專利名稱：循環(huán)流化床生活垃圾焚燒發(fā)電鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及循環(huán)流化床鍋爐，具體為一種循環(huán)流化床生活垃圾焚燒發(fā)電鍋爐。
背景技術(shù)：
隨著循環(huán)流化床鍋爐燃燒發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，循環(huán)流化床焚燒生活垃圾發(fā)電的技術(shù) 得到充分體現(xiàn)，在全國得到迅速地應(yīng)用推廣。目前，循環(huán)流化床是燃燒生活垃圾的最佳選 擇，在流化床垃圾焚燒爐中，床料具有很高的熱容量，給生活垃圾提供充分的預(yù)熱及干燥熱 源，即使對(duì)水份達(dá)50 60%左右的燃料，不但可以穩(wěn)定地著火燃燒，還可以達(dá)到很高的燃 盡率；這不但表現(xiàn)在對(duì)于不同品質(zhì)的垃圾在循環(huán)流化床中都能實(shí)現(xiàn)順利點(diǎn)火和燃燒，更為 重要的是在燃料條件變化劇烈、特別是水分變化和粒度變化的情況下，可以始終維持非常 高的燃燒效率，這對(duì)于基于我國現(xiàn)有生活垃圾收集條件下的焚燒處理具有重要意義。在燃燒生活垃圾發(fā)電的循環(huán)流化床鍋爐中，由于燃料的熱值很低，如一般生活垃 圾的熱值在800 1200kCal/kg，為了達(dá)到更優(yōu)化的燃燒效率、爐內(nèi)脫硫效率較高或更低的 燃燒污染物排放數(shù)值，爐膛出口溫度一般控制在850 950°C范圍內(nèi)。因此，現(xiàn)有的循環(huán)流 化床生活垃圾焚燒發(fā)電鍋爐已經(jīng)不能滿足生活垃圾焚燒的要求；同時(shí)生活垃圾中成分比較 復(fù)雜，在燃燒生活垃圾發(fā)電的循環(huán)流化床鍋爐中主要存在三類腐蝕高溫腐蝕、CL腐蝕和 低溫腐蝕；高溫腐蝕主要存在于爐膛、煙氣通道以及對(duì)流管束和過熱器等部位，同時(shí)容易在 受熱面表面形成高溫粘結(jié)灰，堵塞煙道并引起積灰腐蝕，從而影響鍋爐的效率和使用可靠 性；CL腐蝕主要存在于金屬管壁溫度超過350°C時(shí)的受熱面，生活垃圾燃燒產(chǎn)生的氣體HCl 和氯氣等會(huì)對(duì)金屬管壁產(chǎn)生Cl腐蝕，當(dāng)金屬管壁溫度超過400°C時(shí)腐蝕迅速加劇；低溫腐 蝕主要存在于尾部受熱面上，其發(fā)生的條件是管壁溫度低于酸露點(diǎn)溫度。高溫粘結(jié)灰是由于生活垃圾中低熔點(diǎn)的堿氧化物在高溫環(huán)境中升華，然后遇到較 冷的受熱面管壁冷凝在管壁上，然后再與煙氣中的三氧化硫等化合，形成各種硫酸鹽，由于 這些硫酸鹽有很強(qiáng)的粘性，大量捕捉飛灰而形成高溫粘結(jié)灰；由于這種粘結(jié)灰質(zhì)地堅(jiān)硬，不 易去除，而且具有無限增長的特點(diǎn)，嚴(yán)重時(shí)甚至可以堵塞煙道，所以對(duì)鍋爐工作影響很大。 另外，這種粘結(jié)灰形成以后，與煙氣中硫化物和氯化物發(fā)生復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)，形成積灰腐蝕， 影響受熱面安全。引起生活垃圾焚燒鍋爐受熱面CL腐蝕的主要原因是C1有穿透保護(hù)性氧化膜的 能力，能與金屬合金反應(yīng)，形成金屬氯化物，反應(yīng)生成的金屬氯化物的熔點(diǎn)一般都很低，例 如FeC13的熔點(diǎn)僅為303°C ；當(dāng)金屬管壁溫度較高時(shí)，金屬氯化物不斷地蒸發(fā)，向外擴(kuò)散至 氧化物表面，與煙氣中的殘余氧氣反應(yīng)氧化成固體狀的金屬氧化物并沉積下來，逐步形成 一層疏松的氧化層，這種氧化層易脫落；當(dāng)受熱面金屬管壁溫度超過350°C時(shí)，生活垃圾燃 燒產(chǎn)生的氣體HCl和C12等會(huì)對(duì)金屬管壁產(chǎn)生腐蝕，當(dāng)金屬管壁溫度超過400°C時(shí)腐蝕迅速 加?。涣硪环矫?，生活垃圾中的堿金屬在高溫下易形成低共熔點(diǎn)化合物加重腐蝕。