專利名稱：一種循環流化床垃圾焚燒鍋爐的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種垃圾發電設備，特別是一種循環流化床垃圾焚燒鍋爐。
背景技術：
目前，隨著城市化進程的加快和人民生活水平的提高，城市居民生活垃圾處理已 經成為環境保護的一個重要內容。2007年我國655個設市城市的垃圾總量即達1.25億噸， 很多城市面臨"垃圾圍城"，垃圾無害化處理已經成為最為重要的環境保護問題之一。 在垃圾無害化處理的三種方法中，垃圾焚燒發電是最貼近垃圾處理的無害化，減 量化和資源化三原則的處理方式，因此已經開始在我國得到發展。其中，采用循環流化床垃 圾焚燒鍋爐的設備投資少，適用于垃圾熱值比較低、酸度和水分比較大的生活垃圾。但是， 我國目前投運的循環流化床垃圾焚燒鍋爐，其爐膛都是由膜式水冷壁構成的。膜式水冷壁 要吸收爐內的熱量，使爐內煙氣溫度降低，從而影響到垃圾的預熱著火，及達不到二惡英分 解要求的溫度，所以都要投入一定比例的煤，與垃圾一起混燒以提高煙氣溫度。垃圾質量好 熱值高，可以少投入一些煤，垃圾質量差熱值低，就要多投入一些煤。據清華大學研究，垃圾 質量最好時，投入的煤量也不能少于整個燃料總重量的6% 。由于當前我國煤的價格居高不 下，使垃圾發電廠的運行成本大幅提高，有的甚至處于虧損邊緣。申請號為"00108520. 4"， 名稱為"城市生活垃圾內循環異重流化床焚燒鍋爐"的中國實用新型專利申請文件所公開 的垃圾焚燒鍋爐，沒有涉及其燃燒室的絕熱問題；申請號為"200410009082. 2"，名稱為"一
種用于焚燒生活垃圾的循環流化床鍋爐"的中國實用新型專利申請所公開的循環流化床鍋 爐，雖然在燃燒室內設置了減少膜式水冷壁吸熱，保證燃燒室內燃燒溫度的衛燃帶，但對該 衛燃帶的結構及組成沒有詳細說明，從公開的文件中無法判斷該衛燃帶如何實現減少膜式 水冷壁吸熱，保證燃燒室內燃燒溫度的功能。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種可克服現有技術的缺點，不需要加入 高熱值燃料來助燃的循環流化床焚燒垃圾鍋爐，以提高對垃圾品質變化的適應性并降低垃 圾發電廠的運行成本。 為了實現上述目的，本實用新型提供了一種循環流化床垃圾焚燒鍋爐，包括鋼構 架及設置在所述鋼構架上的爐膛本體、中部煙道、尾部煙道及鍋筒，所述中部煙道內設置有 煙氣分離裝置和回料裝置，所述煙氣分離裝置與所述回料裝置分別與所述爐膛本體連接， 所述尾部煙道與所述煙氣分離裝置連接，所述爐膛本體和所述尾部煙道中設置有汽水系 統，所述汽水系統與所述鍋筒連接，其中，所述爐膛本體包括 上部水冷壁爐膛，其上設置有煙氣出口 ，所述煙氣出口用于將煙氣弓I向所述煙氣 分離裝置； 下部絕熱爐膛，其上設置有垃圾入口 、二次風噴口及回料入口 ，所述回料入口用于 連接所述回料裝置；[0008] 中部絕熱爐膛，用于分別連接所述上部水冷壁爐膛及所述下部絕熱爐膛； 其中，所述中部絕熱爐膛與所述下部絕熱爐膛為無受熱面爐膛結構，用于防止垃
圾燃燒后產生的熱量散失，以將所述熱量用于后期投入垃圾的預熱和點燃。 上述的循環流化床垃圾焚燒鍋爐，其中，所述無受熱面爐膛結構包括爐墻和安裝
在所述爐墻的外表面的承壓護板，所述爐墻包括耐火磚層及砌筑在所述耐火磚層的外層的
保溫層。 上述的循環流化床垃圾焚燒鍋爐，其中，所述爐墻上還設置有多層耐火磚支架，所 述耐火磚支架固定在所述承壓護板上。 上述的循環流化床垃圾焚燒鍋爐，其中，所述各層耐火磚支架之間，還設置有耐火 磚拉鉤，所述耐火磚拉鉤固定在所述承壓護板上。 上述的循環流化床垃圾焚燒鍋爐，其中，所述承壓護板的邊緣設置有用于密封的 雙向膨脹節，所述雙向膨脹節能夠吸收雙向膨脹。 上述的循環流化床垃圾焚燒鍋爐，其中，所述承壓護板為高強度低合金結構鋼的 柵格結構，所述柵格結構的外表面采用低合金鋼板密封結構。 上述的循環流化床垃圾焚燒鍋爐，其中，所述下部絕熱爐膛的縱截面為上寬下窄 的梯形，所述下部絕熱爐膛的底部端口處設置有結構為漏斗狀的布風板，所述布風板上設 置有排渣管口和多排風帽，所述排渣管口設置在所述多排風帽的中間。 