CN105698186A - 垃圾焚烧锅炉 - Google Patents

Abstract

垃圾焚烧锅炉，属于燃烧设备技术领域，包括有炉排、炉室和钢架；所述炉排安装于炉室的下方，所述炉室安装于钢架上；所述炉室包括顺次连通的炉膛、燃烬室和三烟道；所述炉膛后依次设置燃烬室、三烟道、水平烟道、尾部烟道、下部灰斗和连接烟道；所述炉膛、燃烬室、三烟道和尾部烟道均竖立布设。本锅炉相对立式锅炉，在燃烬室增加隔墙水冷壁，把低温过热器放置在水平烟道，从而大大降低了锅炉高度，相对卧式锅炉，把高过和中过放置在第三烟道，缩短了水平烟道，省煤器采用立式布置，从而大大缩短了锅炉深度，缩小占地面积，从而有效降低了工程投资。

Description

垃圾焚烧锅炉

技术领域

本发明属于燃烧设备技术领域，具体涉及为垃圾焚烧锅炉。

背景技术

随着国民经济的发展、人们生活水平的提高以及城市人口的迅速增长，城市生活垃圾量急剧增加，垃圾热值也明显增高，采用焚烧法处理城市生活垃圾在我国正逐渐得到广泛应用和推广。目前许多城市的垃圾焚烧电厂都处于超负荷运行状态，如遭遇设备故障或大修，则将造成大量的垃圾无处消纳，故很多电厂都采用在原来厂址的基础上进行扩建的方式来提高生活垃圾的日处理量，以缓解生活垃圾量激增带来的压力。基于厂址是根据原规划的垃圾处理量来选定的，那么扩建项目在场地位置、大小的选择上必将受到很大的限制。如果场地狭小的话，选择何种垃圾焚烧锅炉炉型，如何布置就至关重要。

为了充分利用空间，更好地焚烧生活垃圾，故全新开发了一种垃圾焚烧锅炉。

发明内容

本发明的目的在于为了克服上述不足，而提供一种垃圾焚烧锅炉，能充分利用狭小场地，确保生活垃圾充分燃烧及燃烬并有效降低工程投资的垃圾焚烧锅炉。

实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

垃圾焚烧锅炉，包括有炉排、炉室和钢架；所述炉排安装于炉室的下方，所述炉室安装于钢架上；所述炉室包括顺次连通的炉膛、燃烬室和三烟道；所述炉膛后依次设置燃烬室、三烟道、水平烟道、尾部烟道、下部灰斗和连接烟道；所述炉膛、燃烬室、三烟道和尾部烟道均竖立布设。

所述炉排上部为主燃烧区域，在主燃烧区域前部安装辅助燃烧器、后部设置点火燃烧器；所述辅助燃烧器安装于炉膛的下部侧墙；所述点火燃烧器安装于炉膛的下部后墙；所述炉排上方布置前拱及后拱；所述前拱及后拱均位于炉膛下部；所述后拱的布置角度为10℃~15℃。

所述前拱及后拱处布置多层二次风系统；所述多层二次风系统由前二次风射流装置、后上二次风射流装置以及后下二次风射流装置组成；所述前二次风射流装置的出风方向为水平向下20度；所述后上二次风射流装置的出风方向为水平向下2度；所述后下二次风射流装置的出风方向为水平方向。

所述炉膛内布置三层脱硝喷口，脱硝喷口在炉膛高度方向间隔设置；所述燃烬室内壁平铺有隔墙水冷壁，且燃烬室内平行且间隔设置有多层隔墙水冷壁；所述三烟道内部从下往上依次安装蒸发受热面、高温过热器和中温过热器。

