CN112432183A - 垃圾焚烧耦合锅炉系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种垃圾焚烧耦合锅炉系统，包括垃圾焚烧层燃燃烧装置和悬浮燃烧装置，垃圾焚烧层燃燃烧装置具有烟气出口，垃圾焚烧层燃燃烧装置用于对垃圾进行层燃燃烧；悬浮燃烧装置设有与炉膛连通的冷灰斗和尾气处理单元，冷灰斗与烟气出口之间设置有连接阀，垃圾焚烧层燃燃烧装置产生的烟气经连接阀导入炉膛并与炉膛中的燃煤烟气混合燃烧，尾气处理单元用于处理悬浮燃烧装置及垃圾焚烧层燃燃烧装置产生的尾气。本发明能够简单高效利用垃圾焚烧的热量又能够解决垃圾焚烧产生的烟气污染物，同时提高电厂的经济效益以及更好地承担社会责任。

Description

垃圾焚烧耦合锅炉系统
技术领域
本发明涉及垃圾焚烧处理的锅炉系统技术领域，尤其是涉及一种垃圾焚烧耦合锅炉系统。
背景技术
垃圾焚烧是目前比较常见的城市垃圾处理方式，因其能利用垃圾作为能源且具有很好的减容减量特点受到广泛关注和重视，已经成为主要的垃圾处理方式。但同时其焚烧处理也具有一些难点：垃圾分类程度差，预处理难度大，难以均匀给料参与炉膛燃烧；垃圾热值低，发电经济效益差；垃圾焚烧生成物在锅炉中会形成氯腐蚀，可能导致锅炉受热面发生爆管类安全事故，带来巨大的人员财产损失；垃圾焚烧易产生二噁英，该物质具有非常强的毒性，并具有很强的生物累积性，带来的环境污染问题不能忽视。
大多数的解决思路是通过设计专门的垃圾焚烧装置来解决上述问题，但是必须设置配套的烟气处理装置，且垃圾热值低直接用于发电经济效益差。也有少部分垃圾焚烧使用循环流环床锅炉方式，但是要求垃圾入炉之前要进行很好的破碎预处理，部分垃圾含有砖块、玻璃、金属等不燃物，难以流化，底渣处理难度大。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种垃圾焚烧耦合锅炉系统，能够简单高效利用垃圾焚烧的热量又能够解决垃圾焚烧产生的烟气污染物，同时提高电厂的经济效益以及更好地承担社会责任。
根据本发明实施例的垃圾焚烧耦合锅炉系统，包括：
垃圾焚烧层燃燃烧装置，所述垃圾焚烧层燃燃烧装置具有烟气出口，所述垃圾焚烧层燃燃烧装置用于对垃圾进行层燃燃烧；
悬浮燃烧装置，所述悬浮燃烧装置设有与炉膛连通的冷灰斗和尾气处理单元，所述冷灰斗与所述烟气出口之间设置有连接阀，所述垃圾焚烧层燃燃烧装置产生的烟气经所述连接阀导入所述炉膛并与所述炉膛中的燃煤烟气混合燃烧，所述尾气处理单元用于处理所述悬浮燃烧装置和所述垃圾焚烧层燃燃烧装置产生的尾气。
根据本发明实施例的垃圾焚烧耦合锅炉系统，通过在悬浮燃烧装置的冷灰斗与垃圾焚烧层燃燃烧装置的烟气出口之间设有连接阀，垃圾焚烧层燃燃烧装置产生的烟气可以经由连接阀导入悬浮燃烧装置的炉膛内并与炉膛中的燃煤烟气混合燃烧，由于悬浮燃烧装置中的煤粉火焰温度极高，垃圾焚烧层燃燃烧装置产生的烟气中的二噁英在悬浮燃烧装置的炉膛的高温环境下会迅速分解；而垃圾焚烧产生的氯化氢、氯气以及氯盐等会在高温环境下对受热面形成氯腐蚀的生成物也会被大量的炉膛烟气稀释，对受热面的腐蚀可以忽略不计。需要特别指出的是，由于在本发明的垃圾焚烧耦合锅炉系统中的垃圾焚烧层燃燃烧装置是附庸在悬浮燃烧装置上的一个非必要部件，所以可以在一定区间内调整垃圾焚烧层燃燃烧装置的负载，不会对悬浮燃烧装置的整体锅炉系统的发电效率造成显著影响，故能够相对灵活调节垃圾焚烧量。本发明的垃圾焚烧耦合锅炉系统不需要单独另外设置尾气处理装置，悬浮燃烧装置和垃圾焚烧层燃燃烧装置产生的尾气中如NOx和SO2以及粉尘等污染物由悬浮燃烧装置的尾气处理单元处理。