低溫腐蝕主要是生活垃圾燃燒后產(chǎn)生的S02、HCl等酸性氣體與過剩氧及水蒸氣 反應(yīng)生成硫酸、鹽酸等，當(dāng)受熱面管壁溫度低于各自酸露點(diǎn)溫度時(shí)，導(dǎo)致在尾部煙道低溫受熱面表面結(jié)露凝結(jié)而發(fā)生腐蝕。生活垃圾在流化床內(nèi)燃燒過程中，含有的堿金屬化合物在流化床內(nèi)焚燒過程中容 易形成低熔點(diǎn)的鹽類，同時(shí)垃圾中還含有大量的玻璃，這些堿金屬鹽類和玻璃在高溫下處 于熔融狀態(tài)，容易粘附在流化床的床料顆粒表面，形成粘附層；當(dāng)粘附到一定的厚度后，就 會(huì)產(chǎn)生足夠大的粘力，正是這些粘附層的存在使得相互碰撞的床料顆粒粘連在一起，多個(gè) 床料顆粒相互粘結(jié)在一起就形成了大塊的結(jié)團(tuán)，嚴(yán)重地影響了正常的流化狀態(tài)，最后導(dǎo)致 床層發(fā)生大面積結(jié)焦，從而影響循環(huán)流化床鍋爐的安全運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有循環(huán)流化床生活垃圾焚燒發(fā)電鍋爐存在燃燒效率較低且腐 蝕現(xiàn)象嚴(yán)重以及易發(fā)生大面積結(jié)焦現(xiàn)象的問題，提供了一種循環(huán)流化床生活垃圾焚燒發(fā)電 鍋爐。本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的循環(huán)流化床生活垃圾焚燒發(fā)電鍋爐，包括依 次連通的爐膛、旋風(fēng)分離器和尾部豎井煙道，尾部豎井煙道內(nèi)設(shè)有對(duì)流蒸發(fā)受熱面、省煤 器、低溫過熱器及空氣預(yù)熱器，爐膛側(cè)壁下部設(shè)有生活垃圾進(jìn)料口，省煤器包括上級(jí)省煤器 和下級(jí)省煤器，旋風(fēng)分離器和爐膛下部之間設(shè)有與兩者連通的流態(tài)化返料器且流態(tài)化返料 器內(nèi)設(shè)有高溫過熱器，生活垃圾進(jìn)料口周圍的爐膛側(cè)壁設(shè)有若干二次風(fēng)噴口，對(duì)流蒸發(fā)受 熱面、上級(jí)省煤器、低溫過熱器、下級(jí)省煤器和空氣預(yù)熱器在尾部豎井煙道內(nèi)自上而下依次 布置。工作時(shí)，一次風(fēng)從爐膛底部送入，在保證床料良好流化的同時(shí)提供燃燒初期所需要的 氧量；生活垃圾進(jìn)料口中投入生活垃圾且通過二次風(fēng)噴口向爐膛內(nèi)噴入二次風(fēng)，用以提供 燃燒所需要的氧量；通過調(diào)整高溫過熱器的吸熱量，使得爐膛出口煙氣溫度控制在850 950°C范圍內(nèi)，從而確保生活垃圾更優(yōu)化的燃燒效率、爐內(nèi)更高的脫硫效率及更低的燃燒污 染物排放數(shù)值；通過調(diào)整對(duì)流蒸發(fā)受熱面和上級(jí)省煤器的吸熱量，使得低溫過熱器入口的 煙氣溫度小于500°C且出口蒸汽溫度不高于330°C，即根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)入口煙氣溫度低于 500°C，低溫過熱器的管壁表面幾乎不會(huì)發(fā)生高溫腐蝕；與此同時(shí)，低溫過熱器出口蒸汽溫 度不高于330°C，可以大大降低生活垃圾燃燒產(chǎn)生的氣體HCl和氯氣等對(duì)金屬管壁產(chǎn)生的 Cl腐蝕；通過增設(shè)下級(jí)省煤器確?？諝忸A(yù)熱器的入口溫度低于250°C，滿足空氣預(yù)熱器入 口溫度的要求；而且，當(dāng)入口煙氣溫度低于500°C時(shí)，低溫過熱器的管壁表面不會(huì)產(chǎn)生高溫 粘結(jié)灰，管壁表面的積灰為松散狀，安裝吹灰器后很易去除，根本不會(huì)堵塞煙道。