CN102966959B - 一种防止垃圾焚烧炉水冷壁高温腐蚀的贴壁风系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防止垃圾焚烧炉水冷壁高温腐蚀的贴壁风系统，贴壁风送风装置包括依次管路连接的烟囱、灰渣泵、可控热交换器、风管和风道，颈缩装置是对称设置在第一烟道的前墙与后墙内壁上的贴壁风箱，这两个贴壁风箱的对应表面为流线形曲面，流线形曲面的下曲面弧线与前墙、后墙的壁面圆滑过渡；贴壁风箱出风口的出风角度相对于前墙和后墙的壁面夹角为170°～175°，出风口吹出的风沿着前墙和后墙的内壁面形成一层气流层，并贴着水冷壁往上攀升，保证氧化性气氛，相对降低水冷壁附近区域温度，防止高温腐蚀。贴壁风箱的流线形曲面可以缓解未燃颗粒对水冷壁的磨损，又可以防止未燃颗粒在近壁处燃烧。

Description

一种防止垃圾焚烧炉水冷壁高温腐蚀的贴壁风系统

技术领域

本发明涉及防止垃圾焚烧炉水冷壁高温腐蚀设备，特别涉及一种防止垃圾焚烧炉水冷壁高温腐蚀的贴壁风系统。

背景技术

能源开采、高新技术利用的日益完善，世界经济的不断发展，预示着人类科技、经济的进步，但另一方面，生产废弃物、城市生活垃圾的数量也不断增多，成为人们生产、生活中的一个固定污染源，因此，我们不得不重视城市垃圾的有效化处理。当前，常规的城市垃圾处理方法有三种：填埋法、堆肥法和焚烧法。与前两种方法相比，焚烧法以其对垃圾的较高程度的无害化、减容化和资源化，在国内外广泛使用。

随着垃圾焚烧发电技术的不断完善、装机容量的不断增大以及人们的环保、健康意识的不断提高，国家和社会也日益重视垃圾焚烧的安全、效率和环保标准，对于垃圾焚烧项目也提出了更高的要求，其中水冷壁爆管问题引起了人们的高度重视，垃圾发电厂水冷壁爆管对机组设备、电厂和国家财产、人身安全和社会反应都有严重影响，而水冷壁爆管的诱因主要包括飞灰磨损和高温腐蚀，而与飞灰磨损相比，高温腐蚀因其突出的连锁反应对水冷壁减薄乃至爆管影响更加严重，所以防止水冷壁高温腐蚀是防止水冷壁爆管的主要措施。

在已建成的垃圾焚烧炉工程中，空气分层供给技术通过合理配风扩大燃烧空气的影响范围，形成更加强烈的扰流，提高燃烧的均匀性和烟气停留时间，一方面提高了垃圾焚烧的充分性、稳定性和燃烧效率，保障垃圾焚烧的污染物处理率，另一方面还有效防止水冷壁的高温腐蚀。因为水冷壁的高温腐蚀主要取决于水冷壁附近的烟气成分、温度和气氛，而这些因素都与燃烧状况有密切关系。

就我国已建成投产的垃圾焚烧炉而言，解决高温腐蚀的主要措施有敷设防腐材料法、采用耐腐蚀合金、渗铝管材和供入贴壁风的方法。然而，结合目前我国已有垃圾焚烧炉的现状，上述方法仍然不够理想，原因是其所采用的方法都出于尽量减缓高温腐蚀的目的，但时间一长，高温腐蚀的问题依然存在。

发明内容

本发明的目的是在于解决现有技术存在的问题，提供一种结构简单的防止垃圾焚烧炉水冷壁高温腐蚀的贴壁风系统，有效解决了因为水冷壁高温腐蚀而导致水冷壁爆管的安全隐患。

本发明解决现有技术问题的技术方案是：

一种防止垃圾焚烧炉水冷壁高温腐蚀的贴壁风系统，包括贴壁风送风装置和颈缩装置；

贴壁风送风装置，包括依次管路连接的烟囱、灰渣泵、可控热交换器、风管和风道，在灰渣泵与可控热交换器之间的管路上设有温度在线监测仪，在风道上设有流量计和调节气阀；

颈缩装置是对称设置在第一烟道的前墙与后墙内壁上的贴壁风箱，这两个贴壁风箱的对应表面为流线形曲面，流线形曲面的下曲面弧线与前墙、后墙的壁面圆滑过渡；贴壁风箱设有进风口和出风口，进风口与风道连通，出风口的出风角度相对于前墙和后墙的壁面夹角为170°～175°，出风口吹出的风沿着前墙和后墙的内壁面形成一层气流层。

