CN201628229U - 辐射燃烬的循环流化床垃圾焚烧锅炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种辐射燃烬的循环流化床垃圾焚烧锅炉，包括依次连接的炉膛、分离装置、对流烟道，垃圾焚烧锅炉还包括冷却室，冷却室包括进口烟窗和出口烟窗，进口烟窗与分离装置相连接，出口烟窗与对流烟道相连接；冷却室包括膜式壁结构的侧壁、顶壁和底壁，膜式壁中设置有水冷壁管；通过控制水冷壁管内的压力，控制水冷壁管内的水温小于300℃；通过调整膜式壁结构的参数，控制流出出口烟窗的烟气温度不超过600℃。本实用新型提高了对流烟道传热的效率，进而提高垃圾焚烧热能的利用率；积灰的减少破坏了二恶英在降温过程中通过前驱物或从头合成的必要条件，使二恶英的生成量减少；同时，积灰的减少也延长了锅炉安全运行的时间。

Description

辐射燃烬的循环流化床垃圾焚烧锅炉

技术领域

本实用新型涉及用于焚烧垃圾的锅炉设备，尤其涉及一种辐射燃烬的循环流化床垃圾焚烧锅炉。

背景技术

参照图1，图1为用于焚烧垃圾的循环流化床(循环流化床)锅炉设备的简单结构框图，图示锅炉设备包括：依次连接的炉膛10、旋风分离器12、对流烟道16；并且，旋风分离器12还连接有外置式换热器14，该外置式换热器的另一端连接炉膛10。原生垃圾经过破碎、金属分选等处理，进入炉膛10开始燃烧；燃烧产生的高温烟气(850～900℃)经过炉膛上部的炉膛出口进入旋风分离器12，除去飞灰中绝大多数的飞灰颗粒。旋风分离器12分离出的“返料灰”由返料腿进入外置式换热器14，与设置在外置式换热器14内的过热器进行热交换后，再通过返料斜管回到炉膛10继续循环焚烧。

上述垃圾焚烧锅炉设备中存在的问题是：从旋风分离器12中分离出来的烟气温度处于850℃～900℃，该温度区间内的烟气在流经对流烟道16时，将会逐渐冷却，当烟气降温至600℃～800℃时，其很容易在烟道壁面生成粘结性积灰。而生成的粘结性积灰是非常有害的：

第一、影响传热。因为，随着烟道壁面粘结性积灰的逐渐增厚，金属壁面的导热效率必然会降低。因此，必然会降低垃圾焚烧过程所产生热能的利用率。

第二、对流烟道壁面粘结积灰中，富集了大量过渡金属氯化物和残炭，具有较大的表面积，这为焚烧烟气降温阶段二恶英类物质的生成提供了反应条件，为二恶英在降温过程中通过前驱物或从头合成提供了必要条件。而二恶英类物质就是垃圾焚烧排放的重要污染物之一，毒性巨大。

第三、由于积灰的粘结，将缩短锅炉安全运行的时间，造成被迫停炉。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种辐射燃烬的循环流化床垃圾焚烧锅炉，该垃圾焚烧锅炉能够克服现有技术中由于对流烟道中的积灰所导致的影响传热、加速二恶英类物质生成等问题。

本实用新型一种辐射燃烬的循环流化床垃圾焚烧锅炉，包括依次连接的炉膛、分离装置和对流烟道，所述垃圾焚烧锅炉还包括冷却室，所述冷却室包括进口烟窗和出口烟窗，所述进口烟窗与所述分离装置相连接，所述出口烟窗与所述对流烟道相连接；所述冷却室包括四个侧壁、一顶壁和一底壁；所述侧壁、顶壁和底壁为膜式壁，所述膜式壁中设置有水冷壁管；通过控制所述水冷壁管内的压力，控制所述水冷壁管内的水温小于300℃；通过调整所述膜式壁结构的参数，控制流出所述出口烟窗的烟气温度不超过600℃。

上述的垃圾焚烧锅炉，优选所述冷却室中部设置有一个竖直方向、具有膜式壁结构的隔墙，所述隔墙将所述冷却室划分为靠近所述分离装置的第一冷却子室和靠近所述对流烟道的第二冷却子室。

