[发明专利]一种高参数垃圾焚烧余热锅炉

说明书

本发明公开了一种高参数垃圾焚烧余热锅炉，适用于生物质燃料燃烧后高温烟气余热回收装置，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、高温陶瓷过滤器、烟气连接室、中温换热区、低温换热区和烟气循环系统。在高温烟气区控制烟气中飞灰和酸性气体的浓度，然后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，来实现在较高的蒸汽参数、宽负荷上的适用性和受热面的安全高热效率运行。该装置能够在有效的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的基础上大幅提高余热锅炉的主蒸汽参数，增加机组的整体热效率。

技术领域

本发明涉及一种高参数垃圾焚烧余热锅炉，应用于生物质燃料燃烧后产生的高温气体显热回收的余热锅炉，尤其涉及到垃圾焚烧炉出口高温烟气的热量回收，属于焚烧锅炉技术领域。

背景技术

随着生物质发电是可再生能源发电的一种，属于清洁发电技术。生物质发电可以在一定程度上代替燃煤火电电厂，实现经济和环境的双重效益。其中，垃圾焚烧发电可以实现垃圾处理的减量化、无害化和资源化，是我国城市生活垃圾处理的主流技术。但是由于城市垃圾含有大量的碱金属(Na、K等)和氯元素(Cl)，燃烧后在烟气中生成低熔点的碱金属盐和HCl等腐蚀性气体。随着主蒸汽参数的不断提高，该类物质会严重地腐蚀高温受热面，降低设备的使用寿命和安全运行时间。这也是目前垃圾发电机组的主蒸汽参数大多低于6.5MPa/450℃的主要原因。但是随着电厂投资和后期运行费用的增加，电厂的热效率和经济效益越来越受到关注。虽然采用新型的耐腐蚀高温材料或者涂层虽然可以在一定程度上缓解受热面的腐蚀，但是其经济代价高昂。另外，高温陶瓷过滤器适用温度范围广，温度可达900-1000℃，无需对烟气进行热交换，提高能耗；烟气温度适用范围更宽，除尘效率平稳。因此，设计一种能够有效抑制高温腐蚀和防止受热面上碱金属积灰的高参数焚烧余热锅炉，是今后垃圾焚烧电厂余热回收的发展方向。

发明内容

本发明要解决的技术问题为现有技术中存在的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供了一种高参数的垃圾焚烧余热锅炉(6.5-22.1MPa)，按照烟气温度高低的不同，通过合理的布置过/再热器等高温受热面和省煤器等中低温受热面，以实现烟气能量的梯级利用。同时，还需要采用高温陶瓷过滤装置、烟气再循环和碱性物质喷入来效抑制高温腐蚀和防止受热面上碱金属积灰等问题。最终实现高蒸汽参数、高统热效率和受热面的安全有效运行。

高参数的余热锅炉，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、高温陶瓷过滤器、烟气连接室、高温换热区、烟气激冷区，低温换热区和烟气循环系统。其中，烟气进口炉膛、高温烟道、烟气转向室、烟气连接室、高温换热区和烟气激冷区均由水冷壁结构包覆围成，高温陶瓷过滤器和低温换热区由围板围成。所述的烟气进口炉膛和焚烧炉的出口相连接，内壁涂覆耐火材料，以保证水冷壁的安全。所述的高温换热区布置一级高温过/再热器和二级高温过/再热器，高温过/再热器沿炉膛宽度方向并列布置，沿炉膛高度串列布置。烟气激冷区后内设置中温过/再热器及水冷蒸发器。所述的低温换热区内布置省煤器，省煤器采用分段布置。所述的高温烟道烟气出口所对应的顶棚位置设置CaO粉末喷口，烟气转向室的下端设置灰斗。所述的高温陶瓷过滤器和烟气激冷区的进口处设置烟气再循环入口。所述的烟气循环系统主要用来调整和控制高温陶瓷过滤器和烟气激冷区的出口烟气温度，其中高温陶瓷过滤器进口处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，以保证高温陶瓷过滤器的运行安全；烟气激冷区的进口处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650-680℃，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；所述的高温陶瓷过滤器的烟气进口温度范围为900℃-1000℃，二级高温过/再热器的烟气出口温度高于750℃，所述的烟气激冷区后的烟气出口温度经过再循环烟气激冷后的温度不超过650℃。