贴壁风箱的出风口内并列设置有两块导流板，每块导流板分为三个段面，其中，前两个段面为平面，后一个段面为曲面。

导流板前两个段面之间的夹角为160°～175°。

在前墙与后墙的内壁上、贴壁风箱出风口的上方设有在线烟气成分检测仪。

贴壁风箱与前墙和后墙的接触长度为0.8米～1.5米。

本发明与现有技术相比，有益效果在于：

颈缩装置是对称设置在第一烟道的前墙与后墙内壁上的贴壁风箱，这两个贴壁风箱的对应表面为流线形曲面，流线形曲面的下曲面弧线与前墙、后墙的壁面圆滑过渡。这种结构，使得第一烟道内的烟气流通面积不断减小，烟气则加速向第一烟道中间集中，当烟气到达贴壁风箱上方后，烟气流通面积又不断增大，这样一来，前后墙两边的烟气沿着贴壁风箱的轮廓不断攀升涌向水冷壁方向，这时，由于惯性作用，向第一烟道中间集中的烟气中的未燃颗粒还停留在中间或者向两边扩散的速度迟于烟气中的气相物，仍然被气相物裹着，这样既可以缓解未燃颗粒对水冷壁的磨损，又可以防止未燃颗粒在近壁处燃烧。

烟囱中部分排烟经灰渣泵加压、可控热交换器等工序进入贴壁风箱，贴壁风箱出风口的出风角度相对于前墙和后墙的壁面夹角为170°～175°。由贴壁风箱出风口送出的贴壁风，在水冷壁（包括前后墙）与第一烟道内的高温烟气之间形成一层气流层或者空气保护膜，即利用烟囱排烟中的过剩氧量，保证水冷壁附近的氧化性气氛，又改变了水冷壁附近的高温环境：从烟囱排出的100度左右的烟气，经过可控热交换器控温后作为贴壁风喷入，即避免排烟中的颗粒对水冷壁的磨损，又降低了水冷壁附近的温度。如此一来，水冷壁发生高温腐蚀所依赖的两个条件─还原性气氛和高温环境被破坏，有效防止水冷壁的高温腐蚀。从烟囱抽取一部分烟气，经处理后作为贴壁风喷入烟道有以下好处：不需要外来风源；相对减少从烟囱排向环境的粉尘、颗粒和热量，对环境有利；一定程度上，还利用了烟囱排烟中的余热，而避免因为使用空气作为风源而使得水冷壁附近温度下降太多影响水蒸气质量。

在贴壁风箱的出风口内并列设置有两块导流板，每块导流板分为三个段面，其中，前两个段面为平面，后一个段面为曲面。导流板前两个段面之间的夹角在160°～175°之间。每块导流板的倾斜角度不同，出风口的出风角度也不同，由于两块导流板将出风口分为3个渐缩形通道，表现为越是远离水冷壁的通道的出风与水冷壁之间的夹角越大，这样有助于离水冷壁较远的那个通道的风压着离水冷壁较近的通道的风流动，起到贴壁保护的作用。另外，由于贴壁风箱的出风口的外缘较长并有一定的倾斜角度，进一步给烟气限定流动路径，旨在让烟气中的气相物压着远离水冷壁的最外层贴壁风流动，使贴壁风发挥最大功效。

附图说明

图1为本发明与垃圾焚烧炉结合应用示意图。

图2为图1本发明所述贴壁风箱局部剖面放大示意图。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但本发明的实施方式不限于此。

如图1所示，本发明防止垃圾焚烧炉水冷壁高温腐蚀的贴壁风系统，包括贴壁风送风装置和颈缩装置；

贴壁风送风装置，包括依次管路连接的烟囱1、灰渣泵2、可控热交换器4、风管5和风道6，在灰渣泵2与可控热交换器4之间的管路上设有温度在线监测仪3，在风道6上设有流量计7和调节气阀8；

颈缩装置是对称设置在第一烟道14的前墙11与后墙13内壁上的贴壁风箱9，这两个贴壁风箱9的对应表面为流线形曲面，流线形曲面的下曲面弧线与前墙11、后墙13的壁面圆滑过渡；这种结构，使得第一烟道内的烟气流通面积不断减小，烟气则加速向第一烟道中间集中，当烟气到达贴壁风箱上方后，烟气流通面积又不断增大，这样一来，前后墙两边的烟气沿着贴壁风箱的轮廓不断攀升涌向水冷壁方向，这时，由于惯性作用，向第一烟道中间集中的烟气中的未燃颗粒还停留在中间或者向两边扩散的速度迟于烟气中的气相物，仍然被气相物裹着，这样既可以缓解未燃颗粒对水冷壁的磨损，又可以防止未燃颗粒在近壁处燃烧。

贴壁风箱9设有进风口（图中未示出）和出风口9-1，进风口与风道6连通，出风口9-1的出风角度相对于前墙11和后墙13的壁面夹角为170°～175°，出风口9-1吹出的风沿着前墙11和后墙13的内壁面形成一层气流层。烟囱1中部分排烟经灰渣泵2加压、可控热交换器4等工序进入贴壁风箱9，由贴壁风箱9出风口9-1送出的贴壁风，在水冷壁（包括前墙11和后墙13）与第一烟道14内的高温烟气之间形成一层气流层或者空气保护膜，即利用烟囱排烟中的过剩氧量，保证水冷壁附近的氧化性气氛，又改变了水冷壁附近的高温环境：从烟囱1排出的100度左右的烟气，经过可控热交换器4控温后作为第一烟道14内的贴壁风，贴壁风避免排烟中的颗粒对水冷壁的磨损，又降低了水冷壁附近的温度。如此一来，水冷壁发生高温腐蚀所依赖的两个条件（还原性气氛和高温环境）被破坏，有效防止水冷壁的高温腐蚀。从烟囱抽取一部分烟气，经处理后作为第一烟道14内的贴壁风还有以下好处：不需要外来风源；相对减少从烟囱1排向环境的粉尘、颗粒和热量，对环境有利；一定程度上，还利用了烟囱1排烟中的余热，而避免因为使用空气作为风源而使得水冷壁附近温度下降太多影响水蒸气质量。

