CN202993225U

CN202993225U - 一种垃圾焚烧炉二次风布置装置

Info

Publication number: CN202993225U
Application number: CN 201220647385
Authority: CN
Inventors: 马晓茜; 唐玉婷; 赖志燚
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2012-11-29
Filing date: 2012-11-29
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2022-11-29

Abstract

本实用新型公开了一种垃圾焚烧炉二次风布置装置，包括前墙第一、第二组二次风喷嘴；后墙第一、第二组二次风喷嘴；前墙第一、第二组二次风喷嘴的布置位置，距离第一烟道入口0.61m～1m；前墙第一、第二组二次风喷嘴处于同一平面，喷入角度与后墙倾斜面的夹角为90°；后墙第一、第二组二次风喷嘴的布置位置与前墙第一、第二组二次风喷嘴在同一平面，形成前后墙二次风对冲。当入炉垃圾热值大幅下降时，关闭前后墙第二组二次风喷嘴，使得在总风量减少的情况下，保持二次风较高流速。通过调节二次风比例及各组二次风的开闭，保持二次风射流的刚度，实现及时补燃，优化炉内气流组织，保障火焰中心处于中心区域，避免水冷壁出现局部高温情况。

Description

一种垃圾焚烧炉二次风布置装置

技术领域

本实用新型涉及垃圾焚烧装置，尤其涉及一种垃圾焚烧炉二次风布置装置。

背景技术

中国城市化进程高速发展，为人们生活带来便利的同时，也面临着一系列的问题。城市垃圾处理正成为目前中国城市化面对的一大难题。随着土地成本的不断上升，堆肥、卫生填埋等垃圾处理方式的经济效益不断下降，同时堆肥和卫生填埋的对土壤和地下水的二次污染问题也日益引起人们的关注。垃圾焚烧发电处理具备减容性强，资源化效果显著，占地面积小等优点，正成为我国城市生活垃圾处理的重要发展方向。

目前我国在用垃圾焚烧炉炉型众多，主要有流化床焚烧锅炉、机械炉排焚烧炉两种类型。机械炉排焚烧炉技术完善可靠，容量大，垃圾适应性强，可燃烧低热值高水分的垃圾，是目前垃圾焚烧炉的主要发展方向。在机械炉排焚烧炉中，按炉排可以分为滚筒炉排、水平炉排、倾斜炉排。本发明针对带后拱的机械式炉排炉使用。

与常规化石燃料相比，垃圾成分复杂多变。垃圾中含有大量的橡胶、塑料、易挥发性金属等成分，在炉内燃烧时，易挥发性金属容易形成低熔点共晶混合物，粘接于水冷壁上，加速水冷壁受热面的腐蚀。此外，垃圾中的大量橡胶塑料燃烧生产出大量的含氯化合物，使锅炉的受热面遭受严重的氯腐蚀。在垃圾焚烧炉中氯腐蚀对受热面的影响远大于硫腐蚀。为有效降低垃圾焚烧炉受热面的氯腐蚀和盐腐蚀，必须控制垃圾焚烧炉内的温度，防止局部超温情况出现。

