CN115059923A - 一种适用于低热值垃圾的余热锅炉 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种适用于低热值垃圾的余热锅炉，包括：炉膛、烟道、烟气空气预热器、一级蒸发器、高温过热器、中温过热器、低温过热器、二级蒸发器以及省煤器。炉膛包括绝热前拱和绝热后拱。炉膛的排气口与烟道连通，烟道沿烟气流通方向上依次布置有烟气空气预热器、一级蒸发器、高温过热器、中温过热器、低温过热器、二级蒸发器以及省煤器，烟气空气预热器的空气入口用于通入外部空气，烟气空气预热器的空气出口与炉膛的一次风进口连通。烟气空气预热器为屏式烟气空气预热器。本发明通过在炉膛设置绝热前拱和绝热后拱，可减少炉膛热损失，并通过设置屏式烟气空气预热器，可提高一次风温，加强垃圾的干燥、促进其燃烧、燃烬。

Description

一种适用于低热值垃圾的余热锅炉

技术领域

本发明属于余热锅炉技术领域，特别涉及一种适用于低热值垃圾的余热锅炉。

背景技术

根据国家规范规定，垃圾焚烧余热锅炉，炉膛内烟气必须在850℃以上停留至少2s，焚烧炉渣的热灼减率不得超过5％。而在经济不发达或北方严寒地区，垃圾热值较低，炉膛温度难以保证850℃，需经常投入辅助燃料，同时垃圾也难以燃烬，热灼减率难以保证不超过5％。

现有技术中，采用高温烟气空气预热器作为锅炉的受热面布置于余热锅炉高温过热器的进口处。进入高温烟气空气预热器的空气温度220℃左右，经过高温烟气空气预热器后空气温度为300℃左右，然后进入炉排下面的进风口，为垃圾焚烧炉提供高温燃烧空气。烟气进口温度在650℃左右，出口温度在600℃左右。通过高温烟气空气预热器的热交换，使得空气温度达到300℃左右。

然而，由于高温烟气空气预热器安装在高温过热器的进口，且高温烟气空气预热器主要换热形式为对流换热，管束横向节距较小，容易积灰结焦，造成换热效果不佳。高温烟气空气预热器处的烟温较低，一次风温仅能加热至300℃左右，对于风温需求更高的低热值垃圾作用有限。另一方面，该技术方案，未考虑减少炉膛热损失，对于提高炉温作用有限。

因此，如何减少炉膛热损失，提高一次风温，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于低热值垃圾的余热锅炉，可有效减少炉膛热损失，提高一次风温。

为解决上述技术问题，本发明提供一种适用于低热值垃圾的余热锅炉，包括炉膛、烟道、烟气空气预热器、一级蒸发器、高温过热器、中温过热器、低温过热器、二级蒸发器以及省煤器；

其中，所述炉膛包括绝热前拱和绝热后拱，所述炉膛的排气口与所述烟道连通，所述烟道内沿烟气流通方向上依次布置有所述烟气空气预热器、所述一级蒸发器、所述高温过热器、所述中温过热器、所述低温过热器、所述二级蒸发器以及所述省煤器，所述烟气空气预热器的空气入口用于通入外部空气，所述烟气空气预热器的空气出口与所述炉膛的一次风进口连通，所述一级蒸发器和所述二级蒸发器用于降低烟气温度，所述高温过热器、所述中温过热器和所述低温过热器分别用于与烟气换热来加热来自汽包的饱和蒸汽得到过热蒸汽，所述省煤器用于降低烟气温度并提高给水温度；

所述烟气空气预热器为屏式烟气空气预热器。

可选的，在上述适用于低热值垃圾的余热锅炉中，所述绝热前拱和所述绝热后拱的向火面采用耐火浇注料结构，所述绝热前拱和所述绝热后拱的外侧均敷设保温浇注料层及保温棉。

可选的，在上述适用于低热值垃圾的余热锅炉中，所述烟道包括竖向依次迂回布置的第一烟道、第二烟道、第三烟道和第四烟道。

可选的，在上述适用于低热值垃圾的余热锅炉中，所述第一烟道、所述第二烟道和所述第三烟道均采用膜式水冷壁，所述第四烟道为钢质烟道。

可选的，在上述适用于低热值垃圾的余热锅炉中，所述第一烟道的水冷壁表面敷设有耐火浇注料层。

可选的，在上述适用于低热值垃圾的余热锅炉中，所述屏式烟气空气预热器布置于所述第二烟道的上部，所述一级蒸发器布置于所述第三烟道的入口，所述高温过热器、所述中温过热器、所述低温过热器以及所述二级蒸发器设置于所述第三烟道的中部，所述省煤器设置于所述第四烟道。

