渣为主。在两个粗渣排渣口下安装一台收集料斗，在一个细渣排渣口下也安装一台收集料斗，收集料斗的尺寸根据现场条件按照最大处理量设计，以便于调节排渣气力输送系统运行效率。每台沸腾炉的两个收集料斗通过切换阀连接到一根管路上，每条吸渣管道配备独立的旋风分离器、布袋除尘器与罗茨真空泵，可以单独进行灰渣负压收集输送工作，每个旋风分离器及布袋除尘器落料口都安装有两个缓冲斗，缓冲斗出口用插板阀进行隔离，当系统运行时缓冲斗出口插板阀交替工作，保证负压不受损失，提高输送效率[1]
图1：沸腾炉结构图
三、系统工艺流程介绍
在沸腾炉运行过程中，当沸腾炉鼓风压力超过设定值时，说明沸腾炉炉膛炉渣过多，需要排渣，此时对应沸腾炉的管道切换阀打开，罗茨真空泵开启，沸腾炉排渣口排渣阀打开，炉渣落入集料斗内，通过调节补风阀开度的大小来控制管道进风量的大小，保证管道内炉渣匀速输送，罗茨真空泵产生的负压将炉渣通过管道吸入旋风分离器，旋风分离器将大颗粒炉渣在离心力的作用下靠自重落入旋风分离器上缓冲斗内，粉尘进入高温布袋除尘器进行过滤，过滤后干净的气体通过罗茨真空泵排出，过滤后的粉尘落入布袋除尘器上缓冲斗内，为保证渣仓内不进负压，以免造成负压损失，当罗茨风机开启后，高温布袋除尘器及旋风分离器上插板阀开延时分别开始计时，延时时间到后上插板阀打开，开始往下缓冲斗落料，落料计时开始，计时结束后上插板阀关闭，下插板阀打开计时开始，计时结束后下插板阀打开，落料计时开始，物料落入缓冲仓，计时结束，下插板阀关闭，如此往复循环切换，直至罗茨风机停止，插板阀停止工作。(工艺流程图见图2)
1.罗茨真空泵 2.高温布袋除尘器 3.缓冲斗 4.气动插板阀 5.旋风分离器 6.电动排渣阀 7.管道切换阀 8.补风阀 9.集料斗10.沸腾炉 11.渣仓
在高温布袋除尘器进口管道上安装有温度传感器，传感器检测到温度超过设定值后罗茨风机停止运行，以免因温度过高烧损除尘布袋，在罗茨真空泵进口管道安装有压力变送器，通过负压的大小来判断输送管道是否畅通有无堵塞现象，罗茨真空泵采用一开一备设计，当一台罗茨真空泵出现故障时，可将备用罗茨真空泵投入运行，避免因设备故障而影响正常生产运行，输送管道采用总管+支管的布置方式，粗渣管道及细渣管道采用三通切换阀汇流在一条总管上，通过管道切换阀来控制粗细渣的输送。总管结合支管的设计方式可将投资费用减少20%左右，有效降低建设成本。
四、负压输送系统的优势
炉渣负压稀相输送系统与正压密相输送系统不同，正压密相采用小气量，大压力将炉渣输送至渣仓，由于输送过程中，所有的管路系统均为封闭系统，且只有少量空气，会导致进入输送管道与渣仓的炉渣始终处在一个较高的温度，导致管道与渣仓外壁温度过高[2]。
负压稀相输送系统设计原理与正压密相输送系统正好相反，采用的是大气量，低压力，且输送过程中需要吸入空气，受外界空气温度的影响可以大幅度降低炉渣的温度，保证输送管道与渣仓温度不会过高，输送的起始端有一个吸料口(设置在收集料斗的底部)负责吸料，另一个为空气进口，通过调节手动阀开度调节空气进量，通过大风量进气，小批量吸料量的输送原理，可以很快的降低渣料的温度，使渣料的温度降低到55℃左右。
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五、结论
该系统是利用真空与环境空间的气压差，形成管道内气体流动，带动颗粒物料运动，从而完成物料的输送，整个输送系统采用管道密闭输送，这种输送方式可以杜绝粉尘环境污染，改善工作环境，管道布置灵活，占用空间小，能够完成狭小空间的物料输送，且自动化程度高，安全性高，完全摆脱传统的人工操作，降低人工劳动强度，提高工作效率，现场效果显著，应用前景巨大。——论文作者：周向东
