【垃圾焚燒】余熱鍋爐

【垃圾焚燒】余熱鍋爐垃圾焚燒產(chǎn)生熱能通過余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽。本鍋爐為立式布置單鍋筒、自然循環(huán)、中壓鍋爐，采用前吊后支結(jié)構(gòu)。由汽包、下降管、集箱、膜式水冷壁、蒸發(fā)管束組成。鍋爐汽包水經(jīng)布置在鍋爐水冷壁外側(cè)的降水管引入底部的集箱，在吸收煙氣熱量的同時流經(jīng)鍋爐水冷壁和蒸發(fā)管，回到汽包。蒸汽在飽和狀態(tài)下產(chǎn)生，在汽包內(nèi)從水汽狀態(tài)分離。高溫?zé)煔饨?jīng)第一、二、三通道冷卻和沉降后進(jìn)入尾部垂直鋼通道，依次進(jìn)入蒸發(fā)器、過熱器、省煤器后經(jīng)煙道排往煙氣凈化系統(tǒng)。鍋爐補(bǔ)水為來自水處理間的除鹽水，經(jīng)除鹽水泵送到除氧器除氧,i3（rc的鍋爐給水從除氧器水箱流至低壓給水母管，再經(jīng)給水泵加壓，通過鍋爐高壓給水管供余熱鍋爐的給水和減溫水；給水經(jīng)省煤器加熱后進(jìn)入汽包。為了控制汽包水位和主蒸汽溫度，在鍋爐給水和減溫水管上設(shè)電動調(diào)節(jié)閥門，鍋筒水位是通過三沖量串級調(diào)節(jié)，操作員可通過設(shè)在水位計旁攝像頭在中控室的工業(yè)電視上觀察鍋筒水位。鍋筒中產(chǎn)生的飽和蒸汽通過三級過熱器（低溫、中溫、高溫）和二級噴水減溫器后得到壓力為6.4MPa,溫度為45CTC過熱蒸汽，余熱鍋爐產(chǎn)生主蒸汽通過主蒸汽管供2臺12MW汽輪機(jī)和2臺15MW發(fā)電機(jī)組發(fā)電。鍋爐加藥需用的藥水，由加藥裝置的加藥泵送至鍋筒。為保證蒸汽品質(zhì)，鍋爐設(shè)連續(xù)排污和定期排污，連續(xù)排污水和定期排污水分別進(jìn)入連續(xù)排污擴(kuò)容器和定期排污擴(kuò)容器。連續(xù)排污擴(kuò)容器二次蒸汽排往除氧器，其排污水排往定期排污擴(kuò)容器；定期排污擴(kuò)容器二次蒸汽直接排入空氣，其排污水排入室外降溫池，降溫后排入下水管道。為了防止煙塵在鍋爐各水冷壁積累而導(dǎo)致鍋爐熱效率降低，余熱鍋爐采用激波清灰方式。激波清灰技術(shù)工作原理是：利用可燃?xì)怏w乙煥，與空氣按一定比例混合成具有爆燃特性的氣體，在高旋流狀態(tài)和可調(diào)脈沖頻率基礎(chǔ)上，通過燃燒混合氣體產(chǎn)生強(qiáng)波噴射氣流、同時伴有沖擊波及高速氣流激振加輻射熱，它通過綜合應(yīng)用氣體的動能，聲能和熱能進(jìn)行除灰。爐灰經(jīng)灰斗、鎖氣器排至出渣機(jī)。垃圾焚燒余熱鍋爐腐蝕分為高溫腐蝕和低溫腐蝕，目前來看以高溫腐蝕為主。本項目蒸汽參數(shù)為6.4MPa、450℃,可劃分為三個腐蝕程度不同的風(fēng)險區(qū)域。輻射通道由于煙氣溫度高，存在CO、HC1等還原性氣體，同時可能存在SNCR霧化效果不佳、滲濾液回噴等不利影響，因此輻射通道為第一風(fēng)險區(qū)域；高溫過熱器由于管內(nèi)工質(zhì)溫度較高，當(dāng)溫度控制不佳和積灰嚴(yán)重也可能發(fā)生腐蝕，為第二風(fēng)險區(qū)域;當(dāng)部分運(yùn)行工況不正常時省煤器給水溫度可能低于13CTC,造成部分區(qū)域管壁溫度處于酸露點(diǎn)以下，省煤器為第三風(fēng)險區(qū)域。