對(duì)流蒸發(fā)受熱面采用順排管束，且管束的橫向節(jié)距為140-160mm，不易在管束表面 產(chǎn)生高溫粘結(jié)灰，即使由于運(yùn)行人員操作不當(dāng)造成對(duì)流蒸發(fā)受熱面的管束表面產(chǎn)生高溫粘 結(jié)灰，由于管束的橫向節(jié)距較大，不會(huì)產(chǎn)生積灰搭橋而造成煙道的大面積堵塞；管束的橫向 節(jié)距是經(jīng)過多次試驗(yàn)測得的，如其橫向節(jié)距過小時(shí)，容易產(chǎn)生積灰搭橋現(xiàn)象，過大時(shí)，將超 出合理的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性的范圍。上級(jí)省煤器采用順排管束，管束的橫向節(jié)距為155-175mm，不會(huì)產(chǎn)生積灰搭橋而造 成煙道大面積堵塞的問題，且管束的橫向節(jié)距也是通過多次試驗(yàn)測得的?？諝忸A(yù)熱器臥式布置，且其管束外表面固定有搪瓷層、內(nèi)表面為螺紋表面，空氣預(yù) 熱器采用臥式布置，煙氣在管外橫向沖刷管束，空氣在管內(nèi)縱向沖刷管束，空氣預(yù)熱器臥式 布置比采用立式布置的管壁溫度要提高10 20°C，因此可以降低管束表面因結(jié)露凝結(jié)而發(fā)生腐蝕的程度；空氣預(yù)熱器管束內(nèi)表面設(shè)有螺紋可以有效的增加空氣氣流的擾動(dòng)，提高 傳熱系數(shù)，降低換熱面積且外表面固定有搪瓷層，耐酸、耐腐蝕的性能非常好，有效地避免 了當(dāng)受熱面管壁溫度低于酸露點(diǎn)溫度時(shí)，煙氣中的S02、HCl等酸性氣體在管壁表面結(jié)露而 發(fā)生腐蝕?？諝忸A(yù)熱器上設(shè)有與其連通的暖風(fēng)器，采用暖風(fēng)器對(duì)一、二次風(fēng)的冷空氣進(jìn)行預(yù) 熱，進(jìn)一步降低煙氣對(duì)空氣預(yù)熱器進(jìn)口冷段的低溫腐蝕，在一、二次風(fēng)進(jìn)入空氣預(yù)熱器之 前，需通過暖風(fēng)器進(jìn)行預(yù)熱，一般預(yù)熱到60 100°C。高溫過熱器的管束外壁涂有耐磨、耐腐蝕層，高溫過熱器的管束浸沒在處于流化 狀態(tài)的旋風(fēng)分離器分離下來的循環(huán)灰中，灰粒不斷地對(duì)管壁金屬進(jìn)行沖刷，由于耐磨、耐腐 蝕層的作用避免了高溫過熱器管束產(chǎn)生嚴(yán)重沖刷磨損的問題，同時(shí)有效地降低Cl腐蝕對(duì) 管壁金屬的腐蝕，大大延長高溫過熱器的使用壽命。爐膛下面設(shè)有與其連通的渣篩分和渣循環(huán)系統(tǒng)，渣篩分和渣循環(huán)系統(tǒng)為本領(lǐng)域技 術(shù)人員容易實(shí)現(xiàn)的，流化床爐膛底部排渣經(jīng)過渣篩分和渣循環(huán)系統(tǒng)后，大顆粒的渣排出爐 外，細(xì)顆粒渣送回爐膛內(nèi)，爐膛內(nèi)床料的強(qiáng)烈、充分的混合和循環(huán)可有效地抑制局部區(qū)域的 集中燃燒和熱量集中釋放，從而避免形成爐膛內(nèi)的局部高溫，可以有效地抑制堿金屬和玻 璃產(chǎn)生的結(jié)焦，而且即使有部分床料顆粒由于相互碰撞而粘連在一起，形成相對(duì)較大的渣 塊，由于采用渣篩分和渣循環(huán)系統(tǒng)，較大的渣塊在形成更大的渣塊之前就會(huì)被排出焚燒爐， 取而代之的是循環(huán)回來的小顆粒的床料，因此大的焦塊在這種條件下難以形成，也就避免 了大焦塊影響正常流化而造成的爐膛內(nèi)的大面積結(jié)焦。爐膛為膜式水冷壁爐膛，由于膜式水冷壁的應(yīng)用，使?fàn)t膛增加了傳熱面積，提高了 爐膛黑度，從而極大地提高了傳熱效率。