大型爐排垃圾焚燒余熱鍋爐的基本結(jié)構(gòu)介紹

1、大型爐排垃圾焚燒余熱鍋爐的基本結(jié)構(gòu)介紹 環(huán)衛(wèi)科技網(wǎng) 作者：許峰 0 條評(píng)論2010-12-16 11:34摘要：本文介紹了筆者在爐排垃圾焚燒余熱鍋爐設(shè)計(jì)中采用的結(jié) 構(gòu)，并闡述了設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題。關(guān)鍵詞：余熱鍋爐；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)0 前言焚燒是目前世界各國(guó)廣泛采用的城市垃圾處理技術(shù)，大型的配備有熱能回收與利用裝置的垃圾焚燒處理系統(tǒng)，正逐漸上升為焚燒處理的主流。作為垃圾焚燒處理系統(tǒng)中的核心設(shè)備垃圾焚燒鍋爐，國(guó)外許多著名焚燒技術(shù)與設(shè)備公司已積累了大量經(jīng)驗(yàn)，有了相當(dāng)成熟的結(jié)構(gòu)。我國(guó)近年來(lái)通過(guò)引進(jìn)和吸收外來(lái)經(jīng)驗(yàn)及技術(shù)，在焚燒技術(shù)與設(shè)備方面也有了長(zhǎng)足進(jìn)步和很大發(fā)展。目前垃圾焚燒鍋爐有多種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，以下僅對(duì)大型爐

2、排垃圾焚燒余熱鍋爐的 基本設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行介紹。1 余熱鍋爐的基本技術(shù)參數(shù)綜目前日處理 400t 以上生活垃圾的垃圾焚燒鍋爐多采用機(jī)械爐排作為焚燒設(shè)備，焚燒爐后再配置相應(yīng)的余熱回收鍋爐，產(chǎn)出蒸 汽供汽機(jī)發(fā)電。注：生活垃圾的低位發(fā)熱值一般為 6698kj。由于垃圾焚燒煙氣中的 hcl 及 sox 等有害氣體均對(duì)焚燒爐體和余熱回收鍋爐受熱面的金屬材料，具有強(qiáng)烈的腐蝕性，且當(dāng)廢氣溫度在 320 以上時(shí)，高溫酸性氣體(包括 so2，so3，h2s，hcl 等)長(zhǎng)時(shí)間與金屬材料接觸，還會(huì)引起高溫腐蝕。典型垃圾焚燒工程的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)顯示，蒸汽溫度若超過(guò) 400，管壁會(huì)發(fā)生急劇的高溫腐蝕，嚴(yán)重影響全廠運(yùn)行的可靠性、

3、安全性和經(jīng)濟(jì)性。所以，很多運(yùn)行中和正在設(shè)計(jì)、建設(shè)中的垃圾焚燒電 廠，蒸汽參數(shù)主要采用較保守的次中溫或低溫設(shè)計(jì)，(3.5/2.5mpa ， 400/280 左右)。目前，隨著材料技術(shù)、控溫燃燒技術(shù)和防腐技術(shù)的提高，結(jié)合垃 圾焚燒發(fā)電工程的資源條件改善(垃圾熱值有所提高)和技術(shù)經(jīng)濟(jì) 要求(提高資源利用效率、降低運(yùn)行成本)，較多采用的是中溫中 壓蒸汽參數(shù)即主蒸汽參數(shù)為：3.5mpa/350至 4.5mpa/450 ，可以兼顧可靠性、安全性和經(jīng)濟(jì) 性(包括造價(jià)和運(yùn)行成本)的協(xié)調(diào)。2 余熱鍋爐的基本結(jié)構(gòu)采用機(jī)械爐排作為焚燒方式的垃圾焚燒爐，其后的余熱鍋爐目前 有幾種較典型的結(jié)構(gòu)，下面以 400t/d 處

4、理量垃圾焚燒余熱鍋爐為 例：2.1 四垂直煙道布置結(jié)構(gòu)余熱鍋爐上圖余熱鍋爐采用單鍋筒、自然循環(huán)、四通道、垂直布置、全懸吊結(jié)構(gòu)。在爐排的上方，布置有由一個(gè)覆以耐火、耐磨、抗腐材料內(nèi)襯的膜式水冷壁組成的垂直輻射煙道和二個(gè)未覆以耐火材料內(nèi)襯的膜式水冷壁組成的垂直輻射煙道。在第三煙道從下至上依次布置蒸發(fā)管束、高溫過(guò)熱器、低溫過(guò)熱器，蒸發(fā)管束及過(guò)熱器均為水平布置，采用懸吊管懸吊方式。尾部垂直煙道布置五級(jí) 省煤器。共包含四個(gè)回程：回程一：垂直輻射段，由內(nèi)襯耐火材料的膜式蒸發(fā)受熱面組成， 耐火材料一直覆蓋到本回程的頂部?；爻潭捍怪陛椛涠危赡な秸舭l(fā)受熱面組成?；爻倘捍怪陛椛涠危赡な秸舭l(fā)受熱面及蒸發(fā)管束

