600t_d高参数炉排垃圾焚烧余热锅炉的研发探究

600 t/d高参数炉排垃圾焚烧余热锅炉的研发探究
发布时间：2022-03-11T08:00:10.278Z 来源：《科技新时代》2022年1期作者：陈庚
[导读] 伴随垃圾焚烧技术持续进步发展，为满足垃圾焚烧电厂实际运行优化需求，迫切需要实施600 t/d高参数炉排余热锅炉设计研发工作。

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[摘要]伴随垃圾焚烧技术持续进步发展，为满足垃圾焚烧电厂实际运行优化需求，迫切需要实施600 t/d高参数炉排余热锅炉设计研发工作。

鉴于此，本文主要围绕着垃圾焚烧600 t/d高参数炉排余热锅炉研发开展深入的研究和探讨，仅供参考。

[关键词]垃圾焚烧；高参数；炉排；余热锅炉；
伴随垃圾焚烧厂的持续运行发展，对其余热锅炉设计研发提出更高要求。

600 t/d高参数炉排余热锅炉，其具备着垃圾较大处理量、短处理周期、运行高可控性、无害化、显著减量化等优势，因而，综合分析垃圾焚烧600 t/d高参数炉排余热锅炉研发，有着一定的现实意义和价值。

1、设计研发方案
1.1 在参数设计层面
600 t/d高参数炉排垃圾焚烧的余热锅炉各项参数设计如下：垃圾日处理量设600 t/d、额定的蒸发温度设485℃、额定的蒸汽压力设6.4MPa、额定的蒸发量设52.1t/h/、给水温度设130℃、锅炉热效率设82.5%[1]。

1.2 在总体结构层面
此600 t/d高参数炉排垃圾焚烧的余热锅炉，即为单汽包自然循环水管锅炉，呈卧式布设，内含垂直膜式三个水冷壁的通道、水平烟道一个，水平通道部位设蒸发装置、高温过热装置、中温过热装置、低温过热装置、省煤装置。

过热装置相互间布设两级喷水的减温装置，对过热装置出口气温实施有效调节。

锅炉出口部位过热蒸汽温度设485℃、6.4MPa。

锅炉内应设辐射和蒸发充足的受热面，确保高温烟气进入至高温过热装置前的温度降为580℃范围，各段的受热面布设应确保烟气分布均匀。

余热锅炉总体构造设计应着重考虑到长期持续运行、高利用率、小量卤代烃、受热面较少腐蚀、完全燃烧挥发物质等，确保烟气较长时间停留于辐射区域，＞850℃区域滞留至少2s以上，以确保热效率和出口烟温为基础条件，将受热面积灰减少。

1.3 在辐射通道层面
余热锅炉当中辐射通道，其内设炉室三个。

易侵蚀及磨损区域，水冷壁所在表面落实防腐蚀及防磨可靠性措施，炉排和炉室1管束表面应辐射好SIC耐火性浇注料，而炉室2则应将堆焊措施落实到位。

水冷壁的管子布设节距不可对锅炉的运行安全造成威胁。

炉室2主要是由膜式的水冷壁所构成，下部分为前后的供水冷壁所构成燃烧炉膛，其前后拱外形应与炉排配合控制炉燃烧，将二次风的喷嘴和回流风布设好。

二次风管和回流风管应于前后拱候部呈双层布设，前拱喷嘴及后拱喷嘴应呈双层交错予以布设，确保所喷出气体能够在炉内部有湍流形成。

喷管上面需设截止阀，便于控制喷嘴风量，且与燃烧系统配合来调整风量；炉室2及3均属于燃尽室，是由膜式的水冷壁所构成水冷烟道，对水冷实际受热面积加以补充，为锅炉的蒸发量提供可靠性保障，将烟气流程及其出口烟温控制增加。

经计算分析锅炉变运行工况，炉室1与2适宜布设SNCR多组还原剂的喷入口，结合锅炉运行的负荷变化情况，实现对还原剂的喷入口实际位置灵活切换，确保最佳温度范围有反应产生，垃圾锅炉的氨氧化物排放得以减少[2]。

