CN105299656A - 带高位埋管的循环流化床生活垃圾锅炉及其燃烧方法 - Google Patents

Abstract

一种带高位埋管的循环流化床生活垃圾锅炉及其燃烧方法，包括炉体、炉膛、汽包、分离器、过热器、省煤器、布风板、风帽、等压风箱和进料口；布风板上方的炉膛设置了800mm-1000mm的垂直段，炉膛有效容积设计在6.5立方/吨汽以，炉膛四周的受热面80%以上用浇注料覆盖，在炉膛内增设一定数量的高位埋管，风帽的节距在70mm以下，而且炉膛下部截面大、上部截面小。本发明使带高位埋管的能长期稳定运行，二恶英和氮氧化物的原始排放优于欧盟排放标准，无需进行尾部处理，更重要的是飞灰含碳量在3%以内，飞灰中含有的二恶英等有害成分很少，易于处理，燃烧性能和环保性能卓越。

Description

带高位埋管的循环流化床生活垃圾锅炉及其燃烧方法

技术领域

本发明属于燃烧设备技术领域，具体涉及一种带高位埋管的循环硫化床生活垃圾锅炉及其燃烧方法。

背景技术

目前国内用于生活垃圾焚烧炉炉型主要有流化床焚烧炉、机械炉排炉、循环流化床垃圾焚烧锅炉。

1、机械炉排炉：工作原理：采用层状燃烧技术，垃圾通过进料斗进入倾斜向下的炉排，炉排分为干燥区、燃烧区、燃尽区，由于炉排之间的交错运动，将垃圾向下方推动，使垃圾依次通过炉排上的各个区域，垃圾由一个区进入到另一区时，起到一个大翻身的作用，垃圾在炉排上着火，热量来自上方的辐射和烟气的对流，以及垃圾层的内部。炉排上已着火的垃圾通过炉排的特殊作用，使垃圾层强烈的翻动和搅动，引起垃圾底部的燃烧。连续的翻动和搅动，也使垃圾层松动，透气性加强，有利于垃圾的燃烧和燃烬。特点：炉排的材质要求和加工精度要求高，要求炉排与炉排之间的接触面相当光滑、排与排之间的间隙相当小。不需要对垃圾进行预处理。技术比较成熟，国内外应用较广泛。但该炉型机械结构复杂，损坏率高，维护量大。炉排炉造价及维护费用高。我国垃圾没有严格分类，垃圾中含水率较高，成分复杂，热值低，很难把垃圾焚烧透彻，炉内温度难以提高，因此造成二次污染的可能性大。机械炉排炉采用层状燃烧技术，具有对垃圾的预处理要求不高，对垃圾热值适应范围广，其单台最大处理能力可达1200t/d，技术成熟可靠，但在炉排等关键设备上故障率较高。因其造价、操作及维护费用高，低负荷下需投加助燃燃料，同时，制造复杂，体积大，占地面积多，因而不适合于中小城镇垃圾处理量小的场合，使其在内地及中、小城市应用受到限制。炉排炉不需要对垃圾进行预处理，只需将大尺寸的垃圾挑出即可；而且运行稳定，但是炉排炉排放高，通常二恶英的原始排放在1NG-TEQ/标立米以上，氮氧化物的原始排放在500mmg/立方以上，远高于高于国家排放标准，更重要的是飞灰含碳量在25%以上，飞灰中含有的二恶英等有害成份更高，更难以处理，要作为危废处理。

2、循环流化床锅炉：工作原理：炉体是由多孔分布板组成，燃烧系统由炉膛、高温旋风分离器、返料器三部分组成，采用外置式换热器、布风板和超大垃圾排渣口，床料为炉渣或石英沙，蓄热量大，在焚烧垃圾时，采用几十倍于垃圾量的石英砂（或炉灰）作为床料（热载体）加热垃圾燃料，垃圾和床料都处于流化状态，它们之间的接触、掺混和热交换都十分强烈，瞬时即可干燥高水份含量的垃圾，并在几秒之内把它引燃，使其稳定燃烧直到完全燃烬。循环流化床锅炉操作方便，运行稳定，燃料效率高，负荷调节范围宽，污染物排放低，热强度高，适合燃用低热值燃料等优点。流化床燃烧充分，炉内燃烧控制较好，因而适合焚烧低热值、高水份的生活垃圾，其残渣中的未燃份额（即炉渣热灼减率）＜2%。因而避免了床的急冷急热现象，燃烧稳定。垃圾的干燥、着火、燃烧几乎同时进行，无需复杂的调整，可通过改变燃料量、风量、一二次风比和外置换热器吸热量来实现负荷调节，燃烧控制容易，易于实现自动化和连续燃烧。但烟气中灰尘量较大，对燃料粒度均匀性要求较高，需要设垃圾预处理线，石英砂对设备有一定磨损。流化床炉燃烧技术是本世纪六十年代初得到迅速发展起来的一种新型清洁燃烧技术。该工艺燃烧比较复杂、水分比较多的垃圾也能够把垃圾燃烧彻底，温度也比较高，投资也比较低。