上述的循環流化床垃圾焚燒鍋爐，其中，所述下部絕熱爐膛底部連接有水冷一次 風室，所述水冷一次風室上設置有一次風入口及用于連接啟動燃燒器的燃燒器接口 ，所述 水冷一次風室通過管道與所述鍋筒連接。 上述的循環流化床垃圾焚燒鍋爐，其中，所述水冷一次風室包括上集箱、下集箱及 設置于所述上集箱和所述下集箱之間的膜式水冷壁，所述上集箱、所述下集箱及所述膜式 水冷壁共同形成箱形風室，所述布風板設置在所述上集箱內。 上述的循環流化床垃圾焚燒鍋爐，其中，所述水冷一次風室還連接有排渣管。 上述的循環流化床垃圾焚燒鍋爐，其中，設置于所述排渣管口周圍的所述風帽上 設置有指向所述排渣管的中心的通風孔。 上述的循環流化床垃圾焚燒鍋爐，其中，所述布風板的漏斗面的傾斜角度為 15° 25° 。 上述的循環流化床垃圾焚燒鍋爐，其中，所述尾部煙道中設置有對流管束，所述對
流管束與所述鍋筒連接，所述對流管束為沿所述尾部煙道寬度方向等距離排列的管束，所 述管束在水平方向與水平線成10° 15°的夾角。 上述的循環流化床垃圾焚燒鍋爐，其中，所述下部絕熱爐膛的側壁上還設置有緊 急加煤口 ，用于垃圾質量特別惡劣時臨時投煤助燃。 本實用新型的技術效果在于本實用新型的循環流化床焚燒垃圾鍋爐，其爐膛著 火燃燒區由耐火保溫材料砌筑，不存在常規循環流化床焚燒垃圾鍋爐的水冷壁吸熱部件， 從而大大提高了著火燃燒區的煙氣溫度，在垃圾品質下降，垃圾發熱值降低時，仍然可以著 火燃燒，不需要加入其它高熱值燃料(比如煤)來助燃，從而降低了垃圾發電廠的運行成 本，增大了對垃圾品質變化的適應性。
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細描述，但不作為對本實用新型
圖1本實用新型的循環流化床垃圾焚燒鍋爐結構框圖；[0026]圖2本實用新型汽水系統結構框圖；[0027]圖3a本實用新型除塵系統結構框圖；圖3b本實用新型排渣系統結構框圖；圖4本實用新型空氣系統結構框圖；[0030]圖5本實用新型滲瀝液處理系統結構框圖；[0031]圖6本實用新型的循環流化床垃圾焚燒鍋爐結構示意圖[0032]圖7本實用新型的水冷--次風室結構示意圖；圖8本實用新型的爐墻結構示意圖；[0034]圖9圖8的A部放大結構示意圖；[0035]圖10圖8的B部放大結構示意圖；[0036]圖lla 圖lie本實用新型的異型耐火磚結構示意圖；[0037]圖12本實用新型風帽結構示意圖；[0038]圖13本實用新型排渣管附近特殊風帽結構示意圖；[0039]圖14本實用新型排渣管連接示意圖。[0040]其中，附圖標記1水冷一次風室2F2供氣管1A上集箱2F3、2F4通風孔1B下集箱2G耐火澆注料1C膜式水冷壁2H耐火磚1D布風板2M耐火磚拉鉤2下部絕熱爐膛2N耐火磚支架2A承壓護板3中部絕熱爐膛2B爐墻4上部水冷壁爐膛2C耐高溫保溫材料41煙氣出口2D普通保溫材料5啟動燃燒器2E雙向膨脹節51燃燒器接口2F風帽6 —次風入口2F1帽頂7二次風噴口8垃圾入口25A支撐鋼梁9緊急加煤口26過熱蒸汽引出口io滲瀝液入口27波紋形膨脹節ll排渣管100爐膛本體11A排渣管口101中部煙道12鍋筒102尾部煙道13旋風分離器200空氣系統
6[0061]14回料裝置201空氣預熱器141回料入口300汽水系統15對流管束301水冷系統16上級省煤器302過熱器17上級過熱器303省煤器18下級過熱器400a除塵系統19減溫401煙氣分離裝置20下級省煤400b排渣系統21給水入口500吹灰系統22 —次風空氣預熱器600滲瀝液處理系統23 二次風空氣預熱器601污水池24煙氣出口灰斗602污水泵25鋼構架
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的結構原理和工作原理作具體的描述 本實用新型為解決垃圾熱值低且波動大，燃燒穩定性差，爐膛燃燒溫度低影響二
惡英分解，煙氣中含腐蝕性強的酸性氣體等問題，在鍋爐整體結構上采用了不同于常規垃