所述蒸发受热面包括蒸发受热面管系、蒸发支撑板、蒸发梳形板、蒸发圆钢、蒸发管子、蒸发防磨盖板；所述蒸发支撑板一端焊接在三烟道内壁，另一端固定蒸发梳形板；所述蒸发梳形板顶部设置有间隔排列的嵌槽，蒸发受热面管系安装于蒸发梳形板顶部的嵌槽；所述蒸发受热面管系由一组呈∑字形的管束等间距排布而成；所述蒸发受热面管系有多排，且等间距排列；所述蒸发防磨盖板安装于蒸发受热面管系上部和下部；所述蒸发受热面管系之间设置有三层由蒸发圆钢和蒸发管子组成的固定装置以加固蒸发受热面；所述蒸发圆钢插设于蒸发管子。

所述高温过热器包括高温过热器管系、高温支撑板、高温梳形板、高温圆钢、高温管子、高温防磨盖板；所述高温支撑板一端焊接在三烟道内壁，另一端固定高温梳形板；所述高温梳形板顶部设置有间隔排列的嵌槽，高温过热器管系安装于高温梳形板顶部的嵌槽；所述高温过热器管系采用蛇形管型式的单管圈结构；所述高温防磨盖板安装于高温过热器管系的上部和下部；所述高温过热器管系之间设置有二层由高温圆钢和高温管子组成的固定装置以加固高温过热器；所述高温圆钢插设于高温管子。

所述水平烟道内安装低温过热器，所述尾部烟道内安装省煤器；所述低温过热器和省煤器均采用蛇形管型式的单管圈结构。

所述尾部烟道侧面布置中和反应塔；所述中和反应塔通过连接烟道和下部灰斗连接尾部烟道；所述下部灰斗安装于尾部烟道底部；且下部灰斗上安装有槽型分离器；所述槽型分离器上端焊接于尾部烟道底部的梁，下端焊接于下部灰斗的钢板上，槽型分离器分2排错列安装；所述连接烟道布设于尾部烟道前方；所述尾部烟道与连接烟道之间设置两条烟气旁路。

所述蒸发受热面、高温过热器和中温过热器处均布置蒸汽吹灰器。

所述低温过热器和省煤器处均布置激波吹灰器。

通过采用上述方案，本发明具有以下优点：

1、通常立式垃圾焚烧锅炉是把高温过热器、中温过热器、低温过热器都布置在三烟道，而卧式垃圾焚烧锅炉是把高温过热器、中温过热器、低温过热器都布置在水平烟道。本锅炉相对立式锅炉，在燃烬室增加隔墙水冷壁，把低温过热器放置在水平烟道，从而大大降低了锅炉高度，相对卧式锅炉，把高过和中过放置在第三烟道，缩短了水平烟道，省煤器采用立式布置，从而大大缩短了锅炉深度，缩小占地面积，从而有效降低了工程投资。

2、连接烟道设置在尾部烟道前方，能有效缩短锅炉深度，从而能在空间有限的场地合理布置锅炉。

3、炉膛高度方向设置三层脱硝(SNCR)喷口，当工况变动时，可使一层喷口处于满足脱硝(SNCR)所需温度的位置，从而进行有效的脱硝。

4、燃烬室内设置隔墙水冷壁，不仅大大增加了锅炉受热面积，而且还能起到加固前后水冷壁的作用，避免水冷壁因承载而失稳。

5、三烟道内布置蒸发受热面、高温过热器和中温过热器，充分利用三烟道内的空间，有效地缩短水平烟道的长度，使锅炉结构紧凑，还可减少三烟道后面烟道中的飞灰，把一部分飞灰控制在三烟道内，通过下面的落灰装置排出。

6、为了满足环保要求，抑制二恶英类有害物质的产生，炉膛在其下部侧墙设置有辅助燃烧器，在炉膛下部后墙设置有点火燃烧器，以此确保锅炉启动时提升炉内温度和炉内温度降低时保持温度。

7、炉膛下部、位于炉排上方布置合适的前拱和后拱，在前后拱处布置有多层二次风，充分利用高速二次风射流引带和推送烟气的作用，加强烟气的扰动，造成烟气漩涡，延长烟气在炉内的行程、改善炉内气流的充满度，使燃料与空气充分混合，完全燃烧、燃烬。

