CN209371203U - 一种适用于垃圾焚烧炉排炉的高参数余热锅炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了适用于垃圾焚烧炉排炉的高参数余热锅炉，包括水冷烟道和尾部烟道以及位于水冷烟道与尾部烟道之间的水平烟道或连接烟道，高温级过热器受热面布置在水冷烟道内，使得高参数余热锅炉的过热蒸汽出口温度达到450～540℃且压力达到6.4MPa以上。本实用新型通过合理设计锅炉高温级过热器、再热器受热面的布置位置并在受热面表面采用有效的防腐措施，有效防止受热面高温腐蚀并提高锅炉蒸汽参数，能够将余热锅炉的蒸汽参数提高至高温高压、超高压参数甚至进一步提升到高效超高压。更进一步，锅炉设置再热器***，将来自汽轮机高压缸出口温度相对较低的蒸汽再次加热至540℃，获得更高的发电效率。

Description

一种适用于垃圾焚烧炉排炉的高参数余热锅炉

技术领域

本实用新型涉及垃圾焚烧的环保设备技术领域，更具体地讲，涉及一种适用于垃圾焚烧炉排炉的高参数余热锅炉。

背景技术

随着经济和社会生活的发展，城市数量和城市规模都在不断增加，伴生而来的是城市生活垃圾产量的迅速增加，垃圾的成分也发生了较大的变化，传统的堆肥和卫生填埋方式由于占地面积大、渗滤液处理等问题的存在，已经不能适应目前生活垃圾无害化处理的要求，而垃圾焚烧具有处理效率高、占地面积小和减量化程度高的优点，加上焚烧产生的热能利用、灰渣后端资源化利用的优点和地价飞涨因素，使得垃圾焚烧发电越来越得到各级地方政府的青睐。

炉排焚烧炉作为垃圾焚烧发电的主要炉型之一，目前在国内外市场的应用较为普遍，但由于垃圾中含有的氯(Cl)、硫(S)及碱金属成分在燃烧后产生的Cl、S化合气体及低熔点的碱金属盐对锅炉受热面，尤其是高温级受热面的酸腐蚀和碱金属腐蚀问题，目前国内外在运的垃圾焚烧炉排锅炉参数普遍较低，一般控制蒸汽温度不超过400℃，以降低高温腐蚀的风险，但锅炉出口蒸汽的低参数也使得垃圾发电厂的效率降低，影响电厂的经济效益。

目前国内外采用炉排燃烧方式的垃圾焚烧锅炉余热锅炉的总体布置主要有立式布置和卧式布置两种方式，两种布置方式的主要区别在于对流受热面的布置位置有所不同，但总体来说，都是将炉排上燃烧产生的高温烟气先流经布置水冷蒸发受热面的水冷烟道，待烟温降至650℃以下后再布置过热器受热面。过热器全部采用对流换热方式，锅炉出口主蒸汽温度在400℃左右，降低过热器高温腐蚀的风险，这样的布置能够有效提高锅炉运行的稳定性和安全性，但锅炉出口蒸汽参数，尤其是蒸汽温度相对于同等压力等级发电机组低至少50℃(国内常规机组为450～485℃)，使得机组发电效率至少降低1个百分点。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型的目的是提供一种能够将余热锅炉的蒸汽参数提高至高温高压(9.8MPa，540℃)、超高压(13.7MPa/540℃)参数甚至进一步提升到高效超高压(13.7MPa，571℃)，也可设置出口蒸汽温度在400℃以上的再热蒸汽***，得到使机组效率大幅度提高的适用于垃圾焚烧炉排炉的高参数余热锅炉。

本实用新型提供了适用于垃圾焚烧炉排炉的高参数余热锅炉，所述高参数余热锅炉为卧式布置或立式布置，包括水冷烟道和尾部烟道以及位于水冷烟道与尾部烟道之间的水平烟道或连接烟道，高温级过热器受热面布置在所述水冷烟道内，使得所述高参数余热锅炉的过热蒸汽出口温度达到450～540℃且压力达到6.4MPa以上。

根据本实用新型所述适用于垃圾焚烧炉排炉的高参数余热锅炉的一个实施例，所述水冷烟道为三烟道结构，一烟道与垃圾焚烧炉排炉的烟气出口相连，三烟道与所述水平烟道或连接烟道相连，二烟道位于一烟道与三烟道之间，所述高温级过热器受热面布置在二烟道或者二烟道与三烟道中。

根据本实用新型所述适用于垃圾焚烧炉排炉的高参数余热锅炉的一个实施例，高温级再热器受热面也布置在所述水冷烟道内，使得再热蒸汽出口温度达到400℃以上，其中，所述高温级再热器受热面布置在二烟道中。