圾燃煤混合燃料循環流化床鍋爐的結構設計。 參見圖1及圖6，圖1為本實用新型的循環流化床垃圾焚燒鍋爐結構框圖，圖6為 本實用新型的循環流化床垃圾焚燒鍋爐結構示意圖。本實用新型的循環流化床垃圾焚燒鍋 爐，包括鋼構架25及設置在所述鋼構架25上的爐膛本體100、中部煙道101、尾部煙道102 及鍋筒12，所述中部煙道101內設置有煙氣分離裝置401和回料裝置14，所述煙氣分離裝 置401與所述回料裝置14分別與所述爐膛本體100連接，所述尾部煙道102與所述煙氣分 離裝置401連接，所述爐膛本體100和尾部煙道102中設置有汽水系統300，所述爐膛本體 100包括上部水冷壁爐膛4，其爐墻上設置有用于將煙氣引向所述煙氣分離裝置401的煙 氣出口 41，所述煙氣分離裝置401與所述煙氣出口 41連接；下部絕熱爐膛2，其爐墻2B上 設置有用于投放垃圾的垃圾入口 8、用于連接所述回料裝置14的回料入口 141及二次風噴 口 7 ;用于連接所述上部水冷壁爐膛4及所述下部絕熱爐膛2的中部絕熱爐膛3。所述下部 絕熱爐膛2的底部連接有水冷一次風室l，所述水冷一次風室1上設置有一次風入口 6及 用于連接啟動燃燒器5的燃燒室接口 51，所述水冷一次風室1的工質受熱面通過管道與所 述鍋筒12連接，以保證在啟動和運行時能夠將熱量傳遞給工質；所述水冷一次風室1底部 連接有排渣管11 ;其中，所述中部絕熱爐膛3與所述下部絕熱爐膛2用于防止垃圾燃燒后 產生的熱量散失，以將所述熱量用于新投入垃圾的預熱和點燃。其中，所謂的絕熱爐膛即爐 膛著火燃燒區由耐火保溫材料砌筑，不存在常規循環流化床垃圾焚燒鍋爐的水冷壁吸熱部 件，從而可以大大提高爐膛著火燃燒區的煙氣溫度，在垃圾品質下降，垃圾發熱值降低時， 仍然可以著火燃燒，不需要加入其他高熱值燃料來助燃，從而降低垃圾發電廠的運行成本， 增大對垃圾品質變化的適應性。 鋼構架25用于支撐鍋爐所有部件的重量，其設計的地震烈度為7級，按國家有關標準進行設計。為便于檢查和維修，本實用新型的循環流化床垃圾焚燒鍋爐還裝有可到達 各個部位的平臺樓梯。 參見圖6，圖6為本實用新型的循環流化床垃圾焚燒鍋爐結構示意圖。本實施例 中，爐膛本體100上部與煙氣分離裝置401連接，回料裝置14下部與爐膛本體100下部連 接，回料裝置14與煙氣分離裝置401位于中間位置，煙氣分離裝置401與尾部煙道102連 接，尾部煙道102內從上到下依次布置有對流管束15、上級省煤器16、上級過熱器17、減溫 器19、下級過熱器18、下級省煤器20、一次風空氣預熱器22、二次風空氣預熱器23及煙氣 出口灰斗24。以上對流管束15、上級省煤器16、上級過熱器17、下級過熱器18、下級省煤器 20的布置為尾部受熱面。為了避免尾部受熱面受到煙氣中灰粒的磨損，控制流過尾部受熱 面的平均煙氣流速在4 6m/s之間，通常，在垂直于煙氣流向的管束平面上，煙道橫截面積 扣除管束占有的面積，即為煙氣的流通面積，煙氣量一定，流通面積越大，煙速越低，所以增 大煙道橫截面積或者減少管束占有的面積，可以降低煙氣流速。本實施例中主要采用增大 煙道橫截面積來達到降低煙速的目的，因此該鍋爐尾部煙道102的流通斷面積要比同容量 鍋爐大40%左右。 所述下部絕熱爐膛2的縱截面為上寬下窄的梯形，所述中部絕熱爐膛3和所述上 部水冷壁爐膛4的縱截面為矩形，以利于煙氣隨垃圾的燃燒在爐膛內作勻速上升流動。參 見圖8、圖9及圖10，圖8為本實用新型的爐墻結構示意圖，圖9為圖8的A部放大結構示 意圖，圖10為圖8的B部放大結構示意圖。所述中部絕熱爐膛3和所述下部絕熱爐膛2均 為爐墻2B和承壓護板2A聯合結構，所述爐墻2B包括砌筑為一體的耐火磚2H及砌筑在所 述耐火磚2H的外層的保溫材料2C、2D，爐墻2B的向火面用耐火磚2H砌筑，所述耐火磚2H 為異型耐火磚(參見圖1 la 圖1 le)，砌筑后能夠互相咬合避免脫落，所述異型耐火磚可以 為高鋁磚、半硅石磚或莫來石磚，并在異型耐火磚的外部砌筑足夠厚度的保溫材料2C，2D， 使爐墻的外表面溫度不超過50°C 。保溫材料在緊貼耐火磚2H的一側砌筑耐高溫保溫材料 2C，在耐高溫保溫材料2C外側再砌筑普通保溫材料2D，所述保溫材料可以為硅酸鋁磚、珍 珠巖磚或硅藻土磚，在普通保溫材料2D外側為所述承壓護板2A，即承壓護板2A安裝在所述 爐墻2B的外表面，所述承壓護板2A用于承擔所述爐墻2B的重量和保持爐膛內的壓力。所 述承壓護板2A為高強度低合金結構鋼的柵格結構，所述柵格結構的外表面用低合金鋼板 密封。所述承壓護板2A的下部邊緣用于支撐，所述承壓護板2A的上部邊緣、左側邊緣及右 側邊緣均設置有膨脹間隙。