1.4 在水平烟道层面
水平烟道，其内含钢烟道及水冷包墙，需布设好蒸发装置、高温过热装置、中温/低温过热装置、省煤装置等。

水平烟道的前端应设蒸发装置。

布设蒸发的受热面应于高温过热装置布设前，确保进入到高温过热装置前的烟温得以降低。

高中温过热装置、中低温过热装置相互间应设一级喷水的减速装置，便于对过热装置的出口汽温实施调节。

为能够对包墙顶部的水循环起到改善作用，需将可靠且安全汽水流程设定好，包墙顶部应设顶棚过热装置。

尾部水平的钢烟道内布设省煤装置，且呈三组逆流予以合理布设。

锅炉实行机械炉排形式的焚烧炉，炉室1及3下部分设大灰斗，而高温灰渣被送至炉排的燃烧区域所在后段位置。

尾部的水平烟道，其下部分应设落灰斗及输灰装置，待沉降过后，灰经输灰装置伴随着炉渣一同被送到清坑当中予以处理。

炉膛及各个炉室、水冷包墙整个区域均选定敷管炉墙，而省煤装置部位钢烟道则选定框架形式的炉板炉墙。

2、关键技术
一是，炉排区域和炉室1位置将SIC耐火性浇注料敷设好，水冷壁不直接接触烟气，腐蚀得以避免，确保炉内部温度可被均匀把控至850℃以内；炉膛较高温度条件，烟气炉内的停留时间得以延长，对二噁英的生成起到抑制作用，炉室1内部烟气所停留时间＞3s；二是，炉室2＞800℃烟温区应将堆焊措施落实到位。

膜式的水冷壁所在外部表面，应实施高温腐蚀性镍基的合金材料堆焊，促使厚度优良的涂层形成，防止水冷壁的基材有高温腐蚀现象产生；三是，实行烟气回流的低氮氧化物质燃烧处理技术，确保氮氧化物质能够达标排放，降低
氨水及尿素用量，烟气净化整个处理系统的运行负荷得以把控，促使工厂总体运营成本得以降低。

因垃圾焚烧炉当中炉膛温度通常＜1000℃，垃圾焚烧炉的氮氧化物质生成途径为燃料类型。

焚烧炉内部垃圾整个焚烧过程，过量空气呈较大系数，缺氧状态予以燃烧过程，减少氮氧化物质生成[3]。

经二次风、回流风、焚烧炉的前后拱整个外形、接口匹配、风管喷嘴选型设计等，减少焚烧区域有机的污染物，将炉膛内部燃烧扰动增加，促使NOX排放得以减少；四是，因现有垃圾焚烧炉SNCR的还原剂为固定喷入口，垃圾热值及负荷变化条件，
最佳的温度范围产生反应较难保证，对氮氧化物实现达标排放会产生一定影响。

经计算分析锅炉运行变化工况；炉室1及2最适宜布设SNCR 多组还原剂的喷入口，最佳温度范围可实现有效反应，氮氧化物总体排放量得以减少；五是，过热装置前面布设蒸发装置，促使过热装置部位烟温得以减少，高温过热装置为580℃条件烟道当中，高温过热装置管子呈顺流布设，确保高温过热装置出口管壁的温度可把控至限定范围，促使HCL气体所产生高温腐蚀得以避免。

因考虑到材料的耐腐蚀性要求，中温及高温过热装置管材可优选TP347H类材料；六是，实行多烟道的流程结构，并选定低烟气流速，确保高含尘量烟气当中粗大固体颗粒可受重力作用予以有效分离。

烟道拐弯部位，气流转向过程，经惯性力的作用，进一步实行含尘的有效分离。

顺列布设对流的受热面，确保受热面的管间节距增加，促使积灰得以减少。

各个受热面部位均需将吹灰装置接口预留好，结合具体情况，加设相应吹灰装置，确保受热面积灰得以减少，避免腐蚀情况产生。

3、结语
综上所述，垃圾焚烧600 t/d高参数炉排余热锅炉设计研发实践中，要求广大技术人员能够严格依照着现行各项标准及要求，结合具体需求情况，做好炉排余热锅炉各项参数及总体结构设计，并有效把握及运用各项关键性技术，保证垃圾焚烧600 t/d高参数炉排余热锅炉设计研发得以提升。

参考文献
[1]曹勇,陈俊.高参数窑头联合过热余热锅炉的结构及创新[J].特种设备安全技术,2021，18(025):441-442.
[2]谢军.垃圾焚烧发电余热锅炉设计额定负荷影响因素研究[J].发电设备,2020,34(014):518-519.
[3]苏畅,巩李明,邓启刚,等.垃圾焚烧余热锅炉典型再热方案分析[J].节能,2020,39(012):315-316.。