但是目前的循环流化床锅炉因垃圾中含有玻璃、容易堵塞风帽小孔、更难的飞灰含碳高达15%以上、造成尾部受热面积灰、频繁停炉影响稳定运行

目前的循环流化床垃圾锅炉排放尽管比炉排炉低，通常二恶英的原始排放在0.5NG-TEQ/标立米以上，氮氧化物的原始排放在300mmg/立方以上，因此，仍高于国家排放标准，更重要的是飞灰含碳量仍在15%以上，飞灰中含有的二恶英等有害成份更高，更难以处理，要作为危废处理。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：解决上述现有技术存在的问题，而提供一种带高位埋管的循环硫化床生活垃圾锅炉及其燃烧方法，使带高位埋管的能长期稳定运行，二恶英和氮氧化物的原始排放优于欧盟排放标准，无需进行尾部处理，更重要的是飞灰含碳量在3%以内，飞灰中含有的二恶英等有害成分很少，易于处理，燃烧性能和环保性能卓越。

本发明采用的技术方案是：

一种带高位埋管的循环硫化床生活垃圾锅炉，包括炉体、炉膛、汽包、分离器、过热器、省煤器、布风板、风帽、等压风箱和进料口，分离器、过热器和省煤器分布在炉膛一侧，并且炉膛、分离器、过热器和省煤器依次连接连通，汽包安装在炉体顶部，在布风板、风帽和等压风箱安装炉膛底部，进料口安装在炉膛一侧；本发明的发明特征是：布风板上方的炉膛设置了800mm—1000mm的垂直段，炉膛有效容积设计在6.5立方/吨汽以，炉膛四周的受热面80%以上用浇注料覆盖，在炉膛内增设一定数量的高位埋管，风帽的节距在70mm以下，而且炉膛下部截面大、上部截面小。

上述技术方案中，所述炉膛有效容积是指风帽小孔中心线以上、炉膛出口中心线以下、并且温度在850度以上的炉膛容积，定义为炉膛有效容积。

上述技术方案中，所述炉膛垂直段的布风板上方风帽温度控制在700℃以下；

一种带高位埋管的循环硫化床生活垃圾锅炉的燃烧方法，包括循环硫化床生活垃圾锅炉，本发明的发明特征是：

1）将循环流化床生活垃圾锅炉的布风板上方的炉膛设置了800mm—1000mm的垂直段，并控制布风板上方风帽温度在700℃以下；

2）将循环流化床生活垃圾锅炉的炉膛有效容积涉及在6.5立方/吨汽以上；

3）将循环硫化床生活垃圾锅炉的炉膛四周受热面80%以上用浇注料覆盖；

4）在循环流化床生活垃圾锅炉的炉膛内增设一定数量的高位埋管；

5）将循环流化床生活垃圾锅炉的风帽节距设计为70mm以下；

6）将循环流化床生活垃圾锅炉的炉膛下部设计成截面大，炉膛上部设计成截面小。

优点效果：

本发明的带高位埋管的长期稳定运行的循环流化床生活垃圾锅炉使二恶英的原始排放在0.05NG-TEQ/标立米以内，氮氧化物的原始排放在200mmg/立方以內，无需进行尾部处理，优于欧盟排放标准。更重要的是飞灰含碳量在3%以内，飞灰中含有的二恶英等有害成份很少、易于处理。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图中，1-炉膛内高位埋管，2-风帽，3-风帽小孔中心线，4-等压风箱，5-进料口，6-膜式管，7-浇注料，8-汽包，9-炉膛出口中心线，10-分离器，11-过热器，12-省煤器。