根据本实用新型所述适用于垃圾焚烧炉排炉的高参数余热锅炉的一个实施例，高温级过热器分为两级，高温级过热器受热面和高温级再热器受热面采用管屏式结构，其管屏竖直布置并与水冷烟道内的烟气流动方向平行，蒸汽在管屏内上行或下行流动。

根据本实用新型所述适用于垃圾焚烧炉排炉的高参数余热锅炉的一个实施例，高温级过热器受热面和高温级再热器受热面的管屏下部从水冷烟道的底部或中部穿出且上部从水冷烟道的顶部穿出，管屏上部和下部在余热锅炉外的部分均与集箱相连，与管屏下部连接的集箱最低点设置有疏水管。

根据本实用新型所述适用于垃圾焚烧炉排炉的高参数余热锅炉的一个实施例，高温级过热器受热面和高温级再热器受热面的管屏下端固定在水冷烟道包墙上，管屏上端穿出水冷烟道包墙的部分设置有胀缩接头。

根据本实用新型所述适用于垃圾焚烧炉排炉的高参数余热锅炉的一个实施例，所述水冷烟道内布置的高温级过热器受热面和高温级再热器受热面的管屏内工质为并联流动或串联流动。

根据本实用新型所述适用于垃圾焚烧炉排炉的高参数余热锅炉的一个实施例，所述水冷烟道内布置的高温级过热器受热面和高温级再热器受热面的管屏之间的净空不小于500mm，管屏表面敷设有耐高温耐腐蚀的非金属材料或者堆焊有耐高温耐腐蚀的金属材料。

根据本实用新型所述适用于垃圾焚烧炉排炉的高参数余热锅炉的一个实施例，所述水平烟道或三烟道中布置有低温级过热器、低温级再热器和水冷蒸发受热面，所述尾部烟道中布置有省煤器。

根据本实用新型所述适用于垃圾焚烧炉排炉的高参数余热锅炉的一个实施例，所述水冷烟道与尾部烟道之间的水平烟道或连接烟道底部为漏斗型结构且设置有排灰口。

与现有技术相比，本实用新型适用于垃圾焚烧炉排炉的高参数余热锅炉通过合理设计锅炉高温级受热面的布置位置并在受热面表面采用有效的防腐措施，在有效防止受热面高温腐蚀问题情况下提高锅炉蒸汽参数并提高电厂发电效率，根据相关资料，高温高压参数机组发电效率比中温中压机组高约6％。

附图说明

图1示出了根据本实用新型一个示例性实施例的适用于垃圾焚烧炉排炉的高参数余热锅炉的主视结构示意图。

图2示出了根据本实用新型一个示例性实施例的适用于垃圾焚烧炉排炉的高参数余热锅炉的俯视结构示意图。

图3示出了根据本实用新型另一个示例性实施例的适用于垃圾焚烧炉排炉的高参数余热锅炉的主视结构示意图。

图4示出了根据本实用新型另一个示例性实施例的适用于垃圾焚烧炉排炉的高参数余热锅炉的俯视结构示意图。

附图标记说明：

10-水冷烟道、11-一烟道、12-二烟道、13-三烟道、20-水平烟道、30-连接烟道、40-尾部烟道、50-高温级过热器受热面(若有高温级再热器受热面，则为高温级过热器受热面和高温级再热器受热面)、51-胀缩接头、60-低温级过热器、低温级再热器和水冷蒸发受热面、61-排灰口、70-省煤器。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

目前国内外已有的垃圾焚烧炉排炉余热锅炉，为减轻高温烟气的腐蚀问题，锅炉出口蒸汽参数基本都控制不超过4MPa/400℃。压力和温度降低，汽轮机的做功效率会随之降低，垃圾发电厂的经济效益相应降低。

为了达到提高机组效率的目的，本实用新型提出适用于垃圾焚烧炉排炉的高参数余热锅炉，该余热锅炉能同时适用于立式布置和卧式布置两种总体布置方式。

下面结合附图对本实用新型用于垃圾焚烧炉排炉的高参数余热锅炉进行详细说明。

根据本实用新型的示例性实施例，所述适用于垃圾焚烧炉排炉的高参数余热锅炉为卧式布置或立式布置，包括水冷烟道10和尾部烟道40以及位于水冷烟道10与尾部烟道40之间的水平烟道20或连接烟道30，高温级过热器受热面50布置在水冷烟道10内，使得高参数余热锅炉的过热蒸汽出口温度达到450～540℃且压力达到6.4MPa以上。

具体地，水冷烟道10为三烟道结构，一烟道11与垃圾焚烧炉排炉的烟气出口相连，三烟道13与水平烟道20或连接烟道30相连，二烟道12位于一烟道11与三烟道13之间，具体可以根据余热锅炉的不同布置形式将高温级过热器50布置在水冷烟道10的不同位置。