根据本发明实施例的垃圾焚烧耦合锅炉系统，能够简单高效利用垃圾焚烧的热量又能够解决垃圾焚烧产生的烟气污染物，通过垃圾焚烧层燃燃烧装置进行垃圾焚烧并耦合悬浮燃烧装置进行换热以规避垃圾焚烧的常见问题，即垃圾焚烧产生的烟气中污染物处理问题，同时提高电厂的经济效益以及更好地承担社会责任。
根据本发明的一个实施例，所述连接阀配有流量计。
根据本发明进一步的实施例，所述连接阀的进口段配有压力表，所述压力表上设有警示压力值，所述压力警示值为所述垃圾焚烧层燃燃烧装置满负荷正常运行时所述炉膛的压力值。
根据本发明的一个实施例，所述垃圾焚烧层燃燃烧装置设置垃圾进口，所述垃圾进口设置有用于调节垃圾进量的给料阀，所述给料阀受电厂中空台逻辑控制，并同时受所述流量计的流量测量值和所述压力表的压力测量值控制。
根据本发明进一步的实施例，所述垃圾焚烧层燃燃烧装置正常工作时，所述给料阀的开度满足所述垃圾焚烧层燃燃烧装置产生烟气量不超过所述悬浮燃烧装置烟气产生量的5％。
根据本发明再进一步的实施例，当所述流量计的流量测量值低于所述悬浮燃烧装置烟气产生量5％但所述压力表的压力测量值高于警示压力值10％时，所述给料阀开度降低或自动关闭。
根据本发明的一些实施例，所述连接阀具有手动控制和自动控制双重功能。
根据本发明的一些实施例，所述垃圾焚烧层燃燃烧装置不运行时，所述连接阀保持常闭。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明实施例的垃圾焚烧耦合锅炉系统的示意图。
附图标记：
垃圾焚烧耦合锅炉系统1000
垃圾焚烧层燃燃烧装置1
烟气出口11 炉排12 垃圾进口13 进风口14 排渣口15
悬浮燃烧装置2 炉膛21 冷灰斗22 尾气处理单元23
连接阀3
压力表4
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面结合图1来描述本发明实施例的垃圾焚烧耦合锅炉系统1000。
如图1所示，根据本发明实施例的垃圾焚烧耦合锅炉系统1000，包括垃圾焚烧层燃燃烧装置1和悬浮燃烧装置2。其中，垃圾焚烧层燃燃烧装置1具有烟气出口11，垃圾焚烧层燃燃烧装置1用于对垃圾进行层燃燃烧；悬浮燃烧装置2设有与炉膛21连通的冷灰斗22和尾气处理单元23，冷灰斗22与烟气出口11之间设置有连接阀3，垃圾焚烧层燃燃烧装置1产生的烟气经连接阀3导入炉膛21并与炉膛21中的燃煤烟气混合燃烧，尾气处理单元23用于处理悬浮燃烧装置2产生的尾气。
具体地，垃圾焚烧层燃燃烧装置1包括炉排12、垃圾进口13、进风口14、烟气出口11和排渣口15。其中，垃圾进口13用于向炉排12供给垃圾；进风口14通常位于炉排12的下方，用于喷入空气，同时，炉排12的机械运动使垃圾有效地翻转、搅拌，这样能够促进垃圾充分完全燃烧，同通过炉排12的机械运动时还可以解决垃圾分类程度差，预处理程度低的问题；层燃燃烧完全后的垃圾废渣由排渣口15排出，而垃圾焚烧层燃燃烧装置1产生的烟气由烟气出口11排走。垃圾焚烧层燃燃烧装置1目前技术成熟，运行稳定。