8、过热器采用蛇形管型式，单管圈结构，蒸汽流速较快，管壁温度较低，可以有效地防止高温腐蚀。

9、蒸发受热面、高温过热器和中温过热器处由于温度高且空间大，用激波吹灰器吹灰效果不理想(激波吹灰器的有效吹灰半径一般仅2~3米，且对高温粘结的飞灰吹灰效果不佳），故布置长伸缩蒸汽吹灰器，而低温过热器和省煤器处宽度相对较窄，烟气温度不太高，若也用蒸汽吹灰的话就会增加锅炉蒸汽的消耗，降低锅炉出力，且增大烟气中的水蒸汽容积份额，易对受热面产生腐蚀，而采用激波吹灰即可满足吹灰要求。故低温过热器和省煤器处布置激波吹灰器，均能有效去除积灰，确保锅炉安全运行。

10、尾部烟道侧布置中和反应塔，把支撑中和反应塔的构架与锅炉钢架连为一体，不仅节省了钢材，还节约了场地，使锅炉房更加紧凑。

11、在尾部烟道与连接烟道之间设置两条烟气旁路，调温幅度大，调节性能好，能更好地调节排烟温度，使之处于适合脱硝(SCR)需要的温度。

12、下部灰斗中间安装槽型分离器。槽型分离器的阻力小，安装制造方便、易布置，占用空间小，风压损伤小，并能有效分离大颗粒的飞灰，降低尾部烟气中的飞灰量。

附图说明

图1是本发明的主视结构示意图；

图2是本发明的后视结构示意图；

图3是本发明的俯视图；

图4是蒸发受热面的主视结构示意图；

图5是图4的A-A面结构示意图；

图6是图4的B-B面结构示意图；

图7是高温过热器的主视结构示意图；

图8是图7的C-C面结构示意图；

图9是图7的D-D面结构示意图；

图10是槽型分离器的结构示意图；

图中：炉排1、钢架2、点火燃烧器3、辅助燃烧器4、炉膛5、燃烬室6、三烟道7、水平烟道8、尾部烟道9、下部灰斗10、槽型分离器11、连接烟道12、蒸发受热面13、蒸发受热面管系13a、蒸发支撑板13b、蒸发梳形板13c、蒸发圆钢13d、蒸发管子13e、蒸发防磨盖板13f、高温过热器14、高温过热器管系14a、高温支撑板14b、高温梳形板14c、高温圆钢14d、高温管子14e、高温防磨盖板14f、中温过热器15、低温过热器16、省煤器17、中和反应塔18、前拱19、后拱20、多层二次风系统21、蒸汽吹灰器22、激波吹灰器23、烟气旁路24、隔墙水冷壁25、脱硝喷口26。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

如图1、图2、图3所示，垃圾焚烧锅炉，包括有炉排1、炉室和钢架2；所述炉排1安装于炉室的下方，所述炉室安装于钢架2上。

炉排1上部为主燃烧区域，在主燃烧区域两侧安装辅助燃烧器4、后部设置点火燃烧器3。所述炉室包括顺次连通的炉膛5、燃烬室6和三烟道7。所述辅助燃烧器4安装于炉膛5的下部侧墙。所述点火燃烧器3安装于炉膛5的下部后墙。当锅炉启动时，需点火燃烧器5引燃燃料，同时投入辅助燃烧器4来提升炉内温度，确保垃圾入炉时温度高于850℃。当炉内温度降低时，可投入辅助燃烧器4以此确保炉内温度高于850℃，满足环保要求，抑制二恶英类有害物质的产生。

炉排1上方布置前拱19及后拱20。所述前拱19及后拱20均位于炉膛5下部。为了适应垃圾热值的变化，后拱20的布置角度为10℃~15℃。当垃圾热值低时，后拱20的布置角度为10℃~12℃；当垃圾热值高时，后拱20的布置角度为13℃~15℃。布置角度为部件与水平面的交角的度数。