所述承壓護板2A的邊緣均設置有能夠吸收雙向膨脹的雙向膨 脹節2E，所述雙向膨脹節2E用于密封。所述爐墻2B沿高度方向上還設置有多層耐火磚支 架2N，每層耐火磚支架2N在水平方向成為環形，在高度方向，每大約2米左右，設置一層爐 墻耐火磚支架2N，在耐火磚支架2N下部留有足夠的膨脹間隙，所述耐火磚支架2N固定在所 述承壓護板2A上，所述各層耐火磚支架2N的各層之間，還設置有用于保持所述爐墻2B表 面平整的耐火磚拉鉤2M，所述耐火磚拉鉤2M固定在所述承壓護板2A上。砌筑時，上下兩層 耐火磚縫要錯開，形成"丁"字型磚縫結構，避免出現十字型磚縫。爐墻支撐耐火磚支架2N 和耐火磚拉鉤2M生根在承壓護板2A上，除最下一層爐墻外，由各部分承壓護板2A分別承 擔爐墻重量，然后由承壓護板2A將各部重量傳遞到鋼構架25上。 上部水冷壁爐膛4為鋼管與扁鋼焊制的膜式水冷壁結構，所述膜式水冷壁的上集 箱與所述膜式水冷壁的下集箱分別與所述鍋筒12連接。所述膜式水冷壁的外表面包覆有保溫材料，所述保溫材料可以為礦渣棉、巖棉或玻璃棉。膜式水冷壁的下集箱與鍋筒12用 下水管連接，上集箱用汽水引出管與鍋筒12連接。膜式水冷壁分成3個水循環回路，循環 倍率均大于20。膜式水冷壁在下集箱處設有固定支撐，使膜式水冷壁從下集箱開始向上膨 脹，使膜式水冷壁與絕熱爐膛磚墻之間的接縫保持很小，易于密封。膜式水冷壁的外表面附 有200mm厚的礦渣棉、巖棉、玻璃棉等保溫材料，使其外表面溫度小于50°C 。膜式水冷壁的 后墻設有兩個出口 ，將煙氣引向旋風分離器13。在設計旋風分離器時，首先要確定入口的 大小，入口的大小由通過的煙氣量和入口煙氣速度來決定。煙氣量取決于燃燒的垃圾量，煙 氣速度按慣例有一定范圍的推薦值。入口的大小確定好了以后，分離器的其他尺寸均與入 口大小成比例，也就是分離器的整個大小尺寸都可以確定下來。分離器通過的煙氣量大，分 離器的入口就大，則分離器的尺寸大。分離器的數量主要看分離器的大小與鍋爐的大小是 否協調，是否匹配。本實施例采用兩個旋風分離器13，煙氣由爐膛上部分兩個出口同時分 別進入兩個旋風分離器13，這樣旋風分離器13與鍋爐較協調，連接部件尺寸也較合適。本 實施例中，膜式水冷壁管子采用小51 小60規格，材質為20G/GB5310，扁鋼寬度的選取要 使扁鋼中心線的運行溫度小于400°C，以避開高溫腐蝕區。燃用一般垃圾時，爐膛橫截面煙 氣流速在92(TC時為3. 7m/s。爐膛出口溫度為91(TC，料層溫度為930°C，爐膛出口過剩空 氣系數取為1.4。料層靜止高度取600-800mm，保證有足夠的蓄熱能力來維持穩定燃燒。旋 風分離器13采用兩臺蝸殼式高溫絕熱分離器，技術可靠成熟，分離效率高。進口煙氣流速 選取為20 25m/s，料腿內徑選取為小600 小800mm。返料管內徑為小600 小800mm。 設計物料循環倍率為20，料腿立柱內物料運動速度為0. 3m/s左右。 爐內密相區的運行壓力一般為8kpa，承壓護板2A按1. 5倍爐內壓力，即12kpa設 計，以保證運行時承壓護板2A不產生變形。每塊承壓護板2A的下部邊緣分別支撐在鋼構 架25或水冷一次風室1的上集箱1A上，其余三個邊緣與鋼構架25之間留有膨脹間隙。承 壓護板2A的四個邊緣與相鄰結構之間用能夠吸收雙向膨脹的雙向膨脹節2E密封。 由于爐膛的中下部采用絕熱結構，就使先前投入的垃圾燃燒后產生的熱量基本上 不散失，能夠全部用于后期投入垃圾的預熱和點燃，因此可以大大提高鍋爐對垃圾質量變 化的適應性。整個爐膛高度超過23米，保證煙氣在爐膛內的流動時間超過4秒，充分滿足 了二惡英分解時間不小于2秒的要求，使二惡英能夠完全分解。爐膛采用分級送風系統，一 次風通過布置在水冷一次風室1的布風板1D上的風帽2F送入，約占總風量的60%左右，一 次風溫度大約在260°C 30(TC之間。二次風溫度大約在190°C 24(TC之間，通過爐膛下 部二次風噴口 7送入，在二次風的噴射作用下，促使空氣與未燃盡的可燃物充分混合，達到 使垃圾燃盡的目的。爐膛下部的密相區煙氣溫度大于900°C 。 參見圖2及圖6，圖2為本實用新型汽水系統結構框圖，所述汽水系統300包括水 冷系統301、省煤器303、過熱器302及鍋筒12，所述水冷系統301、所述過熱器302及所述 省煤器303分別與鍋筒12連接，所述水冷系統301中的對流管束15、所述省煤器303及所 述過熱器302設置在所述尾部煙道102中。