CN109855102A - 一种垃圾焚烧炉及其建造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及垃圾焚烧发电技术领域，本发明公开的一种垃圾焚烧炉，包括干燥区、主燃区以及燃尽区；所述主燃区包括炉膛，所述炉膛包括彼此连接的后墙和两个侧墙；所述后墙和两个侧墙均为绝热炉墙；所述绝热炉墙的内侧壁上设有覆盖所述绝热炉墙的新水冷墙。本发明还公开了一种垃圾焚烧炉建造方法。本发明有效解决了现有垃圾焚烧炉主燃区附近的炉墙极易结焦的问题。

Description

一种垃圾焚烧炉及其建造方法

技术领域

本发明涉及垃圾焚烧发电技术领域，具体涉及一种垃圾焚烧炉及其建造方法。

背景技术

随着经济的不断发展，在生产生活中产生了许多的垃圾。垃圾的处理已经成为了普遍关注的话题，将垃圾焚烧用于发电是目前最为环保的处理手段之一。垃圾焚烧时，会产生大量的热量，利用垃圾焚烧炉将这些热量进行回收与利用。

垃圾焚烧炉，一般包括干燥区、主燃区和燃尽区；其中，干燥区，使得垃圾水分得以蒸发，防止垃圾燃烧结块，有利于垃圾的混合、疏松及充分燃烧；主燃区，垃圾在此处进行高温燃烧，因此此处也是炉膛中热负荷最高的区域，此处需保证温度在1050摄氏度左右以便有害物质的分解及垃圾燃烧的充分性；燃尽区，此处垃圾已基本燃尽，燃尽后的垃圾成为了炉渣，此时的炉渣经出渣机输送至渣坑，可用作制砖材料

现在主燃区的炉膛，为了便于垃圾充分燃烧并尽快提高温度，一般采用三面绝热炉墙将炉膛围起来，其中靠近垃圾出料口的为后墙，与后墙连接的为两个侧墙。绝热炉墙一般为护板内衬绝热耐火砖或耐火耐磨砌筑料。虽然，绝热炉墙能够隔绝炉膛和其它部分，也能承重起到支撑作用，但是，主燃区附近的炉墙因为高温最容易结焦，使炉墙局部受力不均，极易发生倒塌危险。

发明内容

本发明意在提供一种垃圾焚烧炉，用以解决现有垃圾焚烧炉因为主燃区温度过高，使主燃区附近的炉墙极易结焦的问题。

为解决以上问题，提供如下方案：

本发明中的垃圾焚烧炉，包括干燥区、主燃区以及燃尽区；所述主燃区包括炉膛，所述炉膛包括彼此连接的后墙和两个侧墙；所述后墙和两个侧墙均为绝热炉墙；所述绝热炉墙的内侧壁上设有覆盖所述绝热炉墙的新水冷墙。

名词解释：

绝热炉墙：指由绝热耐火砖或耐火耐磨砌筑料搭建而成的墙体。

本发明的优点在于：

通过安装新水冷墙，覆盖遮挡住炉膛周围的绝热炉墙，使在炉膛中的垃圾焚烧产生的高温减小对绝热炉墙的影响，减少绝热炉墙内侧因为高温而产生的结焦问题。进一步，减少因为受热不均，而导致的结焦不均，避免由此产生的受力不均，有效遏制了绝热炉墙倒塌的危险。此外，新水冷墙的设置，在保护了绝热炉墙的基础上，不影响炉膛内垃圾的燃烧。

本发明有效解决了现有垃圾焚烧炉主燃区附近炉墙极易结焦的问题。

进一步，所述绝热炉墙和新水冷墙之间设置有膨胀节。

通过设计膨胀节，使绝热炉墙和新水冷墙能够连接在一起，同时，又有效解决了两者膨胀系数不同的问题，既保证了相对膨胀，又保证了密封性，使新水冷墙既能有效阻止高温热量给绝热炉墙造成的结焦问题，又能为炉膛提供相对密封的燃烧环境以便快速提高炉膛内的温度。

