CN104482543A - Cfb垃圾焚烧锅炉炉膛 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种CFB垃圾焚烧锅炉炉膛，包括等压风室、煤给料装置和垃圾给料装置；部分布风板从上方的集箱延伸出来并向下弯折，最终与下方同侧的集箱连接形成落渣口；所述布风板上安装有若干风帽；所述落渣口边缘的风帽为7形导向风帽，其余为蘑菇形风帽；所述导向风帽的风向为以落渣口中心点为圆心的圆的切线方向；所述等压风室与点火一次风道连接；所述炉膛本体锥段区域四周还设置有与风箱连接的二次风道，所述二次风道的喷口通达炉膛本体内部布风板上方；炉膛本体侧方还设置与布风板上方相通煤给料装置和垃圾给料装置；所述垃圾给料装置通至布风板上方；所述煤给料装置和垃圾给料装置上均设置有送风口。

Description

CFB垃圾焚烧锅炉炉膛

技术领域

本发明涉及一种CFB锅炉炉膛，尤其是一种将垃圾作为燃料进行燃烧的CFB锅炉炉膛。

背景技术

随着我国社会经济的不断发展和人民生活水平的提高，城市生活垃圾越来越多。城市生活垃圾的安全处理，已经成为现代社会发展中的一个突出问题。从发达国家的垃圾处理发展历程来看，垃圾焚烧技术已具有无害、减量且资源化等特点。

发达国家由于其生活水平高，垃圾质量好，不可燃烧物少，水分少，易于区分，故欧美垃圾发电厂多采用炉排燃烧方式。而我国大多城市垃圾热值低，垃圾分类工作做的不够好，大量无机物甚至石块也被送进了炉膛，影响锅炉效率，因此在焚烧过程中不得不补充煤或者其他高品质燃料，即采用混烧方式。经过多年实践证明，CFB垃圾焚烧技术成熟可靠，污染物排放量低，初投资和维护费用低，与炉排炉比具有明显的优越性。

但对于高水分低热值城市生活垃圾而言，国内众多循环流化床锅炉炉膛设计均未达到理想效果，物料燃烧不充分，大块的物料在炉内流化严重不足，经常影响到CFB锅炉的正常运行，时有发生排渣不畅的情况, 完全不适应垃圾焚烧的要求。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明提供一种CFB垃圾焚烧锅炉炉膛，专门针对国内高水分低热值城市生活垃圾设计，能够使垃圾充分燃烧，充分流化，顺利排渣。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种CFB垃圾焚烧锅炉炉膛，包括由水冷壁围成炉膛本体；所述炉膛本体分为上部直段的稀相区和下部锥段的密相区；炉膛本体底墙设置有等压风室；等压风室的顶墙为布风板；布风板中间开有落渣口；炉膛本体前壁设置与布风板上方相通煤给料装置和垃圾给料装置；所述等压风室包括由布风板、前墙、后墙、底墙四块水冷壁围成的等压箱体；等压箱体端面由左右侧壁封闭形成等压风室；后墙上设置有进风口；布风板、前墙、后墙两端均设置有集箱；所述底墙前高后低倾斜设置；部分布风板从上方的集箱延伸出来并向下弯折，最终与下方同侧的集箱连接形成落渣口；所述布风板上安装有若干风帽；所述落渣口边缘的风帽为7形导向风帽，其余为蘑菇形风帽；所述导向风帽的风向为以落渣口中心点为圆心的圆的切线方向；所述等压风室与点火一次风道连接；所述炉膛本体锥段区域四周还设置有与风箱连接的二次风道，所述二次风道的喷口通达炉膛本体内部布风板上方；炉膛本体侧方还设置与布风板上方相通煤给料装置和垃圾给料装置；所述垃圾给料装置通至布风板上方；所述煤给料装置和垃圾给料装置上均设置有送风口。专门针对国内高水分低热值城市生活垃圾设计，通过三路进风解决垃圾燃烧不完全的问题；通过扩大落渣口的面积使得落渣顺畅，并利用导向风帽激起的旋流提高炉膛内物料流化程度。

作为一种改进，所述落渣口为矩形，落渣口四周竖直的水冷壁内侧表面固定有壳体；所述壳体截面为圆角矩形；壳体由四块L形折板焊接而成，其焊缝位于壳体边上。能够确保出渣通畅、落渣口不会出现角部受热应力被拉裂，从而造成漏风、落渣等运行问题。

