300t／d异重流化床垃圾焚烧锅炉的设计.pdf

4 余 热 锅 炉2 0 0 2 ． 2 3 0 0 t ／ d异重流化 床垃圾 焚烧锅 炉的设 计 杭州锅炉集团有限公司 胡 军 前言 城市 生活垃圾 排放 造成 的环境污染及 其 妥善治理 是 我 国急待 解决 的问题 。据 统计 ， 1 9 9 5年 我 国城 市 排 放 垃 圾 大 约 为 1亿 吨 ， 并且 以每 年 1 0 ％ 的速 度 递 增 。垃圾 焚烧 处 理是 解决垃圾 污染的一种较好 的方法 。然而 针对我国垃圾热值低 、水分高、垃圾质量随 季 节地 区变化 的特点 ，选择优 良的燃烧设备 是 垃圾焚烧 的关键 。流化 床燃 烧技术用于劣 质 燃料 煤矸 石 、褐煤 、油页岩 的燃烧 在 我国应 用 已有 3 O余 年 时 间。实 践证 明，流 化 床燃 烧 技 术 对 燃 料 的适 应 能 力 很 强 。因 此 ，对 热值 相对较低 的垃圾来说 ，要 实现其 高效稳 定的燃烧 ，流化床燃烧技术无 疑是最 佳 的选 择之一 。 1 技 术背景 浙江大学热 能工程研究所 自八十年代成 功 开发异 重流 化床燃 烧技术 应用 于 3 5 t ／ h泥 煤 流化床锅炉 后 ，于 九十年代初致力于城市 废弃 物 和城 市 生 活 垃 圾 处 理 技术 的研 究 开 发 ，并 取 得 了很 大 的成 功 。 从 1 9 9 9年 起 ， 浙江大学热 能工程研 究所 、杭州锅炉集 团有 限公 司 、杭 州锦江集 团有 限公 司三家密切合 作 ，联合开 发 了一 系列利用异重 流化床燃烧 技术 焚烧城市生 活垃圾的锅炉 。 2技术特点 异重流化 床垃圾焚烧技 术的 主要特点如 下 。 1 利用垃圾 、煤 的异重 比 ，采用 特殊 的布风方式 ，使 垃圾在炉 内循环 燃烧 ，彻底 清洁处理 垃圾 。 2 通过布置 两级 分离 器对物料 的分离 和 回送 ，可 以很好地控制燃烧 ，提高燃烧效 率 达 9 9 ％ 以上 。 3 采 用 中低 温 燃 烧 炉膛 出 口烟 温 8 5 0 ％和分级 送 风 分段 燃 烧 的 方法 ，有效 抑 制和降低 s o 2 及 N O x的排放 。 4 对于含 硫分和氯分高 的城市生活 垃 圾 ，采用炉 内添加 石灰 石 以及尾部 洗涤的方 法来降低 S O 2 和 H C 1 的排放。 5 垃圾 污水 由污水泵送 至炉 内高 温处 理 ，垃圾储仓 中的臭气 由二次风 机抽吸至焚 燃炉 内作 为垃圾 焚烧助燃空气 ，保 持地下水 和周 围大气环境 的清洁 。 6 采用独特的灰渣分选冷却装置，在 冷却灰渣 的 同时 ，将合适 的流化床料分选 出 并 回送 至流化床 中。 3 锅炉基本参数 垃圾处理量 3 0 0 t ／ d 锅炉额定蒸发 量 3 5 t ／ h 锅炉 出 口蒸 汽压力 3 ． 8 2 MP a 锅炉 出 口蒸 汽温度 4 5 0 C 给水 温度 1 5 0 ℃ 热空 气温度 ～2 2 5 ℃ 排 烟温度 ～1 8 0 ℃ 设 计燃 料 垃圾 煤 重量 比 8 2 垃 圾 低 位 发 热 值 ～4 ． 2 MJ ／ k g ，含 水 率 ～5 2 ％ 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 余 热 锅 炉2 0 0 2 ． 2 5 4 锅 炉 设 计 特 点 囊 毳 构 适 用 于 半 露 天 布 置 。 本锅炉采用单 锅筒 、自然循 环 、分散下 图 1 生活垃圾 焚烧 工程概 况 图 4 ． 1 锅炉燃 烧 系统 锅炉采 用异重 流化床燃烧方式 和低倍 率 分级分离循 环返料 的燃 烧系统 ，该 系统 由炉 膛 、物料 分离收集器 和返料器三部 分组 成 。 炉膛 上部 由膜 式水冷壁组成 ，下部为一 个倒锥 体流化燃烧 室 ，亦称为密 相区 。底部 为水 冷布风板 ，布风板上布置有 特殊形 式 的 风 帽。布风板下 由水冷管构成 等压风室 。一 次风经 等压风 室 、布风板风 帽进入密相 区使 燃料 开始燃烧 ，并将物料 吹离 布风板 。二次 风 由床层上方 的二次风 口送 入炉膛 ，一二次 风 比例约为 7 3 ，并 可根据 燃料 变化 和运行 情况 进行 调节 ，既 能达 到完 全燃 烧 的 目的 ， 又能控制 S 0 2 和 N O 的生成 量。 另外 ，由一次风 引出几支风 管从前 后墙 进入密相 区 ，分别 播 动 垃圾 、煤 和返 料灰 ， 以便垃 圾 、煤 和返 料灰等物料均 匀播撒到床 料 中去 ，同时加强 密相 区下部 的扰动 。 密相 区上部为悬浮段 ，为保 证烟气在炉 膛 中停 留时 间 大 于 2秒 ，炉 膛 断 面有 所 扩 大 。