為防范腐蝕風(fēng)險，主要采取以下針對措施：優(yōu)化燃燒室結(jié)構(gòu)，本項目燃燒室前后拱為水冷壁結(jié)構(gòu)，燃燒段采用空冷墻，第一通道兩側(cè)墻水冷壁包覆至二次風(fēng)噴口附近，以增大燃燒室吸熱量。同時合理調(diào)配一二次風(fēng)量以控制焚燒爐出口溫度，防止下游輻射通道因溫度過高等原因引發(fā)的腐蝕。高溫過熱器防腐蝕措施:在設(shè)計過程中選用適宜的高溫過熱器入口煙溫，同時高溫過熱器采用順流布置，降低管外壁溫度使其遠(yuǎn)離高溫腐蝕區(qū)域。合理設(shè)計過熱器受熱面積，配置二級減溫器，控制管內(nèi)工質(zhì)溫度,避免管內(nèi)蒸汽超溫。高溫過熱器采用較大橫縱向節(jié)距，并采用激波吹灰器，避免積灰性腐蝕；考慮到國內(nèi)垃圾熱值波動較大，在某些特殊運(yùn)行狀況下，可能會出現(xiàn)排煙溫度較低的情況，對此專門設(shè)計了給水加熱裝置，該裝置設(shè)計在鍋筒汽空間內(nèi)，利用蒸汽將給水加熱后回流至省煤器，從而提高排煙溫度，減少低溫狀況，同時可滿足煙氣處理的要求。為了保證過熱器的使用壽命，高溫過熱器前后兩排壁溫較高區(qū)域采用TP347H材質(zhì)。相對于常規(guī)高溫過熱器材質(zhì)12CrlMoVG,TP347H材質(zhì)中鋁、鍥含量高，并且有穩(wěn)定化學(xué)元素花，故有很好的耐高溫腐蝕性能，可以保證高溫過熱器的使用壽命。1余熱鍋爐構(gòu)造本鍋爐為單鍋筒、自然循環(huán)、次高壓鍋爐，采用前吊后支結(jié)構(gòu)。鍋爐為立式布置，由三個垂直膜式水冷壁通道（即爐室I、II、ni）和一個尾部垂直鋼通道組成，在爐室ni從下至上依次布置了蒸發(fā)器、高溫過熱器、中溫過熱器、低溫過熱器；尾部垂直鋼煙道內(nèi)布置五組省煤器。在過熱器之間布置了二級噴水減溫器，用來調(diào)節(jié)過熱器出口汽溫。構(gòu)架采用鋼結(jié)構(gòu)，按7度地震設(shè)計，室內(nèi)布置。鍋爐采用集中下降管，鍋爐走道平臺為柵格平臺。本系統(tǒng)由以下設(shè)備和子系統(tǒng)組成。一鍋筒-爐膛水冷壁一鍋筒-過熱器(S/H)：(包括一級S/H,二級S/H,三級S/H)省煤器構(gòu)架、剛性梁、外護(hù)板及平臺扶梯鍋爐范圍內(nèi)管道-清灰裝置輸灰系統(tǒng)-爐墻及密封各個設(shè)備和系統(tǒng)詳述如下：(1)鍋筒鍋筒內(nèi)徑為61500mni,壁厚346mm,筒身直段長約lOOOOmin,材料為Q345R,鍋筒兩端封頭均設(shè)有人孔裝置，鍋筒用吊架懸吊在頂板上，吊架對稱布置在鍋筒兩側(cè)，在水平方向上可向左右自由膨脹。鍋筒正常水位在鍋筒中心線以下50mm處，最高和最低水位距正常水位±75mm。鍋筒內(nèi)一次分離裝置為20只6290的旋風(fēng)分離器，二次分離裝置在鍋筒頂部，采用波形板分離器。鍋筒上設(shè)有兩個備用管座，用于系統(tǒng)抽氣。為了保證蒸汽品質(zhì)良好，鍋筒內(nèi)部還裝有加藥管、連續(xù)排污管，并裝有緊急放水管。(2)爐膛及水冷壁整個鍋爐分為三個爐室。