上述的垃圾焚烧锅炉，优选所述冷却室的四个侧壁及所述隔墙中，水冷壁管的走向为竖直方向。

上述的垃圾焚烧锅炉，优选上述述的垃圾焚烧锅炉，优选所述冷却室的所述顶壁与水平面之间具有预设夹角。

上述的垃圾焚烧锅炉，优选所述预设夹角为7°～30°。

上述的垃圾焚烧锅炉，优选所述第一冷却子室内设置水冷屏。

上述的垃圾焚烧锅炉，优选所述第二冷却子室靠近所述出口烟窗处设置有水冷吊挂屏。

上述的垃圾焚烧锅炉，优选所述冷却室的所述底壁为漏斗型锥面。

上述的垃圾焚烧锅炉，优选所述分离装置为旋风分离器。

相对于现有技术中，本实用新型具有如下优点：

由于在烟气分离装置与对流烟道之间设置有冷却室，而该冷却室的墙壁采用膜式壁结构，在膜式壁的水冷壁管中通过水的流动，采用辐射的方式，对烟气进行冷却，并且由于侧墙膜式壁垂直布置，所以高温灰粘结的机会小；在冷却的过程中，通过控制所述水冷壁管内的压力控制水温小于300℃；通过调整膜式壁结构的参数(例如面积、水冷壁管中冷水的流量与流速)控制流出出口烟窗的烟气温度不超过600℃；因此，当烟气进入对流烟道后，由于避开了600℃～800℃这个容易生成粘结性积灰的温度段，进而生成积灰的量大大减少。从而，克服了现有技术中由于积灰所导致的种种缺陷，提高了对流烟道传热的效率，进而提高垃圾焚烧热能的利用率；积灰的减少破坏了二恶英在降温过程中通过前驱物或从头合成的提供了必要条件，使二恶英的生成量减少；并且，积灰的减少也延长了过来安全运行的时间。

附图说明

图1为现有技术中用于焚烧垃圾的循环流化床锅炉设备的简单结构框图；

图2为根据本实用新型辐射燃烬的循环流化床垃圾焚烧锅炉实施例的简单结构框图；

图3为根据本实用新型辐射燃烬的循环流化床垃圾焚烧锅炉实施例的结构示意图；

图4为辐射燃烬的循环流化床垃圾焚烧锅炉中，冷却室的结构示意图；

图5A为冷却室中，所采用的膜式壁结构示意图；

图5B为图5A所示的膜式壁结构中A-A向的视图；

图6为辐射燃烬的循环流化床垃圾焚烧锅炉中，另一种冷却室的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

参照图2，图2为根据本实用新型一种辐射燃烬的循环流化床垃圾焚烧锅炉实施例的简单结构框图，锅炉设备包括：

依次连接的炉膛20、旋风分离器22、冷却室26、对流烟道28；并且，旋风分离器22还连接有外置式换热器24，该外置式换热器24的另一端连接炉膛20。原生垃圾经过破碎、金属分选等处理，进入炉膛20开始燃烧；燃烧产生的高温烟气(850～900℃)经过炉膛上部的炉膛出口进入旋风分离器22，除去飞灰中绝大多数的飞灰颗粒。旋风分离器22分离出的“返料灰”由返料腿进入外置式换热器24，与设置在外置式换热器24内的过热器进行热交换后，再通过返料斜管回到炉膛20继续循环焚烧。从旋风分离器22中分离出来的烟气进入冷却室26，经过辐射降温后，温度降至600℃以下，然后，进入对流烟道28中。

其中，冷却室26之所以能够对850～900℃烟气进行降温而不产生粘结，其原因为：冷却室26的墙为膜式壁结构，包括侧壁、顶壁和底壁；所述侧壁、顶壁和底壁的水冷壁管中，通有水；通过控制所述水冷壁管内的压力控制水温小于300℃；通过调整所述膜式壁结构的参数控制流出所述出口烟窗的烟气温度不超过600℃。

由于在烟气分离装置与对流烟道之间，设置有冷却室，而该冷却室的墙壁采用膜式壁结构，在膜式壁的水冷壁管中通过冷水，因此可以通过辐射的方式，对烟气进行冷却，并且由于膜式壁处于墙壁的位置，高温灰粘结的机会小；在冷却的过程中，通过控制所述水冷壁管内的压力控制水温小于300℃；通过调整膜式壁结构的参数(例如面积、水冷壁管中冷水的流量与流速)控制流出出口烟窗的烟气温度不超过600℃，也就是说，进入对流烟道的烟气温度不超过600℃，因此，当烟气进入对流烟道后，由于避开了600℃～800℃这个容易生成粘结性积灰的温度段，因此，生成积灰的量大大减少。从而，克服了现有技术中由于积灰所导致的种种缺陷，提高了对流烟道传热的效率，进而提高垃圾焚烧热能的利用率；积灰的减少破坏了二恶英在降温过程中通过前驱物或从头合成的提供了必要条件，使二恶英的生成量减少；并且，积灰的减少也降低了金属氯化物对对流烟道的金属壁面有很强的腐蚀作用。

