本发明专利技术涉及一种适用于生物质燃料燃烧后高温烟气余热回收的装置，公开了一种宽负荷可调的高蒸汽参数余热锅炉。本发明专利技术能够有效地抑制受热面的高温腐蚀和减轻由碱金属引起的受热面积灰等问题。所述的余热锅炉沿烟气流动方向上依次为烟气进口炉膛、高温烟道、烟气转向室、高温换热区、烟气连接室、中温换热区、低温换热区和烟气循环系统。通过合理的受热面布置和烟气流程的温度控制，使用能量的梯级利用和烟气循环技术，来实现在宽负荷上的适用性、较高的蒸汽参数和受热面的安全高效运行。高的蒸汽参数和受热面的安全高效运行。高的蒸汽参数和受热面的安全高效运行。
【技术实现步骤摘要】
一种宽负荷可调的高参数垃圾焚烧余热锅炉
[0001]本专利技术涉及一种应用于生物质燃料燃烧后产生的高温气体显热回收的装置，属于垃圾焚烧炉出口高温烟气的热量回收
技术介绍
[0002]生物质能作为重要的可再生能源，其具有低硫、低灰、高挥发分的特性。但由于燃料中氯元素和碱金属的含量较高，燃烧后产生的氯化物和低灰熔点飞灰，容易造成严重的受热面高温腐蚀和灰沉积等问题。燃烧过程中的高温腐蚀和灰沉积过程互相影响，已成为威胁锅炉安全运行的重要因素。城市垃圾焚烧发电技术作为生物质发电技术的重要组成部分，受热面腐蚀和灰沉积的问题更为严重。尤其是目前垃圾焚烧锅炉逐渐向高参数发展的情况，受热面的高温腐蚀和灰沉积成成为提高蒸汽参数和系统热效率的主要挑战。
[0003]高温腐蚀是受热面的金属与烟气或飞灰中的有害成分发生化学反应，使管壁的厚度减薄，管子的强度降低。该过程和受热面的结构、飞灰的成分、烟气特性以及运行条件相关联。由于燃料中氯元素和碱金属含量较高，垃圾焚烧的高温腐蚀比常规燃煤电站更为严重。另外，受热面上的积灰也是垃圾焚烧的一个难点。受热面上的积灰是由于燃料中的碱金属盐在燃烧后的高温烟气中流经受热面时在其上发生凝结、粘粘或者沉降。碱金属化合物或者形成的络合物的融化温度一般较低，易在受热面上形成熔融态物质，粘度增大。氯元素引起的腐蚀与碱金属引起的灰沉积关系密切，积灰会加速腐蚀的过程。
[0004]目前，还没有有效的方法在保证系统热效率和安全运行的基础上解决受热面的高温腐蚀和碱金属造成的灰沉积问题。过热器和再热器等受热面前的喷水减温设备虽然能够有效的调节管内的蒸汽温度，但是对于受热面的高温腐蚀和灰沉积减少并无明显作用。炉膛内的烟气再循环虽然在一定程度上可以调节高温受热面的入口温度，但是会严重的影响焚烧炉内的燃烧过程，降低二噁英在高温区的停留时间。垃圾焚烧由于燃料的多样性和负荷变化的范围较大，也是受热面前的烟气温度难以有效控制的原因。锅炉参数的提高会使上述问题更加严重。
技术实现思路
[0005]本专利技术要解决的技术问题是：目前，还没有有效的方法在保证系统热效率和安全运行的基础上解决受热面的高温腐蚀和碱金属造成的灰沉积。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是提供了一种宽负荷可调的高参数垃圾焚烧余热锅炉，其特征在于：包括炉膛及烟气循环系统，炉膛沿烟气流动方向依次为烟气进口炉膛、高温烟道、烟气转向室、高温换热区、烟气连接室、中温换热区和低温换热区，其中：
[0007]烟气进口炉膛和焚烧炉的出口相连接，内壁涂覆耐火材料，以保证烟气进口炉膛的温度和水冷壁的安全；
[0008]烟气进口炉膛和高温烟道所构成的烟气流动空间满足二噁英停留时间(2
‑
2.5s)
和温度(850℃)的限制要求；