在前拱19及后拱20处布置多层二次风系统21。所述多层二次风系统21由前二次风射流装置、后上二次风射流装置以及后下二次风射流装置组成。作为优选，所述前二次风射流装置的出风方向为水平向下20度。所述后上二次风射流装置的出风方向为水平向下2度。所述后下二次风射流装置的出风方向为水平方向。前二次风射流装置、后上二次风射流装置以及后下二次风射流装置的设置，充分利用高速二次风射流引带和推送烟气的作用，加强烟气的扰动，造成烟气漩涡，延长烟气在炉内的行程、改善炉内气流的充满度，使燃料与空气充分混合，完全燃烧、燃烬。

所述炉膛5后依次设置燃烬室6、三烟道7、水平烟道8、尾部烟道9、下部灰斗10和连接烟道12。

所述炉膛5、燃烬室6、三烟道7和尾部烟道9均竖立布设，燃烬室6上方设置入口并与炉膛5连通，燃烬室6下方设置出口并与三烟道7连通。水平烟道8一端连接三烟道7的顶端，另一端连接尾部烟道9的顶端。

烟气在炉膛5上行，进入到燃烬室6，然后在燃烬室6下行，进入三烟道7，接着在三烟道7中上行，进入水平烟道8，再在水平烟道8中水平输送，最后在尾部烟道9中下行。

炉膛5内布置三层脱硝喷口26，脱硝喷口26在炉膛5高度方向间隔设置，以满足在工况变动时可使其中一层脱硝喷口26处于满足脱硝所需温度的位置，从而进行有效的脱硝。

所述燃烬室6内壁平铺有隔墙水冷壁25。图3为半剖俯视图，燃烬室6内平行且间隔设置有多层隔墙水冷壁25。隔墙水冷壁25，不仅大大增加了锅炉受热面积，而且还能起到加固前后水冷壁的作用，避免水冷壁因承载而失稳。

所述三烟道7内部从下往上依次安装蒸发受热面13、高温过热器14和中温过热器15。此结构充分利用三烟道7内的空间，有效地缩短水平烟道的长度，使锅炉结构紧凑，还可减少三烟道7后面烟道中的飞灰，把一部分飞灰控制在三烟道7内，通过下面的落灰装置排出。

所述蒸发受热面13包括蒸发受热面管系13a、蒸发支撑板13b、蒸发梳形板13c、蒸发圆钢13d、蒸发管子13e、蒸发防磨盖板13f。所述蒸发支撑板13b一端焊接在三烟道7内壁，另一端固定蒸发梳形板13c。所述蒸发梳形板13c顶部设置有间隔排列的嵌槽，蒸发受热面管系13a安装于蒸发梳形板13c顶部的嵌槽。所述蒸发受热面管系13a由一组呈∑字形的管束等间距排布而成；所述蒸发受热面管系13a有多排，且等间距排列；所述蒸发防磨盖板13f安装于蒸发受热面管系13a上部和下部；所述蒸发受热面管系13a之间设置有三层由蒸发圆钢13d和蒸发管子13e组成的固定装置以加固蒸发受热面13,防止管束受热变形；所述蒸发圆钢13d插设于蒸发管子13e。

所述高温过热器14包括高温过热器管系14a、高温支撑板14b、高温梳形板14c、高温圆钢14d、高温管子14e、高温防磨盖板14f。所述高温支撑板14b一端焊接在三烟道7内壁，另一端固定高温梳形板14c。所述高温梳形板14c顶部设置有间隔排列的嵌槽，高温过热器管系14a安装于高温梳形板14c顶部的嵌槽。所述高温过热器管系14a采用蛇形管型式的单管圈结构；所述高温防磨盖板14f安装于高温过热器管系14a的上部和下部；所述高温过热器管系14a之间设置有二层由高温圆钢14d和高温管子14e组成的固定装置以加固高温过热器,防止管束受热变形；所述高温圆钢14d插设于高温管子14e。

