1、日處理 600 噸生活垃圾的焚燒余熱鍋爐設(shè)計(jì)摘要：本文主要介紹了處理量 600td 生活垃圾焚燒余熱鍋爐的開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：生活垃圾余熱鍋爐；設(shè)計(jì)0 前言生活垃圾焚燒處理具有減量效果明顯，無(wú)害化徹底，占地小，余熱能得到利用，減少二次污染等優(yōu)點(diǎn)，是國(guó)內(nèi)外發(fā)達(dá)城市治理垃圾污染和利用資源的有效方法。生活 垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目的建設(shè)，將總體上改善城市的環(huán)境 .有利于節(jié)約土地資源， 有利于改善城市的生存與投資環(huán)境， 達(dá)到在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)，合理開(kāi)發(fā)利用資源，積極 保護(hù)生態(tài)環(huán)境，保持人與自然的和諧發(fā)展，最終實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。目前國(guó)內(nèi)各個(gè)大中城市都非常重視城市生活垃圾的綜合處理， 并將生活

2、 垃圾焚燒發(fā)電作為首選方式， 很多城市已建立或在建城市生活垃圾焚燒處理發(fā)電廠。 西部直轄市重慶也在 2003 年建設(shè)了一座垃圾焚燒發(fā)電廠，該項(xiàng)目日處理垃圾 量 1200 噸，采用 2 條處理能力為 600 噸天的垃圾焚燒線。筆者所在公司為該項(xiàng)目開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)和制造了關(guān)鍵設(shè)備 焚燒余熱鍋爐。1 垃圾焚燒發(fā)電廠主要工藝系統(tǒng)垃圾焚燒發(fā)電廠新建的生產(chǎn)線由下列主要系統(tǒng)組成：進(jìn)廠垃圾計(jì)量系統(tǒng)；垃圾卸料及貯存系統(tǒng)；垃圾及輔助燃料進(jìn)料系統(tǒng)；垃圾焚燒系統(tǒng)；焚燒余熱利用 系統(tǒng)；煙氣凈化和排放系統(tǒng)；灰渣處理系統(tǒng)；污水處理系統(tǒng)；煙氣排放在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；垃圾焚燒自動(dòng)控制系統(tǒng)。工藝流程如圖1：- 1 -圖 1 垃圾焚燒工藝流程

3、圖2 日處理 600 噸生活垃圾焚燒余熱鍋爐的開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)在整個(gè)工藝流程中，焚燒余熱利用系統(tǒng)是工程量最大，最復(fù)雜的系統(tǒng)，而余熱鍋爐又是其中最關(guān)鍵的設(shè)備。其主要設(shè)計(jì)規(guī)范、燃料特性、鍋爐總體布置、設(shè)計(jì)要點(diǎn)及運(yùn)行情況如下：2.1 鍋爐設(shè)計(jì)規(guī)范2.1.1 型號(hào)： LC600-584.0400130 型2.1.2 垃圾處理量： 600t/t2.1.3 額定蒸發(fā)量： 58t/h2.1.4 額定蒸汽出口壓力： 4.0MPa2.1.5 額定蒸汽出口溫度： 4002.1.6 鍋爐給水溫度： 1302.2 垃圾特性參數(shù) (設(shè)計(jì)值 )：2.2.1 設(shè)計(jì)低位熱值 7000kJkg2.2.2 最大低位熱值 10000kJ

4、kg- 2 -2.2.3 可燃成份 27 502.2.4 不可燃成份 4 272.2.5 水份 38 592.3 垃圾組成成分： (見(jiàn)表 1、2)表 1 垃圾化學(xué)成分表 (單位： )表 2 生活垃圾分類(lèi)情況表 (單位： )2.4 鍋爐總體布置鍋爐型式為單鍋筒自然循環(huán)，四垂直煙道，垂直頂支吊結(jié)構(gòu)，室內(nèi)布置。鍋爐燃燒爐膛位于爐排的上方。鍋爐的第一煙道四周敷設(shè)耐火磚，耐火磚敷設(shè)至第二煙道進(jìn)口處。第二煙道裸露的水冷壁增加吸熱使得煙氣到達(dá)過(guò)熱器之前已降低到適宜的溫度。適宜的煙溫、合理過(guò)熱器布置方式及選材，這樣就能保證過(guò)熱器有較長(zhǎng)的壽命。煙道中的換熱部件(過(guò)熱器、蒸發(fā)管束和省煤器 )為順列布置，并保證足夠

5、的空問(wèn)以防止堵塞，使鍋爐在污染狀況下也能正常運(yùn)行。垂直布置的余熱鍋爐包括四個(gè)垂直煙道：第一和第二煙道為沒(méi)有對(duì)流受熱面的膜式壁，其中第二煙道中裝有 3 片垂直屏；第三煙道為膜式壁，內(nèi)部裝有高溫過(guò)熱器， 低溫過(guò)熱器和一、二級(jí)蒸發(fā)管束；第四煙道為護(hù)板結(jié)構(gòu)。內(nèi)部裝有省煤器管柬。位于第二和第三煙道下的灰斗為非水冷式，內(nèi)部襯有耐火材料 (見(jiàn)圖 2)。- 3 -鍋爐的主要附屬部件有蒸汽空氣預(yù)熱器及吹掃清灰裝置。圖 2LC600584.0400130 型垃圾焚燒余熱鍋爐2.5 鍋爐設(shè)計(jì)要點(diǎn)1.余熱鍋爐必須保證合適的煙氣流速和足夠的爐膛高度。為抑制二惡英、 NOx 及 SOx 等有害氣體的產(chǎn)生量，焚燒爐產(chǎn)生的高