不同季节城市生活垃圾含水率变化较大，燃料热值不稳定。垃圾在机械式炉排炉中经历干燥、挥发分析出燃烧、固定碳燃烧、燃尽四个阶段。第一烟道中二次风喷嘴的布置，应能使二次风及时补燃，保证炉内的稳定燃烧和垃圾的燃尽，同时通过二次风的射流扰动，优化第一烟道内气流组织。由于炉内垃圾热解析出水分，大部分沿着靠近前墙区域流入第一烟道，导致第一烟道前墙区域水汽含量过高，温度较低。此时二次风喷入后，再较高的汽水浓度、较低的温度下，补燃效果不明显；而后墙附近区域，主要由主燃区域及燃尽段的高温烟气组成，汽水含量很低，温度很高，二次风喷入后与未燃尽的可燃成分剧烈燃烧，在第一烟道的后墙附近形成剧烈燃烧区域，火焰中心贴近后墙，容易导致后墙水冷壁的局部高温，造成高温腐蚀。为此，应适当调节前后墙的二次风比例，通过增加后墙二次风的风速，将火焰中心推向第一烟道的中心区域。此外，当入炉垃圾水分含量明显偏高时，如南方春季，垃圾热值的大幅下降导致相应二次风风量锐减，若维持原有的二次风喷嘴数量，二次风喷入的风速将大大下降，影响二次风的射流刚度，不利于炉内的气流组织优化和燃烧调整。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点和不足，提供一种结构简单、布局合理、垃圾燃尽率高的垃圾焚烧炉二次风布置装置。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种垃圾焚烧炉二次风布置装置，包括二次风管、前墙第一组二次风喷嘴、前墙第二组二次风喷嘴、后墙第一组二次风喷嘴、后墙第二组二次风喷嘴，所述前墙第一组二次风喷嘴和前墙第二组二次风喷嘴的布置位置，距离第一烟道入口0.61m～1m；所述前墙第一组二次风喷嘴和前墙第二组二次风喷嘴处于同一平面，其喷入角度与后墙倾斜面的夹角为90°，后墙第一组二次风喷嘴、后墙第二组二次风喷嘴的布置位置与前墙第一组二次风喷嘴和前墙第二组二次风喷嘴在同一平面上，形成前墙和后墙的二次风对冲。

所述前墙第一组二次风喷嘴、前墙第二组二次风喷嘴、后墙第一组二次风喷嘴及后墙第二组二次风喷嘴，每一组二次风的各个喷嘴之间等距离分布；前墙、后墙两端二次风喷嘴至侧墙内壁之间的距离，同各个喷嘴之间的距离相等。

在宽度方向上，前墙第一组二次风喷嘴和前墙第二组二次风喷嘴的总数与后墙第一组二次风喷嘴和后墙第二组二次风喷嘴的总数之比为1.75。

所述前墙第一组二次风喷嘴和前墙第二组二次风喷嘴、后墙第一组二次风喷嘴、后墙第二组二次风喷嘴，通过管路与二次风管连接，该管路上设置有二次风风门。

所述前墙第一组二次风喷嘴和前墙第二组二次风喷嘴与后墙第一组二次风喷嘴和后墙第二组二次风喷嘴的风量比是0.8～1.4：1。

所述前墙第一组二次风喷嘴和前墙第二组二次风喷嘴的射流速率为40m/s～70m/s；所述后墙第一组二次风喷嘴和后墙第二组二次风喷嘴的射流速度为20m/s～40m/s。

本实用新型与现有的技术相比具有以下优点：

1、通过有效减少，后墙第一组二次风喷嘴和后墙第二组二次风喷嘴的数量，提高后墙第一组二次风喷嘴和后墙第二组二次风喷嘴的喷射速度和刚度，弱化靠近前墙区域水蒸气含量过大、温度较低导致的燃烧不理想。通过后墙第一组二次风喷嘴和后墙第二组二次风喷嘴的高速二次风扰动，使第一烟道的火焰中心位于烟道中心区域。

2、能够增强垃圾焚烧炉对入炉垃圾的燃料适应性。当燃料特性有较大变化时，如水分含量、热值的大幅度改变，通过对前墙和后墙二次风流量的调节以及各组二次风风门的开与闭，保证二次风喷入速度和刚性，实现二次风的及时助燃，增强炉内的稳定燃烧，拓展焚烧炉的燃料适应性。

3、前墙第一组二次风喷嘴和后墙第一组二次风喷嘴将高速气流喷射入炉膛内，一方面利用高速且刚度较大的二次风对炉膛内上升气流产生类似风帘的作用，压制上升气流的速度，另一方面，利用高速二次风射流作用，优化炉膛内气流组织，有利于加强炉膛内气流混合及停留时间，提高燃烧率。