进一步，所述主燃区还包括与炉膛连通的余热锅炉，所述余热锅炉连接在主燃区和燃尽区之间；所述余热锅炉上设有用来吸收热量的原水冷墙；所述新水冷墙与原水冷墙连通。

新水冷墙是原水冷墙的延伸，新水冷墙中吸收到的热量能够和原水冷墙吸收到的热量一起被用来加热锅炉水，锅炉水受热转化为高温高压蒸汽推动汽轮机进行发电。

进一步，所述原水冷墙上设有用来进行水循环的原水管，所述新水冷墙上设有用来与原水管连通的新水管。

通过彼此连通的原水管和新水管，使新水冷墙上吸收到的热量能够和原水冷墙吸收到的热量一起被收集利用。

进一步，所述新水冷墙的面积按照垃圾热值8000kj/kg通过热力计算方法计算出的炉膛所需水冷度确定。

热力计算方法是本领域的公知常识，每个所有新水冷墙的面积由炉膛所需要的水冷度确定，这和新水冷墙的单位冷却能力直接相关。

进一步，所述新水冷墙包括内外层叠设置的耐火耐磨浇筑料以及水冷膜式壁；所述新水管设置在所述水冷膜式壁上。

新水冷墙的内层为耐火耐磨浇注料，能够防止炉膛内高温腐蚀性烟气以及飞灰对水冷墙的破坏及磨损，通过耐火耐磨浇注料将燃烧产生的热量传递到水冷膜式壁上，并通过水循环带走这些热量，在充分利用热量的同时，减小了对新水冷墙外的绝热炉墙的影响。

进一步，新水冷墙的水平倾斜角大于等于50°。

这个角度能够保证燃烧过后的灰渣能快速掉落而不会积攒在新水冷墙上。

进一步，新水冷墙与绝热炉墙之间的膨胀节为“回”字形非金属膨胀节。

“回”字形非金属膨胀机，即我们常说的迷宫式非金属膨胀节，采用此种膨胀节，能够更好地保证新水冷墙和绝热炉墙之间的稳定连接。

进一步，新水冷墙与绝热炉墙之间的膨胀节的向下膨胀吸收量大于等于130mm。

这样的膨胀节才能兼顾新水冷墙和绝热炉墙之间不同的膨胀系数，保障两者之间的密封性。

本发明还提供了一种垃圾焚烧炉建造方法，以解决现有方法建造的垃圾焚烧炉，其主燃区的绝热炉墙容易结焦的问题。

本发明中的垃圾焚烧炉建造方法，包括以下步骤：

步骤一，依次建造垃圾焚烧炉的干燥区、主燃区和燃尽区；

步骤二，在主燃区和燃尽区之间的余热锅炉上设置用来吸收热量的原水冷墙；在所述原水冷墙上设置用来进行水循环的原水管；

步骤三，在与余热锅炉连通的炉膛中设置用来覆盖绝热炉墙的新水冷墙，在所述新水冷墙上设置新水管；

步骤四，连通新水管和原水管，连通新水冷墙和原水冷墙。

本方法的优点在于：

在炉膛中设置与原水冷墙连通的新水冷墙，将新水管和原水管连通，使新水冷墙吸收到的热量能够和原水冷墙吸收到的热量一起被收集起来，按照现有技术进行发电。同时，新水冷墙，作为原水冷墙的在炉膛方向的延伸，不仅便于建造，也便于对现有的垃圾焚烧炉进行快速改造。

新水冷墙覆盖住了炉膛中的绝热炉墙，有效降低了炉膛中的高温燃烧对于绝热炉墙的影响，减少绝热炉墙结焦和因为结焦过多受力不均而产生的倒塌问题。

附图说明

图1为本发明实施例中垃圾焚烧炉的正视图。

图2为图1的右视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：垃圾坑土建墙1、落灰斗2、输灰机3、出渣机4、炉排6、后墙水冷壁7、侧墙水冷壁8、炉膛9、前拱水冷壁10、垃圾进料口11。