本发明所提供的一种适用于低热值垃圾的余热锅炉，具有以下有益效果：

通过在炉膛设置绝热前拱和绝热后拱，可减少炉膛热损失，并通过设置屏式烟气空气预热器，可提高一次风温，加强垃圾的干燥、促进其燃烧、燃烬，解决垃圾焚烧行业低热值垃圾难以燃烬、炉温低等问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明具体实施例提供的一种适用于低热值垃圾的余热锅炉的结构示意图。

上图中：

1-绝热前拱；2-绝热后拱；3-第一烟道；4-屏式烟气空气预热器；5-第二烟道；6-第三烟道；7-一级蒸发器；8-高温过热器；9-中温过热器；10-低温过热器；11-二级蒸发器；12-第四烟道；13-省煤器；14-汽包。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，多个的含义是两个以上，如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

本发明的核心是提供一种适用于低热值垃圾的余热锅炉，可有效减少炉膛热损失，提高一次风温。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明提供的技术方案，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

以下为本文所涉及的专业术语及解释：

垃圾焚烧炉：采用层状燃烧方式对生活垃圾焚烧处理的机械装置。

焚烧炉炉膛：炉排上方四周，由耐火、保温材料组成的，为垃圾焚烧提供密闭空间的结构。

前拱和后拱：焚烧炉炉膛的一部分，位于焚烧炉上方，与焚烧炉平行，具有对加强垃圾辐射吸热、引导炉膛内烟气混合等功能。

绝热拱：向火面敷设低导热系数耐火材料，外部敷设保温浇注料及保温棉，仅有部分散热损失，结构本身无介质进行吸热。

余热锅炉：吸收烟气热量，产生过热蒸汽的装置。

一次风：用于干燥垃圾、参与燃烧的热风，通过焚烧炉炉排片进入炉膛。

屏式烟气空气预热器：通过烟气辐射换热，加热垃圾焚烧所需一次风的装置。

焚烧炉渣：生活垃圾焚烧后从炉床直接排出的残渣，以及过热器和省煤器排出的灰渣。

热灼减率：焚烧炉渣经灼烧减少的质量占原焚烧炉渣质量的百分数。

请参考图1，图1为本发明具体实施例提供的一种适用于低热值垃圾的余热锅炉的结构示意图。

本发明提供了一种适用于低热值垃圾的余热锅炉，包括炉膛、烟道、烟气空气预热器、一级蒸发器7、高温过热器8、中温过热器9、低温过热器10、二级蒸发器11、省煤器13以及汽包14。

其中，炉膛包括绝热前拱1和绝热后拱2，可有效减少热损失、提高炉温。炉膛的排气口与烟道连通，烟道内沿烟气流通方向上依次布置有烟气空气预热器、一级蒸发器7、高温过热器8、中温过热器9、低温过热器10、二级蒸发器11以及省煤器13，烟气空气预热器的空气入口用于通入外部空气，烟气空气预热器的空气出口与炉膛的一次风进口连通。一级蒸发器7和二级蒸发器11用于降低烟气温度，高温过热器8、中温过热器9和低温过热器10分别用于与烟气换热来加热来自汽包14的饱和蒸汽得到过热蒸汽，省煤器13用于降低烟气温度并提高给水温度。

烟气空气预热器为屏式烟气空气预热器4，相邻两屏间保持较大距离(即横向节距大)，防止受热面积灰结焦，可有效提高一次风温。屏式烟气空气预热器4由多片管屏组成，布置在炉膛内，属于辐射或半辐射式预热器。

本发明提供的一种适用于低热值垃圾的余热锅炉，通过在炉膛设置绝热前拱1和绝热后拱2，可减少炉膛热损失，并通过设置屏式烟气空气预热器4，可提高一次风温，加强垃圾的干燥、促进其燃烧、燃烬，解决垃圾焚烧行业低热值垃圾难以燃烬、炉温低等问题。

