CN103363528A - 一种防止垃圾焚烧炉水冷壁高温腐蚀的风口布置装置 - 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风口布置装置，包括前拱和炉墙，其前拱沿炉墙方向依次设置有第一行二次风口、第二行二次风口、第三行二次风口、第四行二次风口；其中，第一行二次风口与第二行二次风口的水平间距为0.2m～0.4m；第三行二次风口和第四行二次风口的水平间距，与第一行二次风口和第二行二次风口的水平间距相等；第三行二次风口与第二行二次风口的间距为1.4m～1.6m；炉墙自下而上依次设置有第一层燃尽风口、第二层燃尽风口、第三层燃尽风口。本风口布置装置旨在防止因垃圾焚烧炉水冷壁的高温腐蚀而引起的爆管事故，适用于新建垃圾焚烧炉和现役垃圾焚烧炉的技术改造。

Description

一种防止垃圾焚烧炉水冷壁高温腐蚀的风口布置装置

技术领域

本发明涉及垃圾焚烧炉，尤其涉及一种防止垃圾焚烧炉水冷壁高温腐蚀的风口布置装置。

背景技术

近几十年间，全球经济迅猛发展，科技飞速进步，人们生活水平得到了较大提高。但随之而产生的环境污染问题不容小觑，生产、生活废弃物产量日益增多，有些城市还出现了垃圾围城的严重环境问题，因此，对城市生活垃圾的高效低污染处理具有较大的社会、经济和环境效益。当前，较常用的城市垃圾处理方法有三种：堆肥法、填埋法和焚烧法。相较于前两种垃圾处理方法，垃圾焚烧法有减容化、较高的无害化和垃圾资源化的益处，是国内外处理垃圾所采用的主要方法。

我国的垃圾焚烧技术相较于国外来说滞后了几十年，锅炉设备、燃烧技术都较落后，为解决能源紧缺和垃圾污染问题，进口了较多国外垃圾焚烧设备，但是锅炉的运行和管理技术仍沿用我国的相关技术，且我国的垃圾基本未经过分类处理，垃圾热值变化幅度较大，这种管理和垃圾分类上的落后技术极其不利于垃圾焚烧炉的安全稳定运行。

近年来，我国频上高参数、大容量的垃圾焚烧发电机组，炉内运行工况愈发恶劣，如上所述，由于运行管理、垃圾热值不稳定，再加上水冷壁材料发展技术不完善，不能满足焚烧炉运行防爆管的要求，所以垃圾焚烧炉水冷壁爆管事故频有发生。

垃圾焚烧炉水冷壁爆管，可能导致炉膛灭火甚至锅炉停运，严重时还会导致锅炉爆炸事故，造成人员伤亡，产生一系列不好的社会、经济、人身危害。

究其具体原因，垃圾内带有的和燃烧所产生的具有强烈腐蚀性的气体和氯化物与硫酸盐在高温下对受热面金属管壁造成严重危害；炉内含有较多的还原性气氛和炉内运行温度过高等。就气氛和炉内温度的影响，可通过优化炉内运行工况和配风管理来达到炉内的额定运行条件。

垃圾焚烧炉设二次风和燃尽风，使空气分层、分段供给，能够让垃圾中的可燃质在指定区域即燃烧室内尽量燃烧，而不会在烟道内聚集过多未燃质，使得烟道内燃烧过于剧烈而产生还原性气氛并使该处超温。还原性气氛下水冷壁具有较快的腐蚀速率，再加上高温工况，会愈发加快水冷壁腐蚀速度，最后造成水冷壁爆管，所以对配风的优化管理显得尤为重要。

发明内容

为解决新建焚烧炉可能遇到的水冷壁高温腐蚀问题和现役焚烧炉已经发现的水冷壁高温腐蚀问题，本发明提出了一种结构简单、改造方便的防止垃圾焚烧炉水冷壁高温腐蚀的风口布置装置。