本實施例中，所述省煤器303包括上級省煤器 16和下級省煤器20，所述上級省煤器16用于降低煙氣溫度，以保證所述過熱器302能夠避 開煙氣的高溫區，使過熱器302的入口煙氣溫度不大于58(TC，以保證上級過熱器17，下級 過熱器18能夠避開煙氣的高溫腐蝕區域。上級省煤器16的結構為沿煙道寬度方向等距離 排列的蛇形管束并采用擴展受熱面。所述下級省煤器20用于加熱給水并進一步降低所述煙氣的溫度，其結構為沿煙道寬度方向等距離排列的蛇形管束并采用擴展受熱面。所述過 熱器302包括上級過熱器17和下級過熱器18，其結構為沿煙道寬度方向等距離排列的蛇 形管束并采用擴展受熱面，所述上級過熱器17和所述下級過熱器18之間還設置有減溫器 19，所述減溫器19分別與所述上級過熱器17和所述下級過熱器18連接，所述減溫器19可 以為面式減溫器或噴水式減溫器，由于限制了過熱器302入口煙氣溫度，使過熱器302的管 壁溫度能夠避開煙氣高溫腐蝕區。同時，處于腐蝕危險區域的過熱器管束采用有一定耐腐 蝕能力的鋼材，并在局部涂上搪瓷或防腐涂料。尾部受熱面15， 16， 17， 18， 20屬于汽水系 統的一部分，汽水系統300的運行流程如下爐給水從給水操縱臺出來，進入下級省煤器20 的入口集箱的給水入口 21，水在下級省煤器20被加熱到170°C 19(TC，此時下級省煤器 20內工質流速控制在0. 4 0. 8m/s之間。工質是在下級省煤器20的管子內部流動的，如 果工質的流量一定，則工質流速取決于下級省煤器20的管子內徑的大小和同時流過的下 級省煤器20的管子數量。按照慣例，省煤器303中的工質流速不能低于0. 3m/s，不能高于 1. 2m/s。本實施例中通過控制下級省煤器20的管子內徑及下級省煤器20的管子數量來控 制工質流速，使工質流速符合要求。水從下級省煤器20的出口集箱出來后，經過連接管進 入上級省煤器16的入口集箱。水在上級省煤器16被加熱到270°C 29(TC，此時上級省煤 器16內工質流速控制在0. 4 0. 8m/s之間。水從上級省煤器16出來后，進入鍋筒12，通 過鍋筒12再分配到水冷系統301。 水冷系統301由三部分組成上部水冷壁爐膛4，對流管束15，水冷一次風室1 。上 部水冷壁爐膛分三個循環回路兩側墻各一個，前后墻合用一個。對流管束15和水冷一次 風室1各自有獨立循環回路。對流管束15的布置是為了補充爐膛蒸發受熱面的不足，同時 也起到降低上級過熱器17及下級過熱器18的入口煙溫的作用。水冷系統301的作用是吸 收煙氣熱量，將飽和水蒸發為飽和蒸汽，飽和蒸汽經過鍋筒12引入過熱器。飽和蒸汽由鍋 筒12引入下級過熱器18的入口集箱后，經過下級過熱器18管束加熱到370°C 39(TC，再 從下級過熱器18的出口集箱經過連接管引入減溫器19。蒸汽經過減溫，溫度降低。減溫 后的蒸汽經過連接管引入上級過熱器17的入口集箱。蒸汽經過上級過熱器17管束加熱到 450°C后，離開鍋爐送往汽輪機發電。 所述對流管束15與所述水冷一次風室1分別與所述鍋筒12連接，所述對流管束 15設置于所述尾部煙道102中，以補充爐膛的蒸發受熱面的不足及降低所述過熱器302的 入口煙氣的溫度，對流管束15屬于蒸發受熱面，用以補充爐膛蒸發受熱面的不足，其蒸發 量大于30%。對流管束15的上下集箱分別通過管道與鍋筒12連接，形成獨立的水循環回 路，其水循環倍率要大于20。對流管束15的結構為沿煙道寬度方向等距離排列的管束，為 保證不出現管內汽水分層現象，管束在水平方向與水平線成IO。 15°的夾角。所述水冷 一次風室1設置于所述下部絕熱爐膛2的下方，所述水冷一次風室1的工質受熱面通過管 道與所述鍋筒12連接，以保證在啟動和運行時能夠將熱量傳遞給工質。 參見圖7，圖7為本實用新型的水冷一次風室結構示意圖。