6、溫?zé)煔庑柙谄渲斜３?50C 左右停留 23 秒。為了達(dá)到以上要求， 必須選定適宜的煙氣流速和爐膛高度，一般煙氣流速34ms 為佳，爐膛高度約為15m左右。2.合理的結(jié)構(gòu)布置及選用良好的清灰裝置。垃圾焚燒后產(chǎn)生的煙氣成分非常復(fù)雜，其中的灰塵粘結(jié)性很強(qiáng)。減輕受熱面積灰是垃圾鍋爐中一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題。為盡量減少受熱面的積灰，更易清除積灰，其對(duì)流受熱面(過(guò)熱器、省煤器、蒸發(fā)管束等 )無(wú)論是水平布置還是垂直布置一般多采取順列布置結(jié)構(gòu)。另外在容易產(chǎn)生積灰的部位一般都根據(jù)具體情況布置不同類(lèi)型的吹灰裝置(蒸汽吹灰裝置及燃?xì)獯祷已b置等)。- 4 -3.合理的布置高、低溫過(guò)熱器及選用適宜的過(guò)熱器材質(zhì)。垃圾焚燒產(chǎn)生的有

7、害煙氣對(duì)受熱面金屬材料有較強(qiáng)烈的腐蝕性，典型垃圾焚燒工程的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)顯示，蒸汽溫度若超過(guò) 400，過(guò)熱器管壁會(huì)發(fā)生急劇的高溫腐蝕，嚴(yán)重影響鍋爐運(yùn)行的可靠性、安全性。因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中必須選用適宜的過(guò)熱器入口煙溫，合理的分配高、低溫過(guò)熱的受熱面積及工質(zhì)流向，另外在選擇材質(zhì)方面必須綜合考慮溫度參數(shù)及耐腐蝕性。4.選用可靠的膨脹補(bǔ)償裝置。由于余熱鍋爐采用了全懸吊結(jié)構(gòu)，鍋爐整體向下膨脹，因而余熱鍋爐與焚燒設(shè)備、余熱鍋爐本身各部件之間都必須充分考慮熱膨脹可能帶來(lái)的影響。 焚燒設(shè)備與余熱鍋爐的接口、余熱鍋爐三煙道與尾部煙道的接口、二次風(fēng)系統(tǒng)及吹灰裝置與余熱鍋爐的連接等關(guān)鍵部位在設(shè)計(jì)中都布置了補(bǔ)償器， 同 時(shí)根

8、據(jù)各個(gè)部位的不同情況對(duì)補(bǔ)償器的材質(zhì)、耐磨耐溫性能提出了不同要求。5.設(shè)計(jì)可靠的密封裝置。垃圾鍋爐的密封是否嚴(yán)密不僅影響鍋爐運(yùn)行狀況，而且對(duì)電廠的整體環(huán)境至關(guān)重要。在本臺(tái)鍋爐設(shè)計(jì)中，除常規(guī)密封方式外，采用了較多迷宮式密封，密封裝置內(nèi)部用耐高溫柔性材料填充，使其不至于由于熱膨脹和高溫而損壞，導(dǎo)致漏煙、漏灰。6.合理設(shè)計(jì)剛性粱保障膜式水冷壁的剛度。垃圾余熱鍋爐膜式水冷壁的寬度、高度均較常規(guī)同等級(jí)的燃煤、燃?xì)?(或油 )鍋爐超出很多，為保障膜式水冷壁的剛 度、使其在安裝及使用過(guò)程中不致過(guò)度變形，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對(duì)剛性梁布置位置、數(shù)量及剛性梁本身的結(jié)構(gòu)優(yōu)化組合，兼顧穩(wěn)固性和經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)必須向安裝單位強(qiáng)調(diào)膜式水冷壁與剛性梁安裝組合的工藝程序。2.6 鍋爐運(yùn)行情況- 5 -2 臺(tái)日處理 600 噸生活垃圾余熱鍋爐目前均已投入運(yùn)行超過(guò) 18 個(gè)月，用于重慶同興垃圾處理發(fā)電廠處理生活垃圾及余熱發(fā)電。從實(shí)際運(yùn)行情況來(lái)看，該爐運(yùn)行穩(wěn) 定、出力足、具有較強(qiáng)的超負(fù)荷能力、熱效率較高，使用單位認(rèn)為該爐性能良好，評(píng)價(jià)較高。 2005 年經(jīng)國(guó)家級(jí)環(huán)保監(jiān)測(cè)部門(mén)測(cè)試，初始排放濃度、煙氣黑度、排 塵濃度、二惡英排放量、垃圾焚燒熱灼減率等各項(xiàng)環(huán)保指標(biāo)均達(dá)到