悬浮燃烧装置2设有与炉膛21连通的冷灰斗22和尾气处理单元23，冷灰斗22与烟气出口11之间设置有连接阀3，垃圾焚烧层燃燃烧装置1产生的烟气经连接阀3导入炉膛21并与炉膛21中的燃煤烟气混合燃烧，尾气处理单元23用于处理悬浮燃烧装置2产生的烟气进行处理。可以理解的是，悬浮燃烧装置2为正常运行的一种燃煤发电装置，由于悬浮燃烧装置2的冷灰斗22与垃圾焚烧层燃燃烧装置1的烟气出口11之间设有连接阀3，通过该连接阀3，垃圾焚烧层燃燃烧装置1产生的烟气可以经由连接阀3导入悬浮燃烧装置2的炉膛21内并与炉膛21中的燃煤烟气混合燃烧。由于悬浮燃烧装置2中的煤粉火焰温度极高，垃圾焚烧层燃燃烧装置1产生的烟气中的二噁英在悬浮燃烧装置2的炉膛21的高温环境下会迅速分解；而垃圾焚烧产生的氯化氢、氯气以及氯盐等会在高温环境下对受热面形成氯腐蚀的生成物也会被大量的炉膛21烟气稀释，对受热面的腐蚀可以忽略不计。需要特别指出的是，由于在本发明的垃圾焚烧耦合锅炉系统1000中的垃圾焚烧层燃燃烧装置1是附庸在悬浮燃烧装置2上的一个非必要部件，所以可以在一定区间内调整垃圾焚烧层燃燃烧装置1的负载，例如，当垃圾焚烧层燃燃烧装置1没有工作负载时，连接阀3处于常闭状态，悬浮燃烧装置2仍然能能够保持独立运行，不会对悬浮燃烧装置2的整体锅炉系统的发电效率造成显著影响，故能够相对灵活调节垃圾焚烧量。本发明的垃圾焚烧耦合锅炉系统1000不需要单独另外设置尾气处理装置，悬浮燃烧装置2和垃圾焚烧层燃燃烧装置1产生的尾气中如NOx和SO2以及粉尘等污染物由悬浮燃烧装置2的尾气处理单元23处理。
根据本发明实施例的垃圾焚烧耦合锅炉系统1000，能够简单高效利用垃圾焚烧的热量又能够解决垃圾焚烧产生的烟气污染物，通过垃圾焚烧层燃燃烧装置1进行垃圾焚烧并耦合悬浮燃烧装置2进行换热以规避垃圾焚烧的常见问题，即垃圾焚烧产生的烟气中污染物处理问题，同时提高电厂的经济效益以及更好地承担社会责任。
根据本发明的一个实施例，连接阀3配有流量计，也就是说，连接阀3具有流量计的功能。通过流量计可以精确地测量由垃圾焚烧层燃燃烧装置1产生的烟气进入悬浮燃烧装置2中的烟气量，使得进入悬浮燃烧装置2中的烟气量不能太高(即悬浮燃烧装置2中的由垃圾焚烧产生的烟气量的占比较小)，以保证垃圾焚烧产生的烟气中的二噁英等有害气体或物质完全脱除掉。
根据本发明进一步的实施例，连接阀3的进口段配有压力表4。通过在连接阀3的进口段处配置压力表4，可以精确地垃圾焚烧层燃燃烧装置1内的压力，这样，当垃圾焚烧层燃燃烧装置1工作时，垃圾焚烧层燃燃烧装置1内的压力大于悬浮燃烧装置2内的压力时，连接阀3的阀门自动打开，垃圾焚烧层燃燃烧装置1内的垃圾燃烧产生的烟气就可以进入到悬浮燃烧装置2内；当垃圾焚烧层燃燃烧装置1内的压力小于或等于悬浮燃烧装置2内的压力时，连接阀3的阀门自动关闭，防止因为悬浮燃烧装置2内的压力过大而垃圾焚烧层燃燃烧装置1压力过小而导致炉膛21烟气反窜。也就是说，连接阀3的开闭可以通过压力表4测得压力来控制。
根据本发明的一个的实施例，垃圾焚烧层燃燃烧装置1具有垃圾进口13，垃圾进口13设置有用于调节垃圾进量的给料阀，给料阀受电厂中空台逻辑控制，并同时受流量计的流量测量值和压力表4的压力测量值控制。这是由于给料垃圾越多，产生的烟气越大，进而导致垃圾焚烧层燃燃烧装置1内压力增大，当垃圾焚烧层燃燃烧装置1内压力增大到大于悬浮燃烧装置2内的压力时，连接阀3自动打开，产生的垃圾焚烧产生的烟气经过连接阀3进入悬浮装置内，为了保证垃圾焚烧产生的烟气在悬浮装置内完全脱除，要求进入悬浮燃烧装置2内的烟气占比不能太高，需要控制在一定的比例以下，因此，需要通过流量计来测量进入悬浮装置内的烟气量，通过给料阀来调节或限制垃圾进量，通过压力表4来测量垃圾焚烧层燃燃烧装置1内的压力，这样，可以较好地控制本发明的垃圾焚烧耦合锅炉系统1000运行。