所述水冷一次風室1包 括上集箱1A、下集箱1B及設置于所述上集箱1A和所述下集箱1B之間的膜式水冷壁1C，所 述上集箱1A、所述下集箱1B及所述膜式水冷壁1C共同形成一箱形風室，所述上集箱1A內 設置有布風板1D，所述布風板1D為漏斗狀，該漏斗狀布風板1D的底部設置有用于與排渣管 ll連接的排渣管口 IIA，該排渣管口 11A設置在布風板1D的中間位置，所述布風板1D為膜式水冷壁與耐火澆鑄料2G聯合結構，其上設置有風帽2F，本實施例中該風帽2F為蘑菇形風 帽(參見圖12)，包括帽頂2F1、供氣管2F2、通風孔2F3。水冷一次風室1位于爐膛的正下 方。其上集箱1A由大口徑厚壁管4406X45和等徑三通在水平方向組成"口"型結構，在 該"口"型平面內布置有膜式水冷壁，形成布風板1D，在布風板1D上布置有蘑菇形風帽2F， 風帽沿爐膛寬度方向布置成漏斗狀，漏斗四個面的傾斜角度為20°左右，漏斗的最低處布 置有大口徑小400mm排渣管11，以保證大塊不可燃物料能夠迅速排出爐外。排渣管11四周 布置特殊風帽(參見圖13)，由于本實用新型的排渣管11尺寸較大，排渣管11上方可能存 在空氣量不足的現象，所以設計了這種特殊風帽，力圖增加向排渣管11上方供應的風量。 特殊風帽與一般風帽的差別是增加了指向排渣管11中心的通風孔2F4，同時加大了供氣管 2F2的通徑，該特殊風帽可以補充排渣管11上方空氣量的不足。 水冷一次風室1的下集箱1B由較小口徑厚壁管4 219X20和等徑三通在水平方 向組成"口"型結構，位于上集箱1A的下方。上下集箱的大小口徑厚壁管之間用膜式水冷 壁1C連接，形成一個箱形風室，風室的立墻裝有啟動燃燒器5的燃燒器接口 51和一次風入 口 6，底墻裝有排渣管11通過口，排渣管11與底墻之間采用柔性連接(參見圖14)，即排渣 管11上端與水冷一次風室1上集箱1A內的布風板1D焊接固定，排渣管11從上端向下膨 脹，排渣管11下端與水冷一次風室1通過波紋型膨脹節27連接，由波紋型膨脹節27吸收 膨脹，排渣管11的膨脹基本沒有受到限制，故稱之為柔性連接。 水冷一次風室1及其上面部分爐墻(包括耐火磚2B層，耐高溫保溫材料2C層及 普通保溫材料2D層)及承壓護板2A的重量由上集箱1A承擔，通過上集箱1A的支座將負 荷傳遞到鋼構架25A上。水冷一次風室1的工質受熱面分別通過下降管和上升管與鍋筒12 相連，形成單獨的水循環回路，以保證在啟動和運行時能夠將熱量傳遞給工質。水冷一次風 室1外壁采用輕型爐墻，啟動和運行時其外表面溫度不大于50°C。 參見圖3a、圖3b及圖6，圖3a為本實用新型除塵系統結構框圖，圖3b為本實用新 型排渣系統結構框圖，所述除塵系統400a包括煙氣出口灰斗24，所述排渣系統400b包括排 渣管ll，所述排渣管11 一端與所述水冷一次風室1中的布風板1D連接，排渣管11另一出 口端連接排渣處理系統(圖未示)，所述煙氣出口灰斗24連接在所述尾部煙道102末端。 經煙氣分離裝置401分離后的煙氣經過所述煙氣出口灰斗24引至煙氣處理系統的除塵器 (圖未示)，以除去煙氣中的灰塵。本實施例中，所述煙氣分離裝置401為旋風分離器13，該 旋風分離器13為蝸殼式高溫絕熱分離器。 參見圖4及圖6，圖4為本實用新型空氣系統結構框圖，所述空氣系統200包括啟 動燃燒器5、一次風入口 6、二次風噴口 7及空氣預熱器201，所述啟動燃燒器5與所述水冷 一次風室1連接，所述一次風入口 6設置于所述水冷一次風室1的側壁上，所述二次風噴口 7設置于所述下部絕熱爐膛2的側壁上，所述空氣預熱器201設置在所述尾部煙道102中， 以利用煙氣加熱燃燒用的空氣及降低煙氣溫度，所述空氣預熱器201分別與所述一次風入 口 6及所述二次風噴口 7連接。本實施例中，所述空氣預熱器201包括一次風空氣預熱器 22和二次風空氣預熱器23，所述一次風空氣預熱器22與所述一次風入口 6連接，所述二次 風空氣預熱器23與所述二次風噴口 7連接。空氣預熱器201布置的目的是用煙氣加熱燃 燒用的空氣，把煙氣溫度降得更低，以提高鍋爐的效率。空氣預熱器201由水平布置的管束 組成，管內通過空氣，管外通過煙氣。 一次風空氣預熱器22和二次風空氣預熱器23分開布°C 30(TC之間，風量大約占總風量的60%，經 過水冷一次風室1通過布風板1D上的風帽2F送入爐膛，對垃圾的預熱著火起到主要作用。 二次風溫度低一些，大約在190°C 24(TC之間，通過下部絕熱爐膛2兩側墻送入爐膛，對已 經著火的垃圾補充氧氣，增加垃圾的燃燼程度。