本發(fā)明通過合理的設(shè)計(jì)克服了現(xiàn)有循環(huán)流化床生活垃圾焚燒發(fā)電鍋爐存在燃燒 效率較低且腐蝕現(xiàn)象嚴(yán)重以及易發(fā)生大面積結(jié)焦現(xiàn)象的問題，具體為有效地避免了生活垃 圾焚燒后煙氣中的HCl對(duì)受熱面金屬的嚴(yán)重腐蝕的問題；避免尾部煙道內(nèi)空氣預(yù)熱器冷段 管子表面結(jié)露凝結(jié)而發(fā)生低溫腐蝕的問題；避免尾部煙道內(nèi)處于高煙溫區(qū)域的受熱面管子 表面產(chǎn)生高溫腐蝕和高溫粘結(jié)灰的問題；避免了爐膛內(nèi)的局部高溫并有效地抑制堿金屬和 玻璃產(chǎn)生的大塊結(jié)焦的問題；根據(jù)某電廠實(shí)際改造的結(jié)果，在采用外表面固定有搪瓷層、內(nèi) 表面為螺紋表面的空氣預(yù)熱器使用1年后檢查，管束表面無可見的腐蝕，而在改造前，使用 三個(gè)月就因?yàn)楦g爛穿而停爐檢修；采用臥式布置的空氣預(yù)熱器并用暖風(fēng)器將冷空氣溫度 從25°C預(yù)熱到80°C時(shí)，低溫腐蝕降低從而造成空氣預(yù)熱器的使用期限從1年延長到6年； 高溫過熱器噴涂前，其管束3個(gè)月左右就會(huì)因?yàn)槟p爆管而停爐，而噴涂后運(yùn)行1年半進(jìn)行 檢查，并沒有發(fā)現(xiàn)可見的嚴(yán)重沖刷磨損的痕跡，同時(shí)具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便的優(yōu)點(diǎn)，大大 延長了鍋爐的運(yùn)行周期。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1-爐膛，2-旋風(fēng)分離器，3-尾部豎井煙道，4-對(duì)流蒸發(fā)受熱面，5-低溫過熱 器，6-空氣預(yù)熱器，7-生活垃圾進(jìn)料口，8-上級(jí)省煤器，9-下級(jí)省煤器，10-流態(tài)化返料器， 11-高溫過熱器，12- 二次風(fēng)噴口，13-暖風(fēng)器，14-渣篩分和渣循環(huán)系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式
循環(huán)流化床生活垃圾焚燒發(fā)電鍋爐，包括依次連通的爐膛1、旋風(fēng)分離器2和尾部 豎井煙道3，尾部豎井煙道3內(nèi)設(shè)有對(duì)流蒸發(fā)受熱面4、省煤器、低溫過熱器5及空氣預(yù)熱 器6，爐膛1側(cè)壁下部設(shè)有生活垃圾進(jìn)料口 7，省煤器包括上級(jí)省煤器8和下級(jí)省煤器9，旋 風(fēng)分離器2和爐膛1下部之間設(shè)有與兩者連通的流態(tài)化返料器10且流態(tài)化返料器10內(nèi)設(shè) 有高溫過熱器11，生活垃圾進(jìn)料口 7周圍的爐膛1側(cè)壁設(shè)有若干二次風(fēng)噴口 12，對(duì)流蒸發(fā) 受熱面4、上級(jí)省煤器8、低溫過熱器5、下級(jí)省煤器9和空氣預(yù)熱器6在尾部豎井煙道3內(nèi) 自上而下依次布置。對(duì)流蒸發(fā)受熱面4采用順排管束，且管束的橫向節(jié)距為140，或150，或 160mm;上級(jí)省煤器8采用順排管束，管束的橫向節(jié)距為155，或165，或175mm ；空氣預(yù)熱器 6臥式放置，且其管束外表面固定有搪瓷層、內(nèi)表面為螺紋表面；空氣預(yù)熱器6上設(shè)有與其 連通的暖風(fēng)器13 ；高溫過熱器11的管束外壁涂有耐磨、耐腐蝕層；爐膛1下面設(shè)有與其連 通的渣篩分和渣循環(huán)系統(tǒng)14 ；爐膛1為膜式水冷壁爐膛。具體實(shí)施過程中，暖風(fēng)器13的熱 源來自于汽機(jī)的抽汽，高溫過熱器11外壁的耐磨、耐腐蝕層采用含鎳的合金材料，二次風(fēng) 噴口 12是沿爐膛1側(cè)壁上下方向分布的若干層二次風(fēng)噴口。
權(quán)利要求