实施例基本如附图1所示：本实施例中的垃圾焚烧炉包括依次连通的干燥区、主燃区和燃尽区。

其中，干燥区包括用来进行垃圾发酵脱水的垃圾坑，以及用来将垃圾坑中已经脱水的垃圾抓取出来的机械手。垃圾坑具有垃圾坑土建墙1，用来围绕形成用来供垃圾堆放的垃圾坑。

主燃区，包括用来供发酵干燥后的垃圾放入的垃圾进料口11，用来将垃圾传送至炉膛9的炉排6，多个炉排6形成倾斜的阶梯状，炉排6当中的炉排6片通过现有结构，即液压推力臂，带动炉排6片翻转，使炉排6上的垃圾被从上往下逐渐传送到炉膛9中。在炉排6的和垃圾进料口11之间，安装有与炉排6呈反向倾斜的前拱水冷壁10，通过前拱水冷壁10，使与之连接的炉膛9中的热量进行收集利用，同时有利于将垃圾进料口11中的垃圾导向炉排6上进行传送。

如图1和图2所示，燃尽区，包括安装在炉排6的下方正对炉排6的落灰斗2，通过落灰斗2，将炉排6上垃圾燃烧过后的灰烬通过落灰斗2落到输灰机3上，通过输灰机3将灰烬传递到一个地方进行收集。其中，输灰机3，本实施例中采用皮带传输。燃尽区，还包括位于炉膛9下方的出渣机4，出渣机4同时位于炉排6的最低端，通过出渣机4将垃圾经过炉膛9燃烧过后最后的渣滓通过出渣机4排到输灰机3上。同样，通过输灰机3，将渣滓和灰烬一起收集，用作一些建筑材料的原料使用。

在本实施例中，垃圾坑的中连通有伸入到炉膛9中的气管，将垃圾坑中的垃圾在发酵产生的臭气作为垃圾燃烧所需的空气，输入到炉膛9中，使炉膛9中的垃圾完成燃烧的同时，将臭气中的有害物质通过高温燃烧分解掉。

在炉排6最底层阶梯的上方，安装有用来围绕炉膛9的三个绝热炉墙，分别为后墙和两个侧墙。在绝热炉墙和其他具有预热经过的余热锅炉安装原水冷墙，其中前拱水冷壁10就是其中一个原水冷墙。原水冷墙中安装有用来进行热量吸收和水循环的原水管。

在后墙和两个侧墙的内侧上安装新水冷墙。新水冷墙是原水冷墙朝着炉膛9方向的延伸、新水冷墙中安装有与原水管连通的新水管。

新水冷墙结构为内部敷装115mm-145mm厚碳化硅(SiC)耐火耐磨浇筑料，外部包覆190mm-210mm厚的硅酸铝纤维毡的水冷膜式壁。本实施例中新水冷墙结构的碳化硅(SiC)耐火耐磨浇筑料厚度为130mm，硅酸铝纤维毡厚度为200mm。膜式壁采用的新水管为Φ60*5.5的加厚型管子。

新水冷墙需要设计成一定的倾斜角以连接余热锅炉及焚烧炉，但新增的水冷墙水平倾斜角需大于等于50°以便灰渣能快速掉落而不会积攒在炉墙上。本实施例中采用75°倾斜角，这样不仅方便建造也方便使灰渣快速掉落。

新水冷墙向火面需焊接有不锈钢抓钉，抓钉与水冷墙应采用全焊透结构以保证焊接的牢固性和保证良好的传热效果。抓钉在炉墙上需分布均匀且每平方米炉墙面积上抓钉数量应不少于500个以保证耐火耐磨浇筑料的牢固性。本实施例中的抓丁数量采用750个，能够在保证水冷墙牢固连接的基础上，最大限度地节约抓钉数量，使稳固性和成本达到最优情况。

绝热炉墙的两个侧墙为主要承受重力的重型炉墙。新水冷墙与原焚烧炉重型炉墙间需安装有呈“回”字形的迷宫式非金属膨胀节，以保证焚烧炉的密封性，同时也能有效吸收水冷墙的膨胀量。膨胀节的向下膨胀吸收量大于等于130mm。本实施例中的膨胀节膨胀吸收量采用160mm。

本实施例中，新水管和原水管均包括下降管和上升管，通过下降管、上升管组成一个锅炉的水循环回路；使新水冷墙和原水冷墙能够将所有收集起来的热量进行集中，再通过现有的蒸汽机，进行发电。