空氣預熱器201的管子由小51 小76規 格的有縫鋼管或螺紋槽管構成。為防止空氣預熱器201的煙氣低溫腐蝕，空氣的入口溫度 要大于120°C ，煙氣的出口溫度要大于200°C ，冷空氣進入空氣預熱器201前，要經過冷空氣 預處理系統加熱到大于120°C。 在布風板ID下方的水冷一次風室1后部立墻配備兩臺柴油啟動燃燒器5，供鍋爐 啟動點火之用。床下點火可大大縮短鍋爐的啟動時間，節省啟動燃料量。啟動燃料可采用 輕柴油。油燃燒后產生的高溫煙氣將爐料加熱到85(TC以后，開始逐漸投入垃圾并且逐漸減 少投油量，直到垃圾可以單獨維持85(TC以上爐溫時，停止運行啟動燃燒器5。為了使鍋爐 能夠在垃圾質量特別惡劣時依然能夠焚燒并且達到二惡英分解的要求，所述空氣系統200 還包括緊急加煤口 9，用于垃圾質量特別惡劣時臨時投煤助燃，該緊急加煤口 9設置在下部 絕熱爐膛2的側壁上。 參見圖l，本實用新型的循環流化床垃圾焚燒鍋爐，本實施例中，還包括設置于所 述尾部煙道102中的吹灰系統500，用于防止所述尾部煙道102的受熱面(包括對流管束 15、上級省煤器16、上級過熱器17、下級過熱器18、下級省煤器20、一次風空氣預熱器22、二 次風空氣預熱器23)的沾灰污染。所述吹灰系統可以為聲波吹灰器、高能脈沖吹灰器或蒸 汽吹灰器，布置在相鄰管組的中間，進行定期吹灰，可有效地將管子外表面的沾灰除去。 參見圖1及圖5，圖5為本實用新型滲瀝液處理系統結構框圖，本實用新型的循環 流化床垃圾焚燒鍋爐，本實施例中，還包括滲瀝液處理系統600。在垃圾場垃圾堆放過程中， 會滲出液體，稱作滲瀝液。所述滲瀝液處理系統600包括污水池601、污水泵602及滲瀝液 入口 IO，所述滲瀝液入口 10設置于所述中部絕熱爐膛3上，所述污水池601用于儲存滲瀝 液，所述污水泵602用于將所述污水池601中的滲瀝液通過所述滲瀝液入口 10打入爐膛內 霧化焚燒，所述污水池601與所述污水泵602之間以及所述污水泵602與所述滲瀝液入口 IO之間通過管道連接。 燃燒過程如下垃圾由垃圾入口 8送到下部絕熱爐膛2的布風板1D上面后，在流 化風的作用下細小顆粒被上升煙氣攜帶到爐膛上部空間， 一邊流動一邊著火燃燒，并充滿 整個爐膛，大顆粒在爐膛下部沸騰翻滾，經過烘干預熱著火過程，放出熱量加熱爐料形成帶 有蓄熱量的高濃度物料池，為后加入垃圾順利著火提供充足熱源。被煙氣攜帶向爐膛出口 流動的小顆粒燃料，包括沒有燃燼部分，隨同煙氣進入旋風分離器13，在離心力的作用下與 煙氣分離，回落到立柱料腿內，在立柱料腿下部形成粉狀灰堆積立柱。該粉狀灰堆積立柱的 下表面連接回料裝置14，在返料風的作用下，處于流化狀態，在粉狀灰堆積立柱的活塞作用 下，迫使回料裝置14上處于流化狀態的介質向爐膛內流動。回到爐膛后，含有可燃質的灰 顆粒又被重新迅速加熱，再次著火燃燒，流向爐膛出口。垃圾就是這樣反復循環燃燒，直到 燃燼。 鍋爐啟動準備工作結束后，在布風板lD上加入大約800mm厚的爐料，在回料裝置 14入口立管加入約1500mm高的細爐料，然后開始啟動燃燒器5點火。隨著啟動燃燒器5運 行時間的增加，爐內煙氣溫度逐漸升高。當爐內煙氣溫度升高到85(TC以上時，開始投入垃圾，隨著垃圾投入量的逐漸增大，同步減少啟動燃燒器5的投油量，最后關閉啟動燃燒器5， 鍋爐進入純垃圾燃料的運行狀態。在這個過程中，爐內煙氣溫度不能低于850°C，以滿足二 惡英分解的要求。同時，隨著垃圾的投入，逐漸開大回料裝置14的回料風，逐步建立起正常 的物料循環。 本鍋爐工質側過熱蒸汽的出口參數采用6. 5Mpa，45(TC的次高壓參數。過熱蒸汽出 口參數越高，噸蒸汽的發電量越大。采用上述參數后，相比中壓參數，使垃圾發電廠的發電 效益，可增加大約30元/噸垃圾，增大了垃圾發電廠的整體效益。 當然，本實用新型還可有其它多種實施例，在不背離本實用新型精神及其實質的 情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據本實用新型作出各種相應的改變和變形，但這些 相應的改變和變形都應屬于本實用新型所附的權利要求的保護范圍。