需要说明的是，冷却室26膜式壁结构的墙中，通过的冷却介质可以为水，也可以为其他液体介质。本实用新型在此不作限定。之所以选水，是从经济和实用的角度进行考虑的。并且，在冷却的过程中，控制水温小于300℃，是通过将水冷壁管内的压力设置为39个大气压左右实现的。调整膜式壁结构的参数控制流出出口烟窗的烟气温度不超过600℃，其中的参数根据实际的情况，可以包括膜式壁面积、水冷壁管中冷水的流量与流速等。

参照图3，图3为根据本实用新型辐射燃烬的循环流化床垃圾焚烧锅炉实施例的结构示意图。该实施例中，锅炉设备包括：

依次连接的炉膛301、旋风分离器302、冷却室305和对流烟道306；并且，旋风分离器302还连接有外置式换热器304，该外置式换热器304的另一端连接炉膛301，其内部设置有过热器303。在炉膛上设置有垃圾进料口a、辅助燃料进料口b，炉膛底部设置有风室311。原生垃圾经过破碎、金属分选等处理，进入炉膛301开始燃烧；燃烧产生的高温烟气(850～900℃)经过炉膛301上部的炉膛出口进入旋风分离器302，除去飞灰中绝大多数的飞灰颗粒。旋风分离器302分离出的“返料灰”由返料腿进入外置式换热器304，与设置在外置式换热器304内的过热器303进行热交换后，再通过返料斜管310回到炉膛301继续循环焚烧。从旋风分离器302中分离出来的烟气进入冷却室305，经过辐射降温后，温度降至600℃以下，然后，进入对流烟道306中。本图中，在对流烟道306中，依次设置过热器303、对流管束307、省煤器309、空气预热器308等。也就是说，焚烧烟气在采用辐射降温手段的冷却室及对流烟道中通过与受热面换热完成其降温过程，温度降至160～180℃后，离开焚烧系统，进入尾部的烟气净化处理装置。

本实施例通过对冷却室305进行优化和创新设计，采用辐射降温的手段-冷却室墙壁采用膜式壁结构，控制进入尾部对流受热面的烟气温度低于600℃，避开了粘结性积灰生成的温度段。

实际中，可以在冷却室305中部设置有一个隔墙312。下面结合图4、图5A和图5B对冷却室305的结构做进一步的说明。

参照图4，图4为辐射燃烬的循环流化床垃圾焚烧锅炉中，冷却室的结构示意图。

冷却室包括进口烟窗41、四个侧壁(包括冷却室前墙水冷壁43、冷却室后墙水冷壁44、以及冷却室另外未示出的两个侧壁)、一顶壁46和一底壁47；所述侧壁、顶壁46和底壁为膜式壁，所述膜式壁中设置有水冷壁管；通过控制所述水冷壁管内的压力，控制所述水冷壁管内的水温小于300℃；通过调整所述膜式壁结构的参数，控制流出所述出口烟窗42的烟气温度不超过600℃。

为了更好的对高温烟气进行冷却，在冷却室中部设置有一个竖直方向、具有膜式壁结构的隔墙45，也被称为冷却室中墙水冷壁，该隔墙将冷却室划分为靠近旋风分离器的第一冷却子室和靠近对流烟道的第二冷却子室。需要说明是，隔墙的数目可以为一个，也可以为多个。但如果隔墙设置的过多，会使高温烟气容易粘结在膜式壁的金属壁面上。

冷却室305的四个侧壁及隔墙45中，水冷壁管的走向优选设置为竖直方向，这样做的好处是，由于重力的作用，高温烟气更加难以粘附于所述膜式壁上。

冷却室的顶壁46并非水平，而是稍稍有些倾斜，也就是说，冷却室的顶壁46与水平面之间具有一个预先设定的夹角。通常情况下，该夹角为7°～8°。也可以更大一些。这样做的好处是，避免汽、水分层。而汽、水分层将导致导热差，壁温过高，容易导致传热恶化。

另外，在本实施例中，冷却室的底壁47为漏斗型锥面，形成的漏斗形空间也可以称为“冷灰斗”，这样，一些大的颗粒灰变冷后，可以收集排出，进而减少了进入对流烟道中飞灰的量。