在贴壁风箱9的出风口9-1内并列设置有两块导流板12，每块导流板12分为三个段面，其中，前两个段面为平面，后一个段面为曲面。导流板12前两个段面之间的夹角在160°～175°之间。每块导流板的倾斜角度不同，出风口9-1的出风角度也不同，由于两块导流板12将出风口9-1分为3个渐缩形通道，表现为越是远离水冷壁的通道的出风与水冷壁之间的夹角越大，这样有助于离水冷壁较远的那个通道的风压着离水冷壁较近的通道的风流动，起到贴壁保护的作用。另外，由于贴壁风箱9的出风口9-1的外缘较长并有一定的倾斜角度，进一步给烟气限定流动路径，旨在让烟气中的气相物压着远离水冷壁的最外层贴壁风流动，使贴壁风发挥最大功效。

在前墙11与后墙13的内壁上、贴壁风箱9出风口9-1的上方设有在线烟气成分检测仪10。贴壁风箱与前墙和后墙的接触长度为0.8米～1.5米。

烟囱1的排烟，经过灰渣泵3、可控热交换器4（温度控制在100~150℃）后送入贴壁风箱9，由贴壁风箱9出口风9-1排出。在线烟气成分检测仪10，实时监测烟气成分，判断气氛状态，决定是否加大或减小出口风9-1的排风量。

为了不给烟道主流烟气的流动、传热带来太大影响，应该严格控制贴壁风箱9出风量的上限，应排除的风输入量不超过实际空气量的3%，应确保流量计7一直处于正常工作状态。

贴壁风箱9与前墙11和后墙13的接触长度一般为0.8米～1.5米。贴壁风箱9与水冷壁的接触长度也不能过长，否则会影响水冷壁的正常受热，影响蒸汽质量，同样，高度不宜过高，应保证贴壁风箱9高度与第一烟道14宽度之比为0.1～0.2，若过高则会恶化第一烟道14内烟气的流通状况。

导流板12作用在于对供入的贴壁风进行分流和整流，使风更加均匀和稳定地从出风口9-1喷出。导流板12下部做成曲面，主要是避免风垂直射向导流板12，使风能够较顺畅、平滑地转向，也保证了进入第一烟道14内的贴壁风流速。

两块导流板12中，每块导流板12分为三个段面，其中，前两个段面为平面，后一个段面为曲面。导流板12前两个段面之间的夹角可以在160°～175°之间调整，两块导流板12将出风口9-1分为3个渐缩形通道，并配合导流板12前两个段面的不同偏转角度，使这3个通道内的出风加速喷出后，依次被后面一个通道的风压着喷向水冷壁，然后贴着水冷壁往上攀升，达到贴壁的效果，从而在水冷壁附近形成空气薄膜，保证氧化性气氛，相对降低水冷壁附近区域温度，防止高温腐蚀。

如上所述便可较好的实现本发明。

本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种防止垃圾焚烧炉水冷壁高温腐蚀的贴壁风系统，其特征在于包括贴壁风送风装置和颈缩装置；

贴壁风送风装置，包括依次管路连接的烟囱、灰渣泵、可控热交换器、风管和风道，在灰渣泵与可控热交换器之间的管路上设有温度在线监测仪，在风道上设有流量计和调节气阀；

颈缩装置是对称设置在第一烟道的前墙与后墙内壁上的贴壁风箱，这两个贴壁风箱的对应表面为流线形曲面，流线形曲面的下曲面弧线与前墙、后墙的壁面圆滑过渡；贴壁风箱设有进风口和出风口，进风口与风道连通，出风口的出风角度相对于前墙和后墙的壁面夹角为170°～175°，出风口吹出的风沿着前墙和后墙的内壁面形成一层气流层。

2.根据权利要求1所述的防止垃圾焚烧炉水冷壁高温腐蚀的贴壁风系统，其特征在于，贴壁风箱的出风口内并列设置有两块导流板，每块导流板分为三个段面，其中，前两个段面为平面，后一个段面为曲面。

3.根据权利要求2所述的防止垃圾焚烧炉水冷壁高温腐蚀的贴壁风系统，其特征在于，导流板前两个段面之间的夹角为160°～175°。

4.根据权利要求1所述的防止垃圾焚烧炉水冷壁高温腐蚀的贴壁风系统，其特征在于，在前墙与后墙的内壁上、贴壁风箱出风口的上方设有在线烟气成分检测仪。

5.根据权利要求1所述的防止垃圾焚烧炉水冷壁高温腐蚀的贴壁风系统，其特征在于，贴壁风箱与前墙和后墙的接触长度为0.8米～1.5米。