大型多燃料爐排鍋爐的製造方法與工藝
2023-09-19 04:02:10
本發明的新型爐排鍋爐，屬於鍋爐結構技術領域。
背景技術：
面對我國能源短缺和環境惡化日趨嚴重及鍋爐業發展現狀，中國電器工業協會工業鍋爐分會在工業鍋爐發展現狀及(「十二」五)規劃分析中指出：循環流化床鍋爐、鍋爐房基建投資高，設備投資大、輔機電耗大、事故率高，維修費用比較高，只有容量在35t/h以上並實施熱電聯產，才具有綜合的節能效益，35t/h以下容量單純用於集中供熱的綜合效益低於相同容量的層燃鍋爐，目前還沒有一種技術能夠全面替代層燃燃煤鏈條爐排鍋爐技術。規劃分析還在關鍵技術硑究中指出：大容量層燃鍋爐高效節能的關鍵是降低飛灰、爐渣和漏煤中含碳量，因此，靈活可靠的大面積(大於100m2)的鏈條爐排的生產是關鍵。減少爐渣含碳量和過量空氣係數，減少灰渣含碳量引起的熱損失和排煙熱損失，硑究爐拱和二次風的強化燃盡技術，以及創新飛灰高溫分離和高溫再燃技術結構，減少飛灰含碳量和由此引起的熱損失。迫切需要發展適合我國垃圾現狀的垃圾焚燒技術和產品。特別是符合國家環保標準的要求，適合中小城鎮垃圾現有特性及變化趨勢、綜合考慮經濟承受能力，和市場前景的中小型(20t/h-35t/h)混燃型(在垃圾中添加煤)垃圾焚燒技術。
技術實現要素：
本發明目的為解決上述問題提供了一種集燃燒過程脫硫、燃燒過程除塵及低NOx燃燒技術多措並舉於一體的大型多燃料層燃爐排鍋爐。本方案與鏈條爐排鍋爐技術相比；不僅具有結構簡單、設備投資低、操作容易及適應工業壓力變化優勢，而且徹底克服了鏈條鍋爐熱效率低、著火條件差、對煤種適應性差、爐排無擾動，機械燃燒不完全熱損失大、爐渣含炭量高、結渣，結焦及穿孔時有發生、人工撥火，嚴重製約了鍋爐的大型化。與煤粉鍋爐相比；既適合煤粉鍋爐的大型化設計，又克服了煤粉鍋爐爐膛高、煙氣阻力大、餘熱回收困難、尾氣減排設備多、燃料單一，制供體系龐大、投運費用高、操控複雜及不適應低負荷運行。與循環流化床鍋爐相比，既具有循環流化床鍋爐對煤種適應性好、能燃燒劣質煤，但不存在循環流化床鍋爐對燃料顆粒尺寸的苛刻要求。既具有循環流化床鍋爐的爐內低溫低成本石灰石燃燒脫硫、低溫抑制NOx生成及飛灰循環燃燒，但不存在循環流化床鍋爐的磨損嚴重。既適合城市工業供氣供暖，又適合社區熱電聯產。既適合燃煤，又適合燃用生物質，尤其適合垃圾混煤及生物質混煤共燃，是全面替代鏈條鍋爐的最佳爐型。鍋爐本體採用多環形立式結構。爐體承重牆為絕熱式保溫牆，自下而上是：排渣系統設於爐排下方，包括：冷渣器(31)、環形自卸裝置(46)、升降式過渡橋(51)、冷渣器(31)吊固於環形梁(25)下方，進口端由冷渣器進水管(50)，連接汽包下降管(19)，出口經加料裝置水冷壁進水管(60)，分別連通加料裝置(11、12、13)的水冷壁(61)，各水冷壁均設上升管(27)連通汽包。環形自卸裝置(46)主要作用是，承接上層爐排卸渣的冷卻和接收上層爐排的漏渣及裝車。多位加料爐膛(1)設於鍋爐本體下部，主要由環形自卸爐排(10)、第一加料裝置(11)、第二加料裝置(12)、第三加料裝置(13)、平料梳(48)及爐拱分隔牆(58)組成。環形自卸爐排(10)是構成多位加料爐膛(1)的重要組成部分，也是本鍋爐的核心技術。