参照图5A，图5A为冷却室中，四个侧壁中，所采用的膜式壁结构示意图；图5B为图5A所示的膜式壁结构中A-A向的视图。

其中，该侧壁的膜式壁结构包括：水冷壁管56，连接于水冷壁管56的相邻子段中的金属板57，一般选择钢板。两端为联箱58。在实际中，膜式壁可以由锅炉受热面专用的无缝钢管及钢板焊接而成。

参照图6，图6为辐射燃烬的循环流化床垃圾焚烧锅炉中，另一种冷却室的结构示意图。

冷却室305包括进口烟窗61、冷却室前墙水冷壁63、冷却室后墙水冷壁64、(以及冷却室另外未示出的两个侧壁)、一顶壁66和一底壁67；在冷却室305中部设置有一个竖直方向、具有膜式壁结构的隔墙65，也被称为冷却室中墙水冷壁，该隔墙65将冷却室305划分为靠近旋风分离器的第一冷却子室651和靠近对流烟道的第二冷却子室652。冷却室前墙水冷壁63、冷却室后墙水冷壁64、另外两个侧壁、顶壁66和底壁67为膜式壁，膜式壁中设置有水冷壁管；通过控制所述水冷壁管内的压力，控制所述水冷壁管内的水温小于300℃；通过调整所述膜式壁结构的参数，控制流出所述出口烟窗62的烟气温度不超过600℃。

与上一实施例相似，冷却室305的四个侧壁及隔墙65中，水冷壁管的走向优选设置为竖直方向，这样做的好处是，由于重力的作用，高温烟气更加难以粘附于所述膜式壁上。冷却室的顶壁66也为一“斜顶”，冷却室的顶壁66与水平面之间的夹角为7°～8°。也可以更大一些。这样做的好处是，避免汽、水分层。而汽、水分层将导致导热差，壁温过高，形成传热恶化。同上一实施例相似，在本实施例中，冷却室的底壁67并非平面，为漏斗型锥面，形成的漏斗形空间也可以“冷灰斗”，这样，一些大的颗粒灰变冷后，可以收集排出，进而减少了进入对流烟道中飞灰的量。

与上一实施例不同的是，在第一冷却子室651内，还设置有水冷屏68，进一步的对进入冷却室的烟气进行辐射降温。而且，在本实施例中，在第二冷却子室652靠近出口烟窗62处，设置有水冷吊挂屏69。

需要说明的是，上述设置水冷屏68或者水冷吊挂屏69的手段，并非实施本实用新型的必要技术手段，可以全都不选择，即为上一实施例；或者仅选择其中之一。在实际设计中，可以灵活选择。膜式壁的结构与在上一实施例中已经进行了完整的说明，在此不再赘述。

以上对本实用新型所提供的一种辐射燃烬的循环流化床垃圾焚烧锅炉进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型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实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (9)

1.一种辐射燃烬的循环流化床垃圾焚烧锅炉，包括依次连接的炉膛、分离装置和对流烟道，其特征在于，

所述垃圾焚烧锅炉还包括冷却室，所述冷却室包括进口烟窗和出口烟窗，所述进口烟窗与所述分离装置相连接，所述出口烟窗与所述对流烟道相连接；

所述冷却室包括四个侧壁、一顶壁和一底壁；所述侧壁、顶壁和底壁为膜式壁，所述膜式壁中设置有水冷壁管。

2.根据权利要求1所述的垃圾焚烧锅炉，其特征在于，所述冷却室中部设置有一个竖直方向、具有膜式壁结构的隔墙，所述隔墙将所述冷却室划分为靠近所述分离装置的第一冷却子室和靠近所述对流烟道的第二冷却子室。

3.根据权利要求2所述的垃圾焚烧锅炉，其特征在于，所述冷却室的四个侧壁及所述隔墙中，水冷壁管的走向为竖直方向。

4.根据权利要求3所述的垃圾焚烧锅炉，其特征在于，所述冷却室的所述顶壁与水平面之间具有预设夹角。

5.根据权利要求4所述的垃圾焚烧锅炉，其特征在于，所述预设夹角为7°～30°。

6.根据权利要求5所述的垃圾焚烧锅炉，其特征在于，所述第一冷却子室内设置水冷屏。

7.根据权利要求6所述的垃圾焚烧锅炉，其特征在于，所述第二冷却子室靠近所述出口烟窗处设置有水冷吊挂屏。

8.根据权利要求7所述的垃圾焚烧锅炉，其特征在于，所述冷却室的所述底壁为漏斗型锥面。

9.根据权利要求8所述的垃圾焚烧锅炉，其特征在于，所述分离装置为旋风分离器。

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