附图说明

图1为本实用新型垃圾焚烧炉二次风布置装置的结构示意图。

图2为图1中正面结构剖视示意图。

图3a为二次风喷嘴全开时炉膛中间截面的温度分布图。

图3b为二次风喷嘴部分开启时炉膛中间截面的温度分布图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步具体详细描述。

实施例

如图1、2所示。本实用新型垃圾焚烧炉二次风布置装置，包括二次风管5、二次风风门6、前墙7、后墙8、侧墙9、前墙第一组二次风喷嘴1、前墙第二组二次风喷嘴2、后墙第一组二次风喷嘴3、后墙第二组二次风喷嘴4，其特征在于：所述前墙第一组二次风喷嘴1和前墙第二组二次风喷嘴2的布置位置，距离第一烟道入口0.61m～1m；所述前墙第一组二次风喷嘴1和前墙第二组二次风喷嘴2处于同一平面，其喷入角度与后墙8倾斜面的夹角为90°，后墙第一组二次风喷嘴3、后墙第二组二次风喷嘴4的布置位置与前墙第一组二次风喷嘴1和前墙第二组二次风喷嘴2在同一平面上，形成前墙7和后墙8的二次风对冲。

所述前墙第一组二次风喷嘴1、前墙第二组二次风喷嘴2、后墙第一组二次风喷嘴3及后墙第二组二次风喷嘴4，每一组二次风的各个喷嘴之间等距离分布；前墙、后墙两端二次风喷嘴至侧墙内壁之间的距离，同各个喷嘴之间的距离相等。前墙第二组二次风喷嘴2和后墙第二组二次风喷嘴4的确定方式为：以某一组的某一端的第2个喷嘴为开始，以间隔为2个的方式选取喷嘴，从而形成该组二次风喷嘴。

在宽度方向上，前墙第一组二次风喷嘴1和前墙第二组二次风喷嘴2的总数与后墙第一组二次风喷嘴3和后墙第二组二次风喷嘴4的总数之比为1.75。

所述前墙第一组二次风喷嘴1、前墙第二组二次风喷嘴2、后墙第一组二次风喷嘴3、后墙第二组二次风喷嘴4，通过管路与二次风管5连接，该管路上设置有二次风风门6。前墙第一组二次风喷嘴1、前墙第二组二次风喷嘴2共用一个二次风风管；后墙第一组二次风喷嘴3、后墙第二组二次风喷嘴4共用一个二次风风管。每组二次风喷嘴由独立的二次风风门进行控制，通过调节前墙后墙的二次风比例，从而改变二次风的喷入速度。由于后墙二次风喷嘴数量明显小于前墙二次风喷嘴数量，在风量分配不太悬殊时，有利于增加后墙二次风的喷入速度。

所述前墙第一组二次风喷嘴1和前墙第二组二次风喷嘴2与后墙第一组二次风喷嘴3和后墙第二组二次风喷嘴4的风量比是0.8～1.4：1。应根据实际运行情况进行调节，使第一烟道的火焰中心位于烟道的中心区域。

所述前墙第一组二次风喷嘴1和前墙第二组二次风喷嘴2的射流速率为40m/s～70m/s；所述后墙第一组二次风喷嘴3和后墙第二组二次风喷嘴4的射流速度为20～40m/s。