所述水平烟道8内安装低温过热器16，所述尾部烟道9内安装省煤器17。所述低温过热器16和省煤器17均采用蛇形管型式的单管圈结构，蒸汽流速较快，管壁温度较低，可以有效防止高温腐蚀。

所述尾部烟道9侧面布置中和反应塔18；所述中和反应塔18通过连接烟道12和下部灰斗10连接尾部烟道9。所述下部灰斗10安装于尾部烟道9底部；且下部灰斗10上安装有槽型分离器11。所述槽型分离器11上端焊接于尾部烟道9底部的梁，下端焊接于下部灰斗10的钢板上，槽型分离器11分2排错列安装。槽型分离器11的阻力小，安装制造方便、易布置，占用空间小，风压损伤小，并能有效分离大颗粒的飞灰，降低尾部烟气中的飞灰量。

所述连接烟道12布设于尾部烟道9前方，因此，连接烟道12位于水平烟道8正下方，能有效缩短锅炉深度，从而能在空间有限的场地合理布置锅炉。

所述中和反应塔18固定于钢架2。把支撑中和反应塔的构架与锅炉钢架连为一体，不仅节省了钢材，还节约了场地，使锅炉房更加紧凑。

所述尾部烟道9与连接烟道12之间设置两条烟气旁路24，调温幅度大，调节性能好，能更好地调节排烟温度，使之处于适合脱硝SCR需要的温度。

蒸发受热面13、高温过热器14和中温过热器15处布置蒸汽吹灰器22。低温过热器16和省煤器17处布置激波吹灰器23。

由于激波吹灰器的有效吹灰半径一般仅2~3米，且对高温粘结的飞灰吹灰效果不佳。蒸发受热面13、高温过热器14和中温过热器15处由于温度高且空间大，用激波吹灰器吹灰效果不理想，故布置长伸缩蒸汽吹灰器。

而低温过热器16和省煤器17处宽度相对较窄，烟气温度不太高，若也用蒸汽吹灰的话就会增加锅炉蒸汽的消耗，降低锅炉出力，且增大烟气中的水蒸汽容积份额，易对受热面产生腐蚀，而采用激波吹灰即可满足吹灰要求。故低温过热器16和省煤器17处布置激波吹灰器23，均能有效去除积灰，确保锅炉安全运行。

本发明按照实施例进行了说明，在不脱离本原理的前提下，本装置还可以作出若干变形和改进。应当指出，凡采用等同替换或等效变换等方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.垃圾焚烧锅炉，其特征在于，包括有炉排（1）、炉室和钢架（2）；所述炉排（1）安装于炉室的下方，所述炉室安装于钢架（2）上；所述炉室包括顺次连通的炉膛（5）、燃烬室（6）和三烟道（7）；所述炉膛（5）后依次设置燃烬室（6）、三烟道（7）、水平烟道（8）、尾部烟道（9）和连接烟道（12）；所述炉膛（5）、燃烬室（6）、三烟道（7）和尾部烟道（9）均竖立布设。

2.如权利要求1所述的垃圾焚烧锅炉，其特征在于，所述炉排（1）上部为主燃烧区域，在主燃烧区域前部安装辅助燃烧器（4）、后部设置点火燃烧器（3）；所述辅助燃烧器（4）安装于炉膛（5）的下部侧墙；所述点火燃烧器（3）安装于炉膛（5）的下部后墙；所述炉排（1）上方布置前拱（19）及后拱（20）；所述前拱（19）及后拱（20）均位于炉膛（5）下部；所述后拱（20）的布置角度为10℃~15℃。

3.如权利要求2所述的垃圾焚烧锅炉，其特征在于，所述前拱（19）及后拱（20）处布置多层二次风系统（21）；所述多层二次风系统（21）由前二次风射流装置、后上二次风射流装置以及后下二次风射流装置组成；所述前二次风射流装置的出风方向为水平向下20度；所述后上二次风射流装置的出风方向为水平向下2度；所述后下二次风射流装置的出风方向为水平方向。