本发明通过下述技术方案实现：

一种防止垃圾焚烧炉水冷壁高温腐蚀的风口布置装置，包括前拱和炉墙，前拱沿炉墙方向依次设置有第一行二次风口、第二行二次风口、第三行二次风口、第四行二次风口；

其中，第一行二次风口与第二行二次风口的水平间距为0.2m～0.4m；

第三行二次风口和第四行二次风口的水平间距，与第一行二次风口和第二行二次风口的水平间距相等；

第三行二次风口与第二行二次风口的间距为1.4m～1.6m；

炉墙自下而上依次设置有第一层燃尽风口、第二层燃尽风口、第三层燃尽风口。

第一行二次风口与第二行二次风口的喷嘴入射角度为45°～50°；

第三行二次风口和第四行二次风口的喷嘴入射角度为55°～65°。

第一层燃尽风口、第二层燃尽风口和第三层燃尽风口，其中，任意相邻两层燃尽风口的高度差为0.4m～0.7m；

在这三层燃尽风口之中，任意一层燃尽风口，有半数燃尽风口垂直于炉墙布置，剩下半数的燃尽风口倾斜于炉墙布置；

这三层燃尽风口的任意相邻两层之间的偏转方向相反。

第一层燃尽风口与炉墙的夹角为55°～60°；第二层燃尽风口与炉墙的夹角为49°～54°或者55°～60°；第三层燃尽风口与炉墙的夹角为49°～54°。

第一行二次风口的个数比第二行二次风口的个数少一个；

第三行二次风口的个数比第四行二次风口的个数少一个；

第三行二次风口的个数与第一行二次风口的个数相等。

本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：

基于上述风口布置装置，在分级燃烧的基础上再次分级，提高供入空气量的均匀性，利用燃尽风口对空气的发散性喷射，多层布置有利于扩大二次风的影响范围，提高燃烧室内的温度均匀性，温度水平相应得到提高。

多层风口布置有利于增强烟气的面扰动强度，有利于挥发分的多级燃烧，可提高燃烧充分度。

相邻行二次风口的错列布置有助于增强燃烧室内的烟气扰动，加强传质传热，也在很大程度上提高燃烧室内燃烧的充分度，这样可以减小烟道内的燃烧负荷。

燃尽风口采用多层或者多行布置，每一层的每一行燃尽风口都是半数垂直炉墙，半数偏离炉墙一定角度，而且相邻行的燃尽风口需偏离的方向相反。采用多行布置，主要实现分级配风、多段燃烧，提高供入空气分布的均匀性。

相邻层的燃尽风口偏转角度相反布置，主要是让进入烟道烟气旋转上升，形成中心流，延长烟气流通路径，提高烟气停留时间，保证烟气的燃尽率和二噁英、呋喃等污染衍生物的完全分解；相邻行燃尽风口偏转角度相反，使得有一定旋向的烟气在相反偏转风向的作用下反向旋转上升，这不仅有利于加强烟道内烟气的扰动，加强换热，还相应提高了停留时间，因为烟气在有固定旋向的情况下，需要经过旋转速度减缓、停止旋转、反向旋转速度加快和反向快速旋转的过程。

附图说明

图1为本发明防止垃圾焚烧炉水冷壁高温腐蚀的风口布置装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。

实施例

如图1所示，本发明一种防止垃圾焚烧炉水冷壁高温腐蚀的风口布置装置，包括前拱和炉墙，前拱沿炉墙方向依次设置有第一行二次风口1-1、第二行二次风口1-2、第三行二次风口1-3、第四行二次风口1-4；

其中，第一行二次风口1-1与第二行二次风口1-2的水平间距为0.2m～0.4m；

第三行二次风口1-3和第四行二次风口1-4的水平间距，与第一行二次风口1-1和第二行二次风口1-2的水平间距相等；

第三行二次风口1-3与第二行二次风口1-2的间距为1.4m～1.6m；

炉墙自下而上依次设置有第一层燃尽风口2-1、第二层燃尽风口2-2、第三层燃尽风口2-3。

第一行二次风口1-1与第二行二次风口1-2的喷嘴入射角度为45°～50°；

第三行二次风口1-3和第四行二次风口1-4的喷嘴入射角度为55°～65°。

第一层燃尽风口2-1、第二层燃尽风口2-2和第三层燃尽风口2-3，其中，任意相邻两层燃尽风口的高度差为0.4m～0.7m；

在这三层燃尽风口之中，任意一层燃尽风口，有半数燃尽风口垂直于炉墙布置，剩下半数的燃尽风口倾斜于炉墙布置；

这三层燃尽风口的任意相邻两层之间的偏转方向相反。

第一层燃尽风口2-1与炉墙的夹角为55°～60°；第二层燃尽风口2-2与炉墙的夹角为49°～54°或者55°～60°；第三层燃尽风口2-3与炉墙的夹角为49°～54°。