烟气携带物料 继续燃烧 ，同时向炉膛 四 周放热 。由于断面扩大 ，并且烟气 经悬浮段 碰撞 炉顶 防磨层 ，部 分粗 物料 返 回 密相 区 ， 烟气只 携带 细物 料 离 开 炉膛 进 入 一 级 分离 器 。 一 级分离器为 四排撞击 式分离器 ，由凝 渣管构 成 ，布置于炉膛 出 口处 ，作为炉 内分 离装 置 。烟气通过一级撞 击式分离器 时 ，物 料中较粗部分被分离 出来 ，落入分离器 下方 收集 斗 ，返 回炉膛后循 环再燃烧 。 经一级分 离后 的烟 气 携带 较 细 的物料 ， 再经过过热器 后进入二级分离器 下排气 蜗壳式旋风 分离器 ，将细物 料进一步分离 和 收集起来 ，通 过 u型返 料 器 返 回到 密 相 区 中 ，继续循 环燃烧 。 4 ． 2过热器及减 温系统 过 热器为纯对流 型 ，分二级 ，为防止高 温腐蚀 ，布置在炉膛 出 口，凝渣管后 面 。为 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 6 余 热 锅 炉2 0 0 2 ． 2 保证 管壁 温度不超 温 ，沿 烟气流动方 向依 次 为低 温过 热器和高 温过 热器 。 两级 过热器之 间设有 面式减温器调节 汽 温 ，考 虑到焚烧垃圾 烟气 量较大 的特点 ，面 式减 温器 调温 幅度 在 0 _ _ 4 o ℃之 间。 为防止过热器 管子磨损 ，除把过热 器布 置在 一级惯性分 离器之后外 ，过热器前 两排 管 子还采用 了喷镀 镍基合金 防磨技术 。 4 ． 3 旋 风分离器及返料 器 锅炉采用 两只蜗壳钢板 式中温旋风分离 器 ，外部为钢板 结构 ，内部敷设保 温 、绝热 和防磨材料 。 分离器 入 口采用蜗壳式 布置 ，能保证分 离 效率达到 9 9 ． 3 ％ 回料 阀采 用 非 机 械式“ U” 阀 回料器 ， 保 证 回料通 道通畅 ，并能 耐高温 、耐磨损 和 防粘结 。 4 ． 4空气预热器 空气 预热器 为立置管式 ，分上下两级 布 置 。 空气预热 器 管 子 采用 q , 5 11 ． 5的螺 旋 槽 管 ，在入 口处装 有防磨套管 。为防止 低温 腐蚀 ，空气预热 器下级采用 了防腐蚀 的考登 管 。 4 ． 5 给料 、出渣 、排灰和加料 给料系统 分 为给 垃圾 和 给煤 两 个 系统 ， 均布置在炉 前 。给垃圾 系统为一链轮式 给料 装 置 ，垃圾通过链 轮输送 到炉膛 入 口，在播 垃圾 风 的吹撒下均 匀地散落在床 层上 。给煤 系统 由两 台正压螺 旋给煤机组成 ，单 台给煤 量均大于满负荷 给煤量 。 锅炉燃烧后 产生 的炉渣通 过布风板后侧 排渣 口接 至 冷渣 分选 装 置 ，冷却 后 连 续 出 渣 。当冷渣分选 装置 出现故 障时 ，可利用 紧 急放渣管采用 人工 间断 出渣 ，出渣量 以维持 适 当的料层 为准 。 旋 风分 离器分离 出来 的灰 ，全部或部 分 返 回炉膛作 为调节床料温度 、炉膛 出口烟温 和 降低锅炉 出 口排尘浓度 的一种手段 。 在锅炉正常运行 时 ，可通 过炉膛加砂 口 适 量添加床料 以维持料层 高度 。 5小结 首 台 3 0 0 t ／ d异 重 流 化 床 垃 圾 焚烧 锅 炉 于 2 0 0 1 年初 安装 ，并 于 5月 正 式点 火 启 动 运行 。经半年 多的运行实践检验 ，该锅 炉在 设计条件下 ，能达 到 日处理 3 0 0吨垃圾 以及 3 5 t ／ h的蒸发 量 。 值得一 提的是 ，采用流化 床技术混烧垃 圾和煤 的锅炉 ，不仅能 降低垃圾 焚烧电厂 的 初投 资 ，而且在电厂运行后也 能产生较好 的 经济效 益 。因此 ，这对 于尚不富裕 的国内企 业来说 ，确实是一个很好 的选择 。 高炉 煤气 发 电近况 继宝钢 的 1 5 0 MW燃气一蒸 汽联合循环及首钢 的 2 2 0 t ／ h全烧 高炉煤 气锅炉 汽 轮发 电装 置 投 运后 ，近期 从有关方面 获悉 ，宝钢 集 团一钢 公 司也 已建成 了中外合 资 的 2 2 0 t ／ h全烧 高炉 煤 气锅炉汽 轮发电机组 ，马钢公 司也建 了 2 2 0 t ／ h全烧高 炉煤气锅炉 。 通钢 的 5 6 MW 燃气一蒸 汽联合 循环机 组 正在 建设 中；太 钢 的联 合循 环 机项 目已批 准 立 项 ；鞍 钢正在着手 做方 案 。据专 家介绍 ，5 0～6 0 M W 的联合 循环 机组 在 国 内有一定 的市场 ， 其发 展趋势 良好 。 摘 自 梅 山科技 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m