[0009]高温换热区布置高温过热器和高温再热器，高温过热器和高温再热器与烟气顺流布置；
[0010]中温换热区内布置中温过热器、中温再热器、低温过热器及水冷蒸发器，中温过热器、低温过热器和中温再热器沿炉膛宽度方向并列布置，沿炉膛烟气流动方向串列布置，与烟气逆流布置；
[0011]低温换热区内布置省煤器，省煤器采用分段布置的形式；
[0012]高温换热区和中温换热区的烟气进口位置分别设置烟气再循环入口，烟气循环系统经由烟气再循环入口将再循环烟气送入高温换热区和中温换热区，用于调整和控制高温换热区和中温换热区的进口烟气温度，循环烟气系统所采用的用于送入再循环烟气的风机采用变频设计，用于调整再循环烟气的流量和速度，其中，设置于高温换热区烟气进口位置的烟气再循环入口用来适应炉膛负荷调和燃料剧烈变化所带来的烟气温度大幅波动，以保证高温受热面的运行安全；设置于中温换热区烟气进口位置的烟气再循环入口用来激冷中温换热区的进口温度，以避开碱金属化合物的凝华区间，消除气态的碱金属盐在中温受热面上的凝结、粘粘和飞灰的集聚。
[0013]优选地，所述烟气进口炉膛、所述高温烟道、所述烟气转向室、所述高温换热区、所述烟气连接室和所述中低温换热区均由水冷壁结构包覆围成，所述烟气进口炉膛、所述高温烟道和所述烟气转向室的水冷壁内侧采用耐火材料涂覆；所述低温换热区由围板围成。
[0014]优选地，所述高温过热器和高温再热器沿炉膛宽度方向并列布置，并沿炉膛高度串列布置。
[0015]优选地，在所述高温换热区、所述中温换热区和所述中温换热区的受热面处安装吹灰装置，以保证受热面的清洁度。
[0016]优选地，所述高温烟道采用倒U型结构，所述高温烟道烟气出口所对应的顶棚位置设置CaO粉末喷口，且沿炉膛宽度方向多排布置，经由CaO粉末喷口喷出的CaO粉体的流动方向和烟气的流动方向相同，所述高温烟道最终出口的烟气流动方向向下，以方便飞灰的捕捉和收集；CaO粉末的使用量根据高温烟道入口处的酸性气体(例如HCl)的含量计算，用于降低烟气中HCl等酸性气体的含量；所述烟气转向室的下端设置灰斗。
[0017]优选地，所述高温换热区的进口烟气温度范围为1200℃
‑
850℃，出口烟气温度要高于750℃；所述中温换热区的烟气进口温度经过所述再循环烟气激冷后的温度不超过650℃。
[0018]优选地，负荷高时，经由所述烟气再循环入口送入的所述再循环烟气选用烟气净化后的低温烟气；负荷较低时，经由所述烟气再循环入口送入的所述再循环烟气选用所述省煤器出口的未净化的烟气。
[0019]优选地，所述烟气转向室为U型布置，所述再循环烟气经由所述烟气再循环入口以对冲的形式进入所述高温换热区，位于所述高温换热区的烟气进口位置的所述烟气再循环入口沿炉膛宽度方向多排布置，由所述烟气再循环入口进入的循环烟气的流量和动量可调，用于调整和优化进入所述高温换热区的烟气温度和速度。
[0020]优选地，所述烟气连接室与所述高温换热区和所述中温换热区采用膨胀节连接；所述烟气连接室的烟气流动方向和水平方向存在夹角，该夹角的在
±
(15
°‑
60
°
)的范围。
[0021]优选地，所述高温烟道出口、所述中温换热区和所述低温换热区下方均设置飞灰收集装置。
[0022]本专利技术能够有效抑制高温腐蚀和防止受热面上碱金属积灰、宽负荷可调的高参数焚烧余热锅炉，能够有效地推动垃圾焚烧等生物质发电行业的发展，将有重大的工业应用意义。
[0023]与现有技术相比，本专利技术具体具有如下有益效果：