最新設計的雙功能自卸爐排，既可雙片同升同降一次性卸渣，又可雙片間隔翻轉，形成切磋清灰功能，切磋清灰功能徹底克服了鏈條爐排片無擾動缺陷，實現了撥火工序的機械化。既可獲得人工撥火無法實現的良好透氣性，又杜絕了鏈條鍋爐時有發生的燃燒層大面積板結和局部穿孔。均勻的透氣特性還對穩定燃燒、強化燃燒效率、降低過量空氣係數及石灰石燃燒脫硫具有明顯作用。鍋爐以煤為燃料時，由第一加料裝置(11)加於70％的燃煤為主燃燃料，由第二加料裝置(12)加於20％的燃煤為第一層再燃燃料，由第三加料裝置(13)再加於10％的燃煤為第二層再燃燃料，並在燃盡區採用效長距離的切磋清灰動作，使新加入的燃煤直接落在未燃盡的灼熱燃層上引燃著火，既利用了未燃盡燃料的引燃安全性，又以循環周期為未燃盡燃料提供了再燃盡機會，形成既能確保引燃安全，又無需刻意強求燃盡效率的獨特燃盡方式。不僅克服了鏈條鍋爐燃料不易引燃、不適宜燃用劣厧煤、潔淨型煤及無法實施石灰石燃燒脫硫的缺點，而且徹底觧決了爐渣含炭量大、煤耗高缺陷，不僅為石灰石燃燒脫硫營造了優越條件，並可直接以燃燒過程實施燃料再燃技術。利用分段分級布風設置，在主燃區採用回抽菸氣循環再燃技術，使燃料在主燃區(第一加料裝置(11)與第二加料裝置(12)之間)以缺氧富燃料條件燃燒，在再燃區(第二加料裝置(12)、第三加料裝置(13)之間)實施燃料再燃技術。在燃盡區(第一加料裝置(13)與第三加料裝置(11)之間)以過量空氣係數a＞1的一次風量，使燃料在小燃料富氧條件下燃盡，同時實施煙氣循環燃燒技術、燃料再燃技術及空氣分級燃燒技術。並且又同時應用了過量空氣係數的控制技術。高溫灰分離層(2)設於爐膛上方，由重力除塵室(17)、天然氣再燃室(14)和煙氣分流煙道組成。爐膛高溫煙氣經聯通煙道首先進入重力除塵室(17)，煙氣中攜帶的較大未燃盡灰粒，在改向慣性及重力作用下被沉降入集塵室，較小灰粒則在流經流化劑霧化室時受溼增重後，沉降於集塵室，被收集的未燃盡灰粒或經返料閥(29)由二次風攜帶進入爐膛，或直接將集塵室下口延伸入爐膛，利用爐排帶動集塵室閥門拉杆，將集塵直接撒落於爐膛上空，構成飛灰循環燃燒。剩餘的未燃盡氣體及微小飛灰，則在進入天然氣再燃室(14)時被強制燃盡。高溫灰分離層(2)既是潔淨燃燒方式的重要部分，也是構成潔淨傳熱方式的關鍵根源，既是鍋爐受熱面避免高溫灰腐蝕，擺脫惡劣工作環境的關鍵結構，也是取代現有鍋爐靜電除塵器及布袋除塵器重要設置。不僅能大幅降低鍋爐造價，而且可大幅降低運行費用，是鍋爐降低高溫灰腐蝕，提高鍋爐熱效的重大結構改革。天然氣再燃室(14)設於高溫灰分離層(2)末端，上方連通再熱器煙道(3)，內側連通煙氣分流煙道(35)，天然氣再燃室(14)有多個天然氣燃燒器(56)組成。其中一部分燃燒器用於微觀調控過熱氣出口溫度，是煙氣分流溫控技術的組成部分，另一部分主要是用於進一步強化高溫煙中未燃盡的微小灰粒及可燃氣體的再燃盡。用於焚燒垃圾時，對「二惡英」生成的防控，是「三丅」防控技術外的第二防線。再熱器煙道(3)下方連通高溫灰分離層(2)，上方連通過熱器煙道(4)，過熱器煙道(4)連通蒸發器煙道(5)，蒸發器煙道(5)連通省煤...