權利要求一種循環流化床垃圾焚燒鍋爐，包括鋼構架及設置在所述鋼構架上的爐膛本體、中部煙道、尾部煙道及鍋筒，所述中部煙道內設置有煙氣分離裝置和回料裝置，所述煙氣分離裝置與所述回料裝置分別與所述爐膛本體連接，所述尾部煙道與所述煙氣分離裝置連接，所述爐膛本體和所述尾部煙道中設置有汽水系統，所述汽水系統與所述鍋筒連接，其特征在于，所述爐膛本體包括上部水冷壁爐膛，其上設置有煙氣出口，所述煙氣出口用于將煙氣引向所述煙氣分離裝置；下部絕熱爐膛，其上設置有垃圾入口、二次風噴口及回料入口，所述回料入口用于連接所述回料裝置；中部絕熱爐膛，用于分別連接所述上部水冷壁爐膛及所述下部絕熱爐膛；其中，所述中部絕熱爐膛與所述下部絕熱爐膛為無受熱面爐膛結構，用于防止垃圾燃燒后產生的熱量散失，以將所述熱量用于后期投入垃圾的預熱和點燃。
2. 如權利要求1所述的循環流化床垃圾焚燒鍋爐，其特征在于，所述無受熱面爐膛結 構包括爐墻和安裝在所述爐墻的外表面的承壓護板，所述爐墻包括耐火磚層及砌筑在所述 耐火磚層的外層的保溫層。
3. 如權利要求2所述的循環流化床垃圾焚燒鍋爐，其特征在于，所述爐墻上還設置有 多層耐火磚支架，所述耐火磚支架固定在所述承壓護板上。
4. 如權利要求3所述的循環流化床垃圾焚燒鍋爐，其特征在于，所述各層耐火磚支架 之間，還設置有耐火磚拉鉤，所述耐火磚拉鉤固定在所述承壓護板上。
5. 如權利要求2、3或4所述的循環流化床垃圾焚燒鍋爐，其特征在于，所述承壓護板的 邊緣設置有用于密封的雙向膨脹節，所述雙向膨脹節能夠吸收雙向膨脹。
6. 如權利要求2、3或4所述的循環流化床垃圾焚燒鍋爐，其特征在于，所述承壓護板為 高強度低合金結構鋼的柵格結構，所述柵格結構的外表面采用低合金鋼板密封結構。
7. 如權利要求1、2、3或4所述的循環流化床垃圾焚燒鍋爐，其特征在于，所述下部絕熱 爐膛的縱截面為上寬下窄的梯形，所述下部絕熱爐膛的底部端口處設置有結構為漏斗狀的 布風板，所述布風板上設置有排渣管口和多排風帽，所述排渣管口設置在所述多排風帽的 中間。
8. 如權利要求7所述的循環流化床垃圾焚燒鍋爐，其特征在于，所述下部絕熱爐膛底 部連接有水冷一次風室，所述水冷一次風室上設置有一次風入口及用于連接啟動燃燒器的 燃燒器接口 ，所述水冷一次風室的工質受熱面通過管道與所述鍋筒連接。
9. 如權利要求8所述的循環流化床垃圾焚燒鍋爐，其特征在于，所述水冷一次風室包 括上集箱、下集箱及設置于所述上集箱和所述下集箱之間的膜式水冷壁，所述上集箱、所述 下集箱及所述膜式水冷壁共同形成箱形風室，所述布風板設置在所述上集箱內。
10. 如權利要求8所述的循環流化床垃圾焚燒鍋爐，其特征在于，所述水冷一次風室還 連接有排渣管。
11. 如權利要求10所述的循環流化床垃圾焚燒鍋爐，其特征在于，設置于所述排渣管 口周圍的所述風帽上設置有指向所述排渣管的中心的通風孔。
12. 如權利要求7所述的循環流化床垃圾焚燒鍋爐，其特征在于，所述布風板的漏斗面 的傾斜角度為15° 25° 。
13. 如權利要求1、2、3、4、8、9、10、11或12所述的循環流化床垃圾焚燒鍋爐，其特征在 于，所述尾部煙道中設置有對流管束，所述對流管束與所述鍋筒連接，所述對流管束為沿所 述尾部煙道寬度方向等距離排列的管束，所述管束在水平方向與水平線成IO。 15°的夾角。
14. 如權利要求1、2、3、4、8、9、10、11或12所述的循環流化床垃圾焚燒鍋爐，其特征在 于，所述下部絕熱爐膛的側壁上還設置有緊急加煤口 ，用于垃圾質量特別惡劣時臨時投煤 助燃。
專利摘要一種循環流化床垃圾焚燒鍋爐，包括鋼構架及設置在所述鋼構架上的爐膛本體、中部煙道、尾部煙道及鍋筒，中部煙道內設置有煙氣分離裝置和回料裝置，煙氣分離裝置與回料裝置分別與爐膛本體連接，尾部煙道與煙氣分離裝置連接，爐膛本體和尾部煙道中設置有汽水系統，汽水系統與鍋筒連接，爐膛本體包括上部水冷壁爐膛、中部絕熱爐膛及下部絕熱爐膛，其中，所述中部絕熱爐膛與所述下部絕熱爐膛為無受熱面爐膛結構，用于防止垃圾燃燒后產生的熱量散失，以將所述熱量用于新投入垃圾的預熱和點燃。本實用新型降低了垃圾發電廠的運行成本，增大了對垃圾品質變化的適應性。
文檔編號F23G5/30GK201526976SQ20092024635
公開日2010年7月14日 申請日期2009年10月21日 優先權日2009年10月21日
發明者張天飚, 董凱 申請人:煙臺鑫豐源電站設備有限公司