具体实施方式

参见图1，本发明的带高位埋管的循环流化床生活垃圾锅炉能使二恶英的原始排放在恶英的原始排放在0.05NG-TEQ/标立米以内，氮氧化物的原始排放在200mmg/立方以內，无需进行尾部处理，优于欧盟排放标准，飞灰含碳量在3%以内，飞灰中含有的二恶英等有害成份很少，易于处理。这是由于采用了下述具体改进：

1、现有的循环流化床生活垃圾锅炉布风板上方没有垂直段，本发明的炉膛布风板上饭固定设置了800mm-1000mm的垂直段，控制布风板上方风帽温度在700℃以下，使得玻璃在此区间不熔化，从而避免堵塞风帽孔。

2、现有的循环流化床生活垃圾锅炉的炉膛有效容积在4立方/吨汽以下，本发明的炉膛在6.5立方/吨汽以上。由于有效容积大、烟气停留时间长，所以飞灰含碳量在3%以内，防止了尾部受热面的积灰，保证了锅炉的稳定运行。风帽小孔中心线以上、炉膛出口中心线以下、且温度在850度以上的炉膛容积定义为有效容积。

3、为了均化炉膛温度，炉膛四周的受热面80%以上用浇注料复盖，浇注料如耐火泥、砂浆料等，廷长了烟气有效停留时间，降低了二恶英的排放，而原有的流化床炉膛四周的受热面全部裸露。

4、由于炉膛四周的受热面80%以上用浇注料复盖，为了保证锅炉出力，炉膛内增设了一定数量的高位埋管，如2—10根，埋管时传热系数是炉膛四周受热面传热系数的35倍以上，所以出力是有保证的。

5、为了使空气与垃圾充分混合、减少过剩空气系数，风帽的节距设计为70MM以下，现有循环流化床生活垃圾锅炉风帽的节距为100mm以上，所以本发明的氮氧化物的原始排放在200mmg/立方以內。

6、为了防止宻相区及埋管的磨损，炉膛的载面不象常规循环流化床生活垃圾锅炉那样上下一致，本发明下部载面大、烟气流速低，上部载面小，烟气流速高，不仅能防止宻相区及埋管的磨损，而且由于炉内烟气流速不一致，加强了烟气在炉内的搅动，强化了传热传质及燃烧，还降低了氮氧化物及二恶英的原始排放。

Claims (4)

1.一种带高位埋管的循环硫化床生活垃圾锅炉，包括炉体、炉膛、汽包、分离器、过热器、省煤器、布风板、风帽、等压风箱和进料口，分离器、过热器和省煤器分布在炉膛一侧，并且炉膛、分离器、过热器和省煤器依次连接连通，汽包安装在炉体顶部，在布风板、风帽和等压风箱安装炉膛底部，进料口安装在炉膛一侧；其特征在于：布风板上方的炉膛设置了800mm—1000mm的垂直段，炉膛有效容积设计在6.5立方/吨汽以，炉膛四周的受热面80%以上用浇注料覆盖，在炉膛内增设一定数量的高位埋管，风帽的节距在70mm以下，而且炉膛下部截面大、上部截面小。

2.根据权利要求1所述的带高位埋管的循环硫化床生活垃圾锅炉，其特征在于，所述炉膛有效容积是指风帽小孔中心线以上、炉膛出口中心线以下、并且温度在850度以上的炉膛容积，定义为炉膛有效容积。

3.根据权利要求1所述的带高位埋管的循环硫化床生活垃圾锅炉，其特征在于，所述炉膛垂直段的布风板上方风帽温度控制在700℃以下。

4.一种带高位埋管的循环硫化床生活垃圾锅炉的燃烧方法，包括循环硫化床生活垃圾锅炉，其特征在于：

1）将循环流化床生活垃圾锅炉的布风板上方的炉膛设置了800mm—1000mm的垂直段，并控制布风板上方风帽温度在700℃以下；

2）将循环流化床生活垃圾锅炉的炉膛有效容积涉及在6.5立方/吨汽以上；

3）将循环硫化床生活垃圾锅炉的炉膛四周受热面80%以上用浇注料覆盖；

4）在循环流化床生活垃圾锅炉的炉膛内增设一定数量的高位埋管；

5）将循环流化床生活垃圾锅炉的风帽节距设计为70mm以下；

6）将循环流化床生活垃圾锅炉的炉膛下部设计成截面大，炉膛上部设计成截面小。