当燃料特性发生较大变化时，如：含水率、热值有较大下降时，在特定的过量空气系数和一、二次风配比下，二次风流量会大大减少，从而导致二次风喷入速度急剧下降，二次风的刚度很弱，难以深入第一烟道的中心区域，补燃空气沿着烟道的前墙、后墙向上抬升，由于前墙水汽浓度很高，难以形成高温燃烧区域，可燃物的燃烧均集中于后墙附近区域，导致炉膛内火焰中心出现在后墙贴壁区域，导致水冷壁的局部温度过高，加剧腐蚀速度。此时应通过前墙第二组二次风喷嘴2、后墙第二组二次风喷嘴4的二次风风门（6），减少二次风喷嘴的投入数量，在同样的二次风流量下，能大大提升二次风的喷入速度，有效调节火焰中心的位置，避免局部温度过高导致腐蚀加速。由于前墙第一组二次风喷嘴1、后墙第一组二次风喷嘴3的喷嘴数量较多，若关闭这两组喷嘴将使炉膛内二次风喷入沿宽度方向均匀性大大降低，二次风的速度也将过大。为此，在实际运行中，应将前墙第二组二次风喷嘴2、后墙第二组二次风喷嘴4作为调节组，其余两组作为常开组。

以一台处理量为450t/d的逆推式往复阶梯炉排的炉型进行模拟计算，布置4组二次风喷嘴，前墙二次风喷嘴21个，后墙二次风喷嘴12个。二次风风量为总风量的20%。分别模拟低垃圾热值下，前墙第一组二次风喷嘴1和后墙第一组二次风喷嘴3全开时的工况见图3（a）；关闭前墙第二组二次风喷嘴2和后墙第二组二次风喷嘴4时的工况见图3（b）。结果表明，低热值下，选择性关闭部分二次风喷嘴，能使二次风保持较高的喷入速度，防止出现火焰中心贴壁的现象，减少局部温度过高导致的高温腐蚀加速问题。

如上所述便可较好的实现本实用新型。

本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种垃圾焚烧炉二次风布置装置，包括二次风管、前墙第一组二次风喷嘴、前墙第二组二次风喷嘴、后墙第一组二次风喷嘴、后墙第二组二次风喷嘴，其特征在于：所述前墙第一组二次风喷嘴和前墙第二组二次风喷嘴的布置位置，距离第一烟道入口0.61m～1m；

所述前墙第一组二次风喷嘴和前墙第二组二次风喷嘴处于同一平面，其喷入角度与后墙倾斜面的夹角为90°；后墙第一组二次风喷嘴、后墙第二组二次风喷嘴的布置位置与前墙第一组二次风喷嘴和前墙第二组二次风喷嘴在同一平面上，形成前墙和后墙的二次风对冲。

2.如权利要求1所述的垃圾焚烧炉二次风布置装置，其特征在于：所述前墙第一组二次风喷嘴、前墙第二组二次风喷嘴、后墙第一组二次风喷嘴及后墙第二组二次风喷嘴，每一组二次风的各个喷嘴之间等距离分布；前墙、后墙两端二次风喷嘴至侧墙内壁之间的距离，同各个喷嘴之间的距离相等。

3.如权利要求1所述的垃圾焚烧炉二次风布置装置，其特征在于：在宽度方向上，前墙第一组二次风喷嘴和前墙第二组二次风喷嘴的总数与后墙第一组二次风喷嘴和后墙第二组二次风喷嘴的总数之比为1.75。

4.如权利要求1所述的垃圾焚烧炉二次风布置装置，其特征在于：所述前墙第一组二次风喷嘴和前墙第二组二次风喷嘴、后墙第一组二次风喷嘴、后墙第二组二次风喷嘴，通过管路与二次风管连接，该管路上设置有二次风风门。

5.如权利要求1所述的垃圾焚烧炉二次风布置装置，其特征在于：所述前墙第一组二次风喷嘴和前墙第二组二次风喷嘴与后墙第一组二次风喷嘴和后墙第二组二次风喷嘴的风量比是0.8～1.4：1。

6.如权利要求1所述的垃圾焚烧炉二次风布置装置，其特征在于：所述前墙第一组二次风喷嘴和前墙第二组二次风喷嘴的射流速率为40m/s～70m/s；所述后墙第一组二次风喷嘴和后墙第二组二次风喷嘴的射流速度为20m/s～40m/s。