第一行二次风口1-1的个数比第二行二次风口1-2的个数少一个；

第三行二次风口1-3的个数比第四行二次风口1-4的个数少一个；

第三行二次风口1-3的个数与第一行二次风口1-1的个数相等。

基于上述风口布置装置，在分级燃烧的基础上再次分级，提高供入空气量的均匀性，利用燃尽风口对空气的发散性喷射，多层布置有利于扩大二次风的影响范围，提高燃烧室内的温度均匀性，温度水平相应得到提高。

多层风口布置有利于增强烟气的面扰动强度，有利于挥发分的多级燃烧，可提高燃烧充分度。

相邻行二次风口的错列布置有助于增强燃烧室内的烟气扰动，加强传质传热，也在很大程度上提高燃烧室内燃烧的充分度，这样可以减小烟道内的燃烧负荷。

燃尽风口采用多层或者多行布置，每一层的每一行燃尽风口都是半数垂直炉墙，半数偏离炉墙一定角度，而且相邻行的燃尽风口需偏离的方向相反。采用多行布置，主要实现分级配风、多段燃烧，提高供入空气分布的均匀性。

相邻层的燃尽风口偏转角度相反布置，主要是让进入烟道烟气旋转上升，形成中心流，延长烟气流通路径，提高烟气停留时间，保证烟气的燃尽率和二噁英、呋喃等污染衍生物的完全分解；相邻层燃尽风口偏转角度相反，使得有一定旋向的烟气在相反偏转风向的作用下反向旋转上升，这不仅有利于加强烟道内烟气的扰动，加强换热，还相应提高了停留时间，因为烟气在有固定旋向的情况下，需要经过旋转速度减缓、停止旋转、反向旋转速度加快和反向快速旋转的过程。

当然，相邻层的燃尽风口要保持一定距离，这样，才能保证高速上升的主流烟气在燃尽风作用下完成反旋的过程。烟气多次反旋的过程中，由于烟气中气相物惯性小于烟气中的未燃颗粒，所以在反旋的过程中，未燃颗粒的状态改变速率小于气相物的状态改变速率，如此一来，未燃颗粒主要集中在烟道中部，外部则被气相物包裹着，这样的粗略分配有助于把未燃颗粒的燃尽区集中于烟道中部，一方面降低了未燃颗粒对于水冷壁的磨损度，另一方面避免在较接近于水冷壁的区域剧烈燃烧，防止水冷壁的高温腐蚀，相应延长烟气停留时间，保证燃烧充分性，避免过多未燃颗粒物进入后续烟道，降低后续水冷壁的磨损和高温腐蚀可能性。

如上所述，便可较好地实现本发明。

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风口布置装置，包括前拱和炉墙，其特征在于：

前拱沿炉墙方向依次设置有第一行二次风口、第二行二次风口、第三行二次风口、第四行二次风口；

其中，第一行二次风口与第二行二次风口的水平间距为0.2m～0.4m；

第三行二次风口和第四行二次风口的水平间距，与第一行二次风口和第二行二次风口的水平间距相等；

第三行二次风口与第二行二次风口的间距为1.4m～1.6m；

炉墙自下而上依次设置有第一层燃尽风口、第二层燃尽风口、第三层燃尽风口。

2.如权利要求1所述防止垃圾焚烧炉水冷壁高温腐蚀的风口布置装置，其特征在于：第一行二次风口与第二行二次风口的喷嘴入射角度为45°～50°；

第三行二次风口和第四行二次风口的喷嘴入射角度为55°～65°。

3.如权利要求1所述防止垃圾焚烧炉水冷壁高温腐蚀的风口布置装置，其特征在于：第一层燃尽风口、第二层燃尽风口和第三层燃尽风口，其中，任意相邻两层燃尽风口的高度差为0.4m～0.7m；

在这三层燃尽风口之中，任意一层燃尽风口，有半数燃尽风口垂直于炉墙布置，剩下半数的燃尽风口倾斜于炉墙布置；

这三层燃尽风口的任意相邻两层之间的偏转方向相反。

4.如权利要求1所述防止垃圾焚烧炉水冷壁高温腐蚀的风口布置装置，其特征在于：第一层燃尽风口与炉墙的夹角为55°～60°；第二层燃尽风口与炉墙的夹角为49°～54°或者55°～60°；第三层燃尽风口与炉墙的夹角为49°～54°。

5.如权利要求1或者2所述防止垃圾焚烧炉水冷壁高温腐蚀的风口布置装置，其特征在于：第一行二次风口的个数比第二行二次风口的个数少一个；

第三行二次风口的个数比第四行二次风口的个数少一个；

第三行二次风口的个数与第一行二次风口的个数相等。

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