在具体实施例中，绝热前拱1和绝热后拱2的向火面采用Al₂O₃或其他低导热系数的耐火浇注料结构，绝热前拱1和绝热后拱2的外侧均敷设保温浇注料层及保温棉。

在上述具体实施例的基础上，第一烟道3的四周采用膜式水冷壁，水冷壁表面敷设Al₂O₃或其他低导热系数的耐火浇注料，以减少热损失。

第二烟道5的四周采用膜式水冷壁，采用光管结构。屏式烟气空气预热器4布置在第二烟道5的上部，入口烟温约850℃，利用更高温度的烟气，可将进入烟气空气预热器的220℃空气加热至350℃左右，大幅促进低热值垃圾的干燥及燃烧，保证垃圾燃烬。烟气空气预热器的空气出口排出的高温空气再送入炉膛内的炉排下进风口。

第三烟道6的四周采用膜式水冷壁，采用光管结构。一级蒸发器7布置于第三烟道6的入口，用于降低烟气温度，保护过热器。高温过热器8、中温过热器9和低温过热器10分别通过与烟气换热，将来自汽包14的饱和蒸汽加热至所需的过热蒸汽温度。二级蒸发器11用于降低进入第四烟道12的烟气温度。

第四烟道12为钢质烟道，布置在其中的省煤器13，用来接收给水与烟气换热，降低排烟温度，提高给水温度。

上述工作原理为：垃圾在绝热前拱1、绝热后拱2组成的炉膛内燃烧，随后高温烟气进入第一烟道3内换热，再进入第二烟道5内换热，并将屏式烟气空气预热器4中的空气加热至350℃左右。随后进入第三烟道6，依次与一级蒸发器7、高温过热器8、中温过热器9、低温过热器10、二级蒸发器11进行换热。最后进入第四烟道12，并与其中的省煤器13进行换热。

综上，本发明通过在二烟道入口设置屏式烟气空气预热器4，利用更高温度的烟气，可将一次风加热至350℃左右，解决了现有技术中对于风温需求更高的低热值垃圾作用有限的技术难题，能够有效干燥垃圾、促进垃圾燃烧，保证炉渣热灼减率不超过5％；同时本发明采用绝热前后拱，一烟道采用低导热系数耐火材料，可降低炉膛热损失，提高炉膛温度50-60℃，有利于保证低热值垃圾燃烧时炉膛温度不低于850℃。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种适用于低热值垃圾的余热锅炉，其特征在于，包括炉膛、烟道、烟气空气预热器、一级蒸发器、高温过热器、中温过热器、低温过热器、二级蒸发器以及省煤器；

其中，所述炉膛包括绝热前拱和绝热后拱，所述炉膛的排气口与所述烟道连通，所述烟道内沿烟气流通方向上依次布置有所述烟气空气预热器、所述一级蒸发器、所述高温过热器、所述中温过热器、所述低温过热器、所述二级蒸发器以及所述省煤器，所述烟气空气预热器的空气入口用于通入外部空气，所述烟气空气预热器的空气出口与所述炉膛的一次风进口连通，所述一级蒸发器和所述二级蒸发器用于降低烟气温度，所述高温过热器、所述中温过热器和所述低温过热器分别用于与烟气换热来加热来自汽包的饱和蒸汽得到过热蒸汽，所述省煤器用于降低烟气温度并提高给水温度；

所述烟气空气预热器为屏式烟气空气预热器。

2.根据权利要求1所述的适用于低热值垃圾的余热锅炉，其特征在于，所述绝热前拱和所述绝热后拱的向火面采用耐火浇注料结构，所述绝热前拱和所述绝热后拱的外侧均敷设保温浇注料层及保温棉。

3.根据权利要求1或2所述的适用于低热值垃圾的余热锅炉，其特征在于，所述烟道包括竖向依次迂回布置的第一烟道、第二烟道、第三烟道和第四烟道。

4.根据权利要求3所述的适用于低热值垃圾的余热锅炉，其特征在于，所述第一烟道、所述第二烟道和所述第三烟道均采用膜式水冷壁，所述第四烟道为钢质烟道。

5.根据权利要求3所述的适用于低热值垃圾的余热锅炉，其特征在于，所述第一烟道的水冷壁表面敷设有耐火浇注料层。

6.根据权利要求3所述的适用于低热值垃圾的余热锅炉，其特征在于，所述屏式烟气空气预热器布置于所述第二烟道的上部，所述一级蒸发器布置于所述第三烟道的入口，所述高温过热器、所述中温过热器、所述低温过热器以及所述二级蒸发器设置于所述第三烟道的中部，所述省煤器设置于所述第四烟道。

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