4.如权利要求1所述的垃圾焚烧锅炉，其特征在于，所述炉膛（5）内布置三层脱硝喷口（26），脱硝喷口（26）在炉膛（5）高度方向间隔设置；所述燃烬室（6）内壁平铺有隔墙水冷壁（25），且燃烬室（6）内平行且间隔设置有多层隔墙水冷壁（25）；所述三烟道（7）内部从下往上依次安装蒸发受热面（13）、高温过热器（14）和中温过热器（15）。

5.如权利要求4所述的垃圾焚烧锅炉，其特征在于，所述蒸发受热面（13）包括蒸发受热面管系（13a）、蒸发支撑板（13b）、蒸发梳形板（13c）、蒸发圆钢（13d）、蒸发管子（13e）、蒸发防磨盖板（13f）；所述蒸发支撑板（13b）一端焊接在燃烬室（6）内壁，另一端固定蒸发梳形板（13c）；所述蒸发梳形板（13c）顶部设置有间隔排列的嵌槽，蒸发受热面管系（13a）安装于蒸发梳形板（13c）顶部的嵌槽；所述蒸发受热面管系(13a)由一组呈∑字形的管束等间距排布而成；所述蒸发受热面管系(13a)有多排，且等间距排列；所述蒸发防磨盖板(13f)安装于蒸发受热面管系(13a)上部和下部；所述蒸发受热面管系(13a)之间设置有三层由蒸发圆钢(13d)和蒸发管子(13e)组成的固定装置以加固蒸发受热面(13)；所述蒸发圆钢(13d)插设于蒸发管子(13e)。

6.如权利要求4所述的垃圾焚烧锅炉，其特征在于，所述高温过热器（14）包括高温过热器管系（14a）、高温支撑板（14b）、高温梳形板（14c）、高温圆钢（14d）、高温管子（14e）、高温防磨盖板（14f）；所述高温支撑板（14b）一端焊接在燃烬室（6）内壁，另一端固定高温梳形板（14c）；所述高温梳形板（14c）顶部设置有间隔排列的嵌槽，高温过热器管系（14a）安装于高温梳形板（14c）顶部的嵌槽；所述高温过热器管系(14a)采用蛇形管型式的单管圈结构；所述高温防磨盖板(14f)安装于高温过热器管系(14a)的上部和下部；所述高温过热器管系(14a)之间设置有二层由高温圆钢(14d)和高温管子(14e)组成的固定装置以加固高温过热器(14)；所述高温圆钢(14f)插设于高温管子(14e)。

7.如权利要求1所述的垃圾焚烧锅炉，其特征在于，所述水平烟道（8）内安装低温过热器（16），所述尾部烟道（9）内安装省煤器（17）；所述低温过热器（16）和省煤器（17）均采用蛇形管型式的单管圈结构。

8.如权利要求1所述的垃圾焚烧锅炉，其特征在于，所述尾部烟道（9）侧面布置中和反应塔（18）；所述中和反应塔（18）通过连接烟道（12）和下部灰斗（10）连接尾部烟道（9）；所述下部灰斗（10）安装于尾部烟道（9）底部；且下部灰斗（10）上安装有槽型分离器（11）；所述槽型分离器（11）上端焊接于尾部烟道（9）底部的梁，下端焊接于下部灰斗（10）的钢板上，槽型分离器（11）分2排错列安装；所述连接烟道（12）布设于尾部烟道（9）前方；所述尾部烟道（9）与连接烟道（12）之间设置两条烟气旁路（24）。

9.如权利要求4所述的垃圾焚烧锅炉，其特征在于，所述蒸发受热面（13）、高温过热器（14）和中温过热器（15）处均布置蒸汽吹灰器（22）。

10.如权利要求7所述的垃圾焚烧锅炉，其特征在于，所述低温过热器（16）和省煤器（17）处均布置激波吹灰器（23）。