作为一种改进，所述二次风道包括上、中两层二次风母管；所述上层二次风母管环绕于炉膛本体四周，其上的喷口设置于前后壁，且前后壁上的喷口交错布置；所述中层二次风母管安装在炉膛本体左右侧壁及后壁上，其上的喷口设置于左右侧壁，且呈对冲布置。通过炉膛多个方向，不同高度扰动调整炉内燃烧。使得调节燃烧更加灵活，方便控制炉膛燃烧温度，从而使得垃圾燃烧更加充分。

作为上述改进一种更进一步的改进，所述中层二次风母管的二次风喷头为上下两层交错布置。

作为一种改进，所述煤给料装置和垃圾给料装置的进料口朝上，送风口朝下。将进料口和送风口分离，使得燃料和加热后的空气在进入给料装置时不会相互阻挡，影响给料送风的通畅。并且由于热空气比冷空气轻，向下的送风口避免热空气倒灌逃逸。

作为一种改进，所述水冷壁向火面敷设有耐火材料，所述密相区耐火材料的厚度大于稀相区耐火材料的厚度。根据炉膛密相区和稀相区燃烧工况的不同需求敷设不同厚度的耐火材料，可以有效控制各个燃烧段的燃烧温度，调整吸热份额，特别是CFB炉膛下部密相燃烧区，较厚的浇注料可以有效减少炉壁吸热，有利于燃烧稳定。整个炉膛敷设浇注料，可以保证CFB垃圾焚烧锅炉炉膛保持一个较高的温度水平，保证垃圾燃尽度，有效控制气体污染物的排放。

作为上述改进的一种优选，所述稀相区敷设的耐火材料的厚度为65-75mm，密相区敷设的耐火材料厚度为105-115mm。

作为一种改进，所述垃圾给料装置包括与炉膛本体连通的给料管道，所述给料管道上设置有进料口以及送风口；给料管道包括相套的内管和外管，所述内管和外管之间围成密闭的空腔；所述空腔内设置有迷宫；还包括与空腔相通的冷却风入口和冷却风出口。设置有为给料管道降温的风冷结构，可以降低其温度，延长使用寿命。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为二次风道的结构示意图。

图3为布风板的结构示意图。

图4为导向风帽的结构示意图。

图5为蘑菇形风帽的结构示意图。

图6为等压风室的结构示意图。

图7为壳体的结构示意图。

图8为水冷壁的结构示意图。

图9为给料装置的结构示意图。

图10为给料装置空腔展开图。

图中标记：1炉膛本体 、2垃圾给料装置、 3煤给料装置、 4二次风道、 5等压风室 、6点火一次风道 、7喷口、8壳体、9布风板、10进料口、11送风口、12二次热风进口、13一次热风进口、14上层二次风母管、15中层二次风母管、16支管、17调节风门、18落渣口、19导向风帽、20蘑菇形风帽、21焊缝、22稀相区、23密相区、24水冷壁、25耐火材料、26进料口、27送风口、28冷却风入口、29冷却风出口、30内管、31外管、32空腔、33前墙、34后墙、35底墙、36集箱。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1、图3、图4、图5、图6所示， 本发明包括由水冷壁24围成炉膛本体1；所述炉膛本体1分为上部直段的稀相区22和下部锥段的密相区23；炉膛本体1底墙设置有等压风室5；等压风室5的顶墙为布风板9；布风板9中间开有落渣口18；炉膛本体1前壁设置与布风板9上方相通煤给料装置3和垃圾给料装置2；所述等压风室5包括由布风板9、前墙33、后墙34、底墙35四块水冷壁24围成的等压箱体；等压箱体端面由左右侧壁封闭形成等压风室；布风板9、前墙33、后墙34两端均设置有集箱36；所述底墙35前高后低倾斜设置；部分布风板从上方的集箱36延伸出来并向下弯折，最终与下方同侧的集箱36连接形成落渣口18；所述布风板9上安装有若干风帽；所述落渣口18边缘的风帽为7形导向风帽19，其余为蘑菇形风帽20；所述导向风帽19的风向为以落渣口18中心点为圆心的圆的切线方向；所述等压风室5与点火一次风道6连接；所述炉膛本体1锥段区域四周还设置有与风箱连接的二次风道4，所述二次风道4的喷口7通达炉膛本体1内部布风板9上方；所述垃圾给料装置2通至布风板上方；所述煤给料装置3上设置有送风口27，垃圾给料装置2上设置有送风口11。所述煤给料装置3和垃圾给料装置2的进料口26、进料口10朝上，送风口27和送风口11朝下。