优选地，高温级再热器受热面也布置在水冷烟道10内，使得再热蒸汽出口温度达到400℃以上，其中，高温级再热器受热面布置在二烟道12中。

本实用新型余热锅炉的主蒸汽参数可以达到目前国内成熟的高温高压(9.8MPa，540℃)或超高压(13.7MPa/540℃)参数，锅炉的高温级过热器、再热器受热面(工质温度在400℃以上)布置在余热锅炉的水冷烟道内，利用水冷烟道10内烟温相对较高的烟气使过热、再热蒸汽升温，以获得所需要的工质温度。根据烟温特点，还可进一步将主蒸汽参数进一步提升到高效超高压(13.7MPa，571℃)，进一步提高机组效率。

图1示出了根据本实用新型一个示例性实施例的适用于垃圾焚烧炉排炉的高参数余热锅炉的主视结构示意图，图2示出了根据本实用新型一个示例性实施例的适用于垃圾焚烧炉排炉的高参数余热锅炉的俯视结构示意图。

如图1和图2所示，在本示例性实施例中，余热锅炉采用卧式布置结构，高温级过热器分为两级且两级高温级过热器受热面分别布置在二烟道12与三烟道13中，若设置有高温级再热器受热面，则也布置在二烟道12中。

高温级过热器受热面和高温级再热器受热面采用管屏式结构，其管屏竖直布置并与水冷烟道10内的烟气流动方向平行，与烟气流向平行可以避免烟气的直接冲刷。为了避免烟气中腐蚀性成分对受热面产生高温腐蚀，管屏表面敷设有耐高温耐腐蚀的非金属材料(如耐火材料)或者堆焊有耐高温耐腐蚀的金属材料(如镍基金属)，使得受热面表面不与烟气直接接触，有效避免烟气腐蚀。

其中，高温级过热器受热面的管屏下部从水冷烟道10的二烟道和三烟道的底部或中部穿出且上部从水冷烟道10的二烟道和三烟道的顶部穿出，高温级再热器受热面的下部从水冷烟道10的二烟道的底部或中部穿出且上部从水冷烟道10的二烟道的顶部穿出，管屏上部和下部在余热锅炉外的部分均与集箱相连。与管屏下部连接的集箱最低点设置有疏水管，将锅炉启动和停炉过程中产生的冷凝水排出，保证管屏内锅炉启停阶段的冷凝水及水压试验用水能够完全排空。高温级过热器受热面和高温级再热器受热面的管屏下端固定在水冷烟道10包墙上，管屏上端穿出水冷烟道10包墙的部分设置有胀缩接头，以吸收管屏与水冷烟道包墙间的膨胀差，避免烟气中的含尘进入胀缩接头内部。

水冷烟道10内布置的高温级过热器受热面和高温级再热器受热面的管屏内工质可以为并联流动，也可以为串联流动，即蒸汽可以一次流过管屏，也可从一屏或几屏为一组，蒸汽依次在各组管屏间上行或下行流动。

另外，控制水冷烟道10内布置的高温级过热器受热面和高温级再热器受热面的管屏之间的净空不小于500mm，以便于检修人员进入。水冷烟道10与尾部烟道40之间的水平烟道20底部为漏斗型结构且设置有排灰口61，以收集并排出烟道内的沉降灰，减少进入省煤器和除尘器的飞灰量。

并且，位于三烟道13下游的水平烟道20中布置有低温级过热器、低温级再热器和水冷蒸发受热面60，可以进一步降低水平烟道出口烟温，将省煤器出口工质的沸腾度控制在安全的范围内；尾部烟道40中布置有省煤器70，以充分利用余热。

图3示出了根据本实用新型另一个示例性实施例的适用于垃圾焚烧炉排炉的高参数余热锅炉的主视结构示意图，图4示出了根据本实用新型另一个示例性实施例的适用于垃圾焚烧炉排炉的高参数余热锅炉的俯视结构示意图。

如图3和图4所示，在本示例性实施例中，余热锅炉采用立式布置结构，高温级过热器和高温级再热器都在二烟道12内垂直布置，高温级过热器受热面和高温级再热器受热面采用管屏式结构，其管屏竖直布置并与水冷烟道10内的烟气流动方向平行，与烟气流向平行可以避免烟气的直接冲刷。为了避免烟气中腐蚀性成分对受热面产生高温腐蚀，管屏表面敷设有耐高温耐腐蚀的非金属材料(如耐火材料)或者堆焊有耐高温耐腐蚀的金属材料(如镍基金属)，使得受热面表面不与烟气直接接触，有效避免烟气腐蚀。