5、，過(guò)熱器、 減溫器組成?；爻趟模何膊看怪睂?duì)流段由三組省煤器組成，采用輕型護(hù)板式爐 墻。另外蒸汽 - 空氣預(yù)熱器布置在鍋爐外部，采用輕型護(hù)板式爐墻結(jié) 構(gòu)，獨(dú)成一體。若焚燒爐爐體采用風(fēng)冷形式，則余熱爐結(jié)構(gòu)可變型為圖 2 形式：此結(jié)構(gòu)中余熱爐與焚燒爐間采用非金屬補(bǔ)償器連接，對(duì)補(bǔ)償器有 較高的要求，特別是耐溫及抗腐蝕方面。2.2 垂直+水平煙道布置結(jié)構(gòu)余熱鍋爐此結(jié)構(gòu)將蒸發(fā)管束、過(guò)熱器布置在水平煙道中，其一煙道仍由一個(gè)覆以耐火、耐磨、抗腐材料內(nèi)襯的膜式水冷壁組成，二、三煙道為未覆以耐火材料內(nèi)襯的膜式水冷壁。水平煙道中按煙氣流向，依次為一級(jí)蒸發(fā)管束、高、低溫過(guò)熱器、二級(jí)蒸發(fā)管束。尾 部煙道布置二組煙氣 -

6、 空氣預(yù)熱器及三組省煤器。另外在風(fēng)機(jī)出口還獨(dú)立布置有蒸汽-空氣預(yù)熱器。3 結(jié)構(gòu)分析由于垃圾焚燒鍋爐主要以處理城市生活垃圾，達(dá)到無(wú)害化、減量化、資源化的目的，而不是以產(chǎn)汽和發(fā)電量為主要目標(biāo)，因而與常規(guī)的燃煤、燃?xì)忮仩t有較大的不同。相對(duì)同蒸發(fā)量的普通燃煤、燃?xì)忮仩t來(lái)說(shuō)，需考慮的因素更多，更全面，從而其結(jié)構(gòu)較為復(fù) 雜、龐大，鋼材耗量明顯增加。首先余熱鍋爐連接焚燒爐的一煙道作為二燃室，為抑制二惡英、 nox 及 sox 等有害氣體的產(chǎn)生量，焚燒爐產(chǎn)生的高溫?zé)煔庑柙?其中保持 850 左右停留 23 秒。為了達(dá)到以上要求，二燃室必須采用絕熱結(jié)構(gòu)，從焚燒爐出口至爐膛出口覆以不同性能的耐火、耐磨、抗腐材料內(nèi)

7、襯，同時(shí)為保證足夠的停留時(shí)間，必須選 定適宜的煙氣流速和爐膛高度，一般二燃室煙氣流速 34m/s 為 佳，爐膛高度約為 15m 左右。其次焚燒后產(chǎn)生的煙氣成分非常復(fù)雜，其中的灰塵粘結(jié)性很強(qiáng)，積灰是垃圾鍋爐中一個(gè)相當(dāng)頭痛的問(wèn)題，雖然采用了各種清灰方法，但實(shí)際效果都不甚理想，為盡量減少受熱面的積灰，更易清 除積灰，其對(duì)流受熱面(過(guò)熱器、省煤器、蒸發(fā)管束等)無(wú)論是水 平布置還是垂直布置一般多采取順列布置結(jié)構(gòu)。第三，為保護(hù)過(guò)熱器，必須在其前部布置足夠的對(duì)流和輻射受熱面，譬如在過(guò)熱器前布置蒸發(fā)管束或在二煙道內(nèi)加中間管屏等。第四，為了改善爐排上燃燒狀況和調(diào)整燃燒室內(nèi)溫度，垃圾焚燒鍋爐一般均采用多級(jí)燃燒空氣系統(tǒng)(即常說(shuō)的一、二、三次風(fēng))，每級(jí)燃燒空氣系統(tǒng)的入爐空氣均需加熱至一定溫度，因而其余熱鍋爐部分必須配置相應(yīng)的空氣預(yù)熱器，且需比常規(guī)的空氣預(yù)熱器 更耐腐蝕和不易積灰，因此獨(dú)立布置的蒸汽-空氣預(yù)熱器(結(jié)構(gòu) 1) 或煙氣空預(yù)器 + 獨(dú)立布置蒸汽 - 空氣預(yù)熱器 ( 結(jié)構(gòu) 2) 就常成為首 選。另外垃圾焚燒鍋爐的鋼結(jié)構(gòu)，如支撐鋼架、平臺(tái)及樓梯等，在設(shè)計(jì)及制造中均需考慮較嚴(yán)格的防