为了让CFB锅炉完全适应高水分垃圾焚烧，主要要解决两个问题：一是如何让垃圾充分燃烧；二是如何让垃圾充分流化，并在燃烧后顺利落渣。解决垃圾充分燃烧，首先的问题是如何让垃圾与氧气充分接触。本发明通过三路进风让更多的氧气进入炉膛本体1，并立体布风。从送风机来的冷风部分经空预器加热后的分成三路送入炉膛本体1：第一路，由等压风室5的一次热风进口13进入炉膛本体1底墙；第二路，通过煤给料装置3的送风口27和垃圾给料装置2的送风口11随燃料一起进入炉膛本体1；高速的进风不仅能提高炉膛本体1内的氧气含量，并且的增强炉膛本体1内的流化。第三路，通过炉膛本体1锥段区域前后左右四面侧壁布置的二次风道4进入炉膛；锅炉运行时，根据垃圾来料热值、水分情况，充分调整一二次风风量配比，控制燃烧工况，保证炉膛燃烧均匀。而解决垃圾流化并顺利落渣，就要在布风板9上的风帽布置和落渣口18上做文章。现在有的CFB锅炉落渣口一般都是圆形，是直接用水冷管向水平方向弯制形成。如果需要截面更大的落渣口，这样的弯制方式是不可行的。而采用将水冷壁24向下弯折的方式形成落渣口18，就不受此限制。并且弯制后的水冷壁24与集箱36连通，保持了水冷循环，避免产生高温腐蚀。另外工作的时候，蘑菇形风帽20向四面均匀布风；而导向风帽19的风向沿以落渣口18中心点为圆心的圆的切线方向布置，使得导向风帽19所布的风不仅能将炉渣吹进落渣口18，形成连续出渣。并且能够在落渣口18中心形成旋流，增强炉内流化效果。

为了更加立体全方位的布风，如图2所示，所述二次风道4包括上层二次风母管14、中层二次风母管15；所述上层二次风母管14环绕于炉膛本体1四周，其上的喷口7设置于前后壁，且前后壁上的喷口7交错布置；所述中层二次风母管15安装在炉膛本体1左右侧壁及后壁上，其上的喷口7设置于左右侧壁，且呈对冲布置。二次风母管14中层二次风母管15以及支管16上可以安装调节风门17。中层二次风母管15的喷口7为上下两层交错布置。二次热风进口12的热风分为两路，一路通入上层二次风母管14，一路通入中层二次风母管15。上层二次风母管14的喷口7前后壁交错布风，中层二次风母管15的喷口7左右侧壁对冲布风。形成四个方向，三个层次的立体布风方式，使得垃圾与氧气充分接触，最终使得燃烧更加充分。

如图7所示，所述落渣口18为矩形，落渣口18四周竖直的水冷壁24内侧表面固定有壳体8；所述壳体8截面为圆角矩形；壳体8由四块L形折板焊接而成，其焊缝21位于壳体8边上。焊缝21最好位于边的正中。焊缝21远离角部后，使用过程中不容易产生热应力，减少了壳体8被撕裂的几率。另外利用圆角替代尖角，进一步减少了热应力的产生。

如图8所示，所述水冷壁24相火面敷设有耐火材料25，所述密相区23耐火材料25的厚度大于稀相区22耐火材料25的厚度。所述稀相区敷设的耐火材料的厚度为最好65-75mm，密相区敷设的耐火材料厚度为最好105-115mm。密相区23较厚的耐火材25料能减少水冷壁24吸收的热量，保证下部燃烧的温度。稀相区22较薄的耐火材料25使得水冷壁24能够吸收足够的热量，保证锅炉的效率，并且避免过高的温度对锅炉产生高温腐蚀以及避免产生剧毒物质二噁英。