其中，高温级过热器受热面和高温级再热器受热面的管屏下部从水冷烟道10的二烟道的底部或中部穿出且上部从水冷烟道10的二烟道的顶部穿出，管屏上部和下部在余热锅炉外的部分均与集箱相连，与管屏下部连接的集箱最低点设置有疏水管，将锅炉启动和停炉过程中产生的冷凝水排出，保证管屏内锅炉启停阶段的冷凝水及水压试验用水能够完全排空。高温级过热器受热面和高温级再热器受热面的管屏下端固定在水冷烟道10包墙上，管屏上端穿出水冷烟道10包墙的部分设置有胀缩接头51，以吸收管屏与水冷烟道包墙间的膨胀差，避免烟气中的含尘进入胀缩接头内部。

同样地，控制水冷烟道10内布置的高温级过热器受热面和高温级再热器受热面的管屏之间的净空不小于500mm，以便于检修人员进入。水冷烟道10与尾部烟道40之间的连接烟道30底部为漏斗型结构且设置有排灰口61，以收集并排出烟道内的沉降灰，减少进入省煤器和除尘器的飞灰量。

并且，三烟道13中布置有低温级过热器、低温级再热器和水冷蒸发受热面60，可以进一步降低烟道出口烟温，将省煤器出口工质的沸腾度控制在安全的范围内；尾部烟道40中布置有省煤器70，以充分利用余热。

综上所述，本实用新型提出的余热锅炉布置结构，通过合理设计锅炉高温级受热面的布置位置并在受热面表面采用有效的防腐措施，在有效防止受热面高温腐蚀问题情况下，提高锅炉蒸汽参数，提高电厂发电效率。根据相关资料，高温高压参数机组发电效率比中温中压机组高约6％。

本实用新型并不局限于前述的具体实施方式。本实用新型扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.一种适用于垃圾焚烧炉排炉的高参数余热锅炉，所述高参数余热锅炉为卧式布置或立式布置，包括水冷烟道和尾部烟道以及位于水冷烟道与尾部烟道之间的水平烟道或连接烟道，其特征在于，高温级过热器受热面布置在所述水冷烟道内，使得所述高参数余热锅炉的过热蒸汽出口温度达到450～540℃且压力达到6.4MPa以上。

2.根据权利要求1所述适用于垃圾焚烧炉排炉的高参数余热锅炉，其特征在于，所述水冷烟道为三烟道结构，一烟道与垃圾焚烧炉排炉的烟气出口相连，三烟道与所述水平烟道或连接烟道相连，二烟道位于一烟道与三烟道之间，所述高温级过热器受热面布置在二烟道或者二烟道与三烟道中。

3.根据权利要求2所述适用于垃圾焚烧炉排炉的高参数余热锅炉，其特征在于，高温级再热器受热面也布置在所述水冷烟道内，使得再热蒸汽出口温度达到400℃以上，其中，所述高温级再热器受热面布置在二烟道中。

4.根据权利要求3所述适用于垃圾焚烧炉排炉的高参数余热锅炉，其特征在于，高温级过热器分为两级，高温级过热器受热面和高温级再热器受热面采用管屏式结构，其管屏竖直布置并与水冷烟道内的烟气流动方向平行，蒸汽在管屏内上行或下行流动。

5.根据权利要求3所述适用于垃圾焚烧炉排炉的高参数余热锅炉，其特征在于，高温级过热器受热面和高温级再热器受热面的管屏下部从水冷烟道的底部或中部穿出且上部从水冷烟道的顶部穿出，管屏上部和下部在余热锅炉外的部分均与集箱相连，与管屏下部连接的集箱最低点设置有疏水管。

6.根据权利要求5所述适用于垃圾焚烧炉排炉的高参数余热锅炉，其特征在于，高温级过热器受热面和高温级再热器受热面的管屏下端固定在水冷烟道包墙上，管屏上端穿出水冷烟道包墙的部分设置有胀缩接头。

7.根据权利要求3所述适用于垃圾焚烧炉排炉的高参数余热锅炉，其特征在于，所述水冷烟道内布置的高温级过热器受热面和高温级再热器受热面的管屏内工质为并联流动或串联流动。

8.根据权利要求3所述适用于垃圾焚烧炉排炉的高参数余热锅炉，其特征在于，所述水冷烟道内布置的高温级过热器受热面和高温级再热器受热面的管屏之间的净空不小于500mm，管屏表面敷设有耐高温耐腐蚀的非金属材料或者堆焊有耐高温耐腐蚀的金属材料。

9.根据权利要求2所述适用于垃圾焚烧炉排炉的高参数余热锅炉，其特征在于，所述水平烟道或三烟道中布置有低温级过热器、低温级再热器和水冷蒸发受热面，所述尾部烟道中布置有省煤器。

10.根据权利要求1或2所述适用于垃圾焚烧炉排炉的高参数余热锅炉，其特征在于，所述水冷烟道与尾部烟道之间的水平烟道或连接烟道底部为漏斗型结构且设置有排灰口。