本实施例中的新水冷墙，采用鳍片式水冷膜式壁，使新水冷墙能够有效阻挡炉膛9内的高温燃烧对绝热炉墙的结焦影响，同时使新水冷墙尽量减少灰烬的沉积。新水冷墙包括覆盖在后墙上的后墙水冷壁7和覆盖在两个侧墙内壁上的侧墙水冷壁8。

具体地，采用以下方法进行以上垃圾焚烧炉的建造：

步骤一，依次按照图1建造垃圾焚烧炉的干燥区、主燃区和燃尽区；

步骤二，在主燃区和燃尽区之间的余热锅炉上安装用来吸收热量的原水冷墙；在所述原水冷墙上设置用来进行水循环的原水管；

步骤三，在与余热锅炉连通的炉膛9中设置用来覆盖绝热炉墙的新水冷墙，在所述新水冷墙上设置新水管；其中，新水冷墙采用鳍片式水冷膜式壁，新水冷墙的水平倾斜角大于等于50°。

步骤四，通过水管转接头连通新水管和原水管，通过膨胀节或者其它结构连通新水冷墙和原水冷墙。

现有的垃圾焚烧炉，炉墙结焦倒塌的位置大多位于主燃区及后墙部分，这也符合热负荷较高位置炉墙容易结焦倒塌的理论分析结果，本实施例正是针对现有垃圾焚烧炉主燃区部分炉墙进行改造，改造后由于水冷墙能通过锅炉炉水的流动不断地带走热量，使得水冷墙的温度低于灰焦的熔点，有效防止了炉内结焦的产生，根据水冷墙的面积大小炉膛的结焦面积可降低60％-80％，水冷墙的面积越大炉内结焦的面积就越少。

以上说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种垃圾焚烧炉，其特征在于：包括干燥区、主燃区以及燃尽区；所述主燃区包括炉膛，所述炉膛包括彼此连接的后墙和两个侧墙；所述后墙和两个侧墙均为绝热炉墙；所述绝热炉墙的内侧壁上设有覆盖所述绝热炉墙的新水冷墙。

2.根据权利要求1所述的垃圾焚烧炉，其特征在于：所述绝热炉墙和新水冷墙之间设置有膨胀节。

3.根据权利要求1所述的垃圾焚烧炉，其特征在于：所述主燃区还包括与炉膛连通的余热锅炉，所述余热锅炉连接在主燃区和燃尽区之间；所述余热锅炉上设有用来吸收热量的原水冷墙；所述新水冷墙与原水冷墙连通。

4.根据权利要求3所述的垃圾焚烧炉，其特征在于：所述原水冷墙上设有用来进行水循环的原水管，所述新水冷墙上设有用来与原水管连通的新水管。

5.根据权利要求1所述的垃圾焚烧炉，其特征在于：所述新水冷墙的面积按照垃圾热值8000kj/kg通过热力计算方法计算出的炉膛所需水冷度确定。

6.根据权利要求4所述的垃圾焚烧炉，其特征在于：所述新水冷墙包括内外层叠设置的耐火耐磨浇筑料以及水冷膜式壁；所述新水管设置在所述水冷膜式壁上。

7.根据权利要求1所述的垃圾焚烧炉，其特征在于：新水冷墙的水平倾斜角大于等于50°。

8.根据权利要求2所述的垃圾焚烧炉，其特征在于：新水冷墙与绝热炉墙之间的膨胀节为“回”字形非金属膨胀节。

9.根据权利要求2所述的垃圾焚烧炉，其特征在于：新水冷墙与绝热炉墙之间的膨胀节的向下膨胀吸收量大于等于130mm。

10.一种垃圾焚烧炉的建造方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一，依次建造垃圾焚烧炉的干燥区、主燃区和燃尽区；

步骤二，在主燃区和燃尽区之间的余热锅炉上设置用来吸收热量的原水冷墙；在所述原水冷墙上设置用来进行水循环的原水管；

步骤三，在与余热锅炉连通的炉膛中设置用来覆盖绝热炉墙的新水冷墙，在所述新水冷墙上设置新水管；

步骤四，连通新水管和原水管，连通新水冷墙和原水冷墙。