一種循環(huán)流化床生活垃圾焚燒發(fā)電鍋爐，包括依次連通的爐膛(1)、旋風(fēng)分離器(2)和尾部豎井煙道(3)，尾部豎井煙道(3)內(nèi)設(shè)有對(duì)流蒸發(fā)受熱面(4)、省煤器、低溫過熱器(5)及空氣預(yù)熱器(6)，爐膛(1)側(cè)壁下部設(shè)有生活垃圾進(jìn)料口(7)，其特征在于省煤器包括上級(jí)省煤器(8)和下級(jí)省煤器(9)，旋風(fēng)分離器(2)和爐膛(1)下部之間設(shè)有與兩者連通的流態(tài)化返料器(10)且流態(tài)化返料器(10)內(nèi)設(shè)有高溫過熱器(11)，生活垃圾進(jìn)料口(7)周圍的爐膛(1)側(cè)壁設(shè)有若干二次風(fēng)噴口(12)，對(duì)流蒸發(fā)受熱面(4)、上級(jí)省煤器(8)、低溫過熱器(5)、下級(jí)省煤器(9)和空氣預(yù)熱器(6)在尾部豎井煙道(3)內(nèi)自上而下依次布置，其中，對(duì)流蒸發(fā)受熱面(4)采用順排管束，且管束的橫向節(jié)距為140-160mm，上級(jí)省煤器(8)采用順排管束，管束的橫向節(jié)距為155-175mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的循環(huán)流化床生活垃圾焚燒發(fā)電鍋爐，其特征在于空氣 預(yù)熱器(6)臥式放置，且其管束外表面固定有搪瓷層、內(nèi)表面為螺紋表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的循環(huán)流化床生活垃圾焚燒發(fā)電鍋爐，其特征在于空氣 預(yù)熱器(6)上設(shè)有與其連通的暖風(fēng)器(13)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的循環(huán)流化床生活垃圾焚燒發(fā)電鍋爐，其特征在于高溫 過熱器(11)的管束外壁涂有耐磨、耐腐蝕層。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的循環(huán)流化床生活垃圾焚燒發(fā)電鍋爐，其特征在于高溫過熱 器(11)的管束外壁涂有耐磨、耐腐蝕層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的循環(huán)流化床生活垃圾焚燒發(fā)電鍋爐，其特征在于爐膛 (1)下面設(shè)有與其連通的渣篩分和渣循環(huán)系統(tǒng)(14)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的循環(huán)流化床生活垃圾焚燒發(fā)電鍋爐，其特征在于爐膛(1) 下面設(shè)有與其連通的渣篩分和渣循環(huán)系統(tǒng)(14)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的循環(huán)流化床生活垃圾焚燒發(fā)電鍋爐，其特征在于爐膛 (1)為膜式水冷壁爐膛。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種循環(huán)流化床生活垃圾焚燒發(fā)電鍋爐，包括依次連通的爐膛、旋風(fēng)分離器和尾部豎井煙道，尾部豎井煙道內(nèi)設(shè)有對(duì)流蒸發(fā)受熱面、省煤器、低溫過熱器及空氣預(yù)熱器，爐膛側(cè)壁下部設(shè)有生活垃圾進(jìn)料口，省煤器包括上級(jí)省煤器和下級(jí)省煤器，其中，對(duì)流蒸發(fā)受熱面采用順排管束，且管束的橫向節(jié)距為140-160mm，上級(jí)省煤器采用順排管束，管束的橫向節(jié)距為155-175mm。本發(fā)明解決了現(xiàn)有循環(huán)流化床生活垃圾焚燒發(fā)電鍋爐存在燃燒效率低且腐蝕現(xiàn)象嚴(yán)重以及易發(fā)生大面積結(jié)焦的問題，同時(shí)具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F23G5/30GK101881456SQ20101022767
公開日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2010年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月12日
發(fā)明者任彥斌, 王歡, 王民發(fā), 蔣宏利, 賈德威, 趙紅衛(wèi), 辜俊杰, 邵嫩飛, 郎鳳娥, 郎慧德, 郎秀榮, 郎鵬德, 郝澤 申請(qǐng)人:山西藍(lán)天環(huán)保設(shè)備有限公司