[0024]1.高参数余热回收装置的系统热效率高，对烟气的热量梯级利用，在高温区大量使用过热器和再热器等高温辐射受热面，中低温使用对应的中低温对流受热面，在提高换热的效率和蒸汽的品质的同时，减少中低温受热面的投资；
[0025]2.循环烟气系统可以有效调节和控制进入高温换热区的烟气参数，提高机组应对负荷变化、燃烧不稳定和燃料多样性带来的换热特性的变化，使机组拥有宽负荷可调的能力；
[0026]3.相对于燃烧工况的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种宽负荷可调的高参数垃圾焚烧余热锅炉，其特征在于：包括炉膛及烟气循环系统(8)，炉膛沿烟气流动方向依次为烟气进口炉膛(1)、高温烟道(2)、烟气转向室(3)、高温换热区(4)、烟气连接室(5)、中温换热区(6)和低温换热区(7)，其中：烟气进口炉膛(1)和焚烧炉的出口相连接，内壁涂覆耐火材料，以保证烟气进口炉膛(1)的温度和水冷壁的安全；烟气进口炉膛(1)和高温烟道(2)所构成的烟气流动空间满足二噁英停留时间和温度的限制要求；高温换热区(4)布置高温过热器(4
‑
1)和高温再热器(4
‑
2)，高温过热器(4
‑
1)和高温再热器(4
‑
2)与烟气顺流布置；中温换热区(6)内布置中温过热器(9)、中温再热器(10)、低温过热器(11)及水冷蒸发器(12)，中温过热器(9)、低温过热器(11)和中温再热器(10)沿炉膛宽度方向并列布置，沿炉膛烟气流动方向串列布置，与烟气逆流布置；低温换热区(7)内布置省煤器(13)，省煤器(13)采用分段布置的形式；高温换热区(4)和中温换热区(6)的烟气进口位置分别设置烟气再循环入口(14、15)，烟气循环系统(8)经由烟气再循环入口(14、15)将再循环烟气送入高温换热区(4)和中温换热区(6)，用于调整和控制高温换热区(4)和中温换热区(6)的进口烟气温度，循环烟气系统(8)所采用的用于送入再循环烟气的风机采用变频设计，用于调整再循环烟气的流量和速度，其中，设置于高温换热区(4)烟气进口位置的烟气再循环入口(14)用来适应炉膛负荷调和燃料剧烈变化所带来的烟气温度大幅波动，以保证高温受热面的运行安全；设置于中温换热区(6)烟气进口位置的烟气再循环入口(15)用来激冷中温换热区(6)的进口温度，以避开碱金属化合物的凝华区间，消除气态的碱金属盐在中温受热面上的凝结、粘粘和飞灰的集聚。2.根据权利1所述的一种宽负荷可调的高参数垃圾焚烧余热锅炉，其特征在于：所述烟气进口炉膛(1)、所述高温烟道(2)、所述烟气转向室(3)、所述高温换热区(4)、所述烟气连接室(5)和所述中低温换热区(6)均由水冷壁结构包覆围成，所述烟气进口炉膛(1)、所述高温烟道(2)和所述烟气转向室(3)的水冷壁内侧采用耐火材料涂覆；所述低温换热区(7)由围板围成。3.根据权利1所述的一种宽负荷可调的高参数垃圾焚烧余热锅炉，其特征在于：所述高温过热器(4
‑
1)和高温再热器(4
‑
2)沿炉膛宽度方向并列布置，并沿炉膛高度串列布置。4.根据权利1所述的一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：葛学利，卢忠，钱清，涂圣康，
申请(专利权)人：上海浦发热电能源有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。