根据本发明进一步的实施例，垃圾焚烧层燃燃烧装置1正常工作时，给料阀的开度满足垃圾焚烧层燃燃烧装置1产生烟气量不超过悬浮燃烧装置2烟气产生量的5％。这样可以有效地控制进入悬浮燃烧装置2中的烟气占比，确保垃圾焚烧的烟气中的二噁英等有害气体或物质完全脱除掉。
根据本发明再进一步的实施例，当流量计的流量测量值低于悬浮燃烧装置2烟气产生量5％但压力表4的压力测量值高于警示压力值10％时，说明垃圾焚烧层燃燃烧装置1工作异常或连接阀3工作异常，为防止垃圾焚烧耦合锅炉系统出现安全事故，给料阀开度降低或自动关闭，其中，警示压力值可以为垃圾焚烧层燃燃烧装置1满负荷正常运行时垃圾焚烧层燃烧装置内的压力值。这样，提高了垃圾焚烧耦合锅炉系统1000运行的安全性。
根据本发明的一些实施例，连接阀3具有手动控制和自动控制双重功能。这样，当自动控制功能失效时，可以采用手动控制连接阀3，提高了垃圾焚烧耦合锅炉系统1000运行的安全性。需要说明的是，连接阀3的自动控制功能可以是温度控制或压力控制。
根据本发明的一些实施例，垃圾焚烧层燃燃烧装置1不运行时，连接阀3保持常闭，悬浮燃烧装置2独立运行，不影响悬浮燃烧装置2的正常运行发电。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种垃圾焚烧耦合锅炉系统，其特征在于，包括：
垃圾焚烧层燃燃烧装置，所述垃圾焚烧层燃燃烧装置具有烟气出口，所述垃圾焚烧层燃燃烧装置用于对垃圾进行层燃燃烧；
悬浮燃烧装置，所述悬浮燃烧装置设有与炉膛连通的冷灰斗和尾气处理单元，所述冷灰斗与所述烟气出口之间设置有连接阀，所述垃圾焚烧层燃燃烧装置产生的烟气经所述连接阀导入所述炉膛并与所述炉膛中的燃煤烟气混合燃烧，所述尾气处理单元用于处理所述悬浮燃烧装置和所述垃圾焚烧层燃燃烧装置产生的尾气。
2.根据权利要求1所述的垃圾焚烧耦合锅炉系统，其特征在于，所述连接阀配有流量计。
3.根据权利要求2所述的垃圾焚烧耦合锅炉系统，其特征在于，所述连接阀的进口段配有压力表，所述压力表上设有警示压力值，所述压力警示值为所述垃圾焚烧层燃燃烧装置满负荷正常运行时所述炉膛的压力值。
4.根据权利要求1所述的垃圾焚烧耦合锅炉系统，其特征在于，所述垃圾焚烧层燃燃烧装置设置垃圾进口，所述垃圾进口设置有用于调节垃圾进量的给料阀，所述给料阀受电厂中空台逻辑控制，并同时受所述流量计的流量测量值和所述压力表的压力测量值控制。
5.根据权利要求4所述的垃圾焚烧耦合锅炉系统，其特征在于，所述垃圾焚烧层燃燃烧装置正常工作时，所述给料阀的开度满足所述垃圾焚烧层燃燃烧装置产生烟气量不超过所述悬浮燃烧装置烟气产生量的5％。
6.根据权利要求5所述的垃圾焚烧耦合锅炉系统，其特征在于，当所述流量计的流量测量值低于所述悬浮燃烧装置烟气产生量5％但所述压力表的压力测量值高于警示压力值10％时，所述给料阀开度降低或自动关闭。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的垃圾焚烧耦合锅炉系统，其特征在于，所述连接阀具有手动控制和自动控制双重功能。
8.根据权利要求1-6中任意一项所述的垃圾焚烧耦合锅炉系统，其特征在于，所述垃圾焚烧层燃燃烧装置不运行时，所述连接阀保持常闭。
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