如图9、图10所示，所述垃圾给料装置2包括与炉膛本体1连通的给料管道，所述给料管道上设置有进料口10以及送风口11；给料管道包括相套的内管30和外管31，所述内管30和外管31之间围成密闭的空腔32；所述空腔32内设置有迷宫；还包括与空腔32相通的冷却风入口28和冷却风出口29。冷却风入口28设置在给料管道1头部，冷却风出口29设置在给料管道尾部且与炉膛本体1相通。给料管道与炉膛本体1壁呈55°夹角倾斜进入炉膛本体1。大角度的进料能够加速燃料流化。送风口11通入热风吹扫垃圾，防止垃圾在管内堵塞，同时起到干燥垃圾、便于垃圾入炉后尽快着火燃烧的作用。同时大量高压热风同垃圾同向流入炉膛，可以防止炉内高温烟气从给料装置反串到炉外引发电厂火灾的隐患。通过冷却风入口28向空腔32内通入冷风，冷却被炉内直接热辐射和热冲刷的内管30，起到保护内管30防止超温的作用；同时，由于垃圾是多种废弃物简单物理组成的不均匀混合物，成分、颗粒度、燃烧特性不均匀性的特点决定了其燃烧具有不稳定性，炉内存在爆燃的可能。为了防止爆燃，设置该风冷结构可以有效降低给料装置内部的温度，在一定程度上起到防止火焰反串烧坏给料上部设备的作用。冷风吸收热量后，通过冷却风出口29回流到炉膛本体1内，减少了锅炉的热量损失，提高了热利用率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种CFB垃圾焚烧锅炉炉膛，包括由水冷壁围成炉膛本体；所述炉膛本体分为上部直段的稀相区和下部锥段的密相区；炉膛本体底墙设置有等压风室；等压风室的顶墙为布风板；布风板中间开有落渣口；炉膛本体前壁设置与布风板上方相通煤给料装置和垃圾给料装置；其特征在于：所述等压风室包括由布风板、前墙、后墙、底墙四块水冷壁围成的等压箱体；等压箱体端面由左右侧壁封闭形成等压风室；后墙上设置有进风口；布风板、前墙、后墙两端均设置有集箱；所述底墙前高后低倾斜设置；部分布风板从上方的集箱延伸出来并向下弯折，最终与下方同侧的集箱连接形成落渣口；所述布风板上安装有若干风帽；所述落渣口边缘的风帽为7形导向风帽，其余为蘑菇形风帽；所述导向风帽的风向为以落渣口中心点为圆心的圆的切线方向；所述等压风室与点火一次风道连接；所述炉膛本体锥段区域四周还设置有与风箱连接的二次风道，所述二次风道的喷口通达炉膛本体内部布风板上方；炉膛本体侧方还设置与布风板上方相通煤给料装置和垃圾给料装置；所述垃圾给料装置通至布风板上方；所述煤给料装置和垃圾给料装置上均设置有送风口。

2.根据权利要求1所述的一种CFB垃圾焚烧锅炉炉膛，其特征在于：所述落渣口为矩形，落渣口四周竖直的水冷壁内侧表面固定有壳体；所述壳体截面为圆角矩形；壳体由四块L形折板焊接而成，其焊缝位于壳体边上。

3.根据权利要求1所述的一种CFB垃圾焚烧锅炉炉膛，其特征在于：所述二次风道包括上、中两层二次风母管；所述上层二次风母管环绕于炉膛本体四周，其上的喷口设置于前后壁，且前后壁上的喷口交错布置；所述中层二次风母管安装在炉膛本体左右侧壁及后壁上，其上的喷口设置于左右侧壁，且呈对冲布置。

4.根据权利要求3所述的一种CFB垃圾焚烧锅炉炉膛，其特征在于：所述中层二次风母管的二次风喷头为上下两层交错布置。

5.根据权利要求1所述的一种CFB垃圾焚烧锅炉炉膛，其特征在于：所述煤给料装置和垃圾给料装置的进料口朝上，送风口朝下。

6.根据权利要求1所述的一种CFB垃圾焚烧锅炉炉膛，其特征在于：所述水冷壁向火面敷设有耐火材料，所述密相区耐火材料的厚度大于稀相区耐火材料的厚度。

7.根据权利要求6所述的一种CFB垃圾焚烧锅炉炉膛，其特征在于：所述稀相区敷设的耐火材料的厚度为65-75mm，密相区敷设的耐火材料厚度为105-115mm。

8.根据权利要求1所述的一种CFB垃圾焚烧锅炉炉膛，其特征在于：所述垃圾给料装置包括与炉膛本体连通的给料管道，所述给料管道上设置有进料口以及送风口；给料管道包括相套的内管和外管，所述内管和外管之间围成密闭的空腔；所述空腔内设置有迷宫；还包括与空腔相通的冷却风入口和冷却风出口。