爐室斷面尺寸深度X寬度二11700mmX7110mm(按水冷壁中心線)。其中爐室I,即為燃燒室，其斷面深度義寬度為4950mniX7nomm。爐室H為第二通道，其斷面深X寬為3420mmX7n0mm。爐室m為第三通道，其斷面深度X寬度為3330mm義7H0mm。除爐室山的后墻外，其余水冷壁均由660X5、節(jié)距90mm的管子組成，均為用扁鋼和管子焊成的膜式壁，管子材料為20G/GB5310o在爐室III中還水平布置有一級蒸發(fā)受熱面，蒸發(fā)器由638X5的管片共32片組成，蒸發(fā)器橫向節(jié)距220mm,縱向節(jié)距52nlin。在爐室II中布置有兩個垂直分割屏，由@38義5、節(jié)距為70mm的膜式壁組成。為防止蒸發(fā)器的磨損，迎風(fēng)面加裝耐高溫的防磨罩，材質(zhì)06Crl9Nil0。爐室I內(nèi)部區(qū)域采用碳化硅耐磨可塑料澆注和堆焊，爐室H部分水冷壁采用堆焊。水冷壁外設(shè)有剛性梁，整個水冷壁組成剛性吊箍式結(jié)構(gòu)，水冷壁本身及其所屬爐墻及剛性梁等重量均通過水冷壁系統(tǒng)吊掛裝置懸吊在頂板上，前后拱水冷壁及所屬爐膛通過彈簧吊架懸吊于鋼梁上，運(yùn)行時均可向下自由膨脹。本鍋爐采用集中下降管，由數(shù)根管子將鍋筒內(nèi)的水引下，再由數(shù)十根小管將給水均勻供至水冷系統(tǒng)下集箱。集中下降管通過彈簧吊架懸吊于鋼梁上，并設(shè)置了數(shù)層導(dǎo)向裝置用于管道止晃。(3)過熱器及汽溫調(diào)節(jié)過熱器由低溫過熱器、中溫過熱器、高溫過熱器組成，過熱器蛇形管布置在水平煙道內(nèi)，噴水減溫器布置在兩級過熱器之間。飽和蒸汽由連接管引入低溫過熱器進(jìn)口集箱，再進(jìn)入橫向排數(shù)為49排@51X5管子組成的低溫過熱器；蒸汽經(jīng)過一級噴水減溫器后進(jìn)入中溫過熱器進(jìn)口集箱，再進(jìn)入橫向排數(shù)為32排“51義5管子組成的中溫過熱器，蒸汽經(jīng)過二級噴水減溫器后進(jìn)入高溫過熱器進(jìn)口集箱,再進(jìn)入橫向排數(shù)為32排451X5管子組成的高溫過熱器。高溫過熱器、中溫過熱器管子的材料為12CrlMoVG。低溫過熱器管子材料為20G/GB5310,低溫過熱器、中溫過熱器均為單管圈逆流布置，高溫過熱器為單管圈順流布置。高溫過熱器橫向節(jié)距為220nm1,縱向節(jié)距68mm；中溫過熱器橫向節(jié)距為220mm,縱向節(jié)距68mll1；低溫過熱器橫向節(jié)距為140mni,縱向節(jié)距68mm。管子均為順列布置。為防止管子磨損，各級過熱器前后排管束均設(shè)置厚度為3mm的耐高溫防磨罩，材質(zhì)為06Crl9Nil0。過熱器管子和集箱均懸吊在頂梁上，一起向下膨脹。(4)省煤器省煤器布置在尾部水平鋼煙道內(nèi)，共六組，由橫向28排、縱向90排438X4的管子組成，材料為20G/GB/T5310,橫向節(jié)距為100mm,縱向節(jié)距為90mmo管子均為順列、逆流布置。為防止管子磨損，各級省煤器前排管束均設(shè)置厚度為3mm的耐高溫防磨罩，材質(zhì)為12Crl3。省煤器管子和集箱均懸吊在頂梁上，一起向下膨脹。(5)構(gòu)架、剛性梁、外護(hù)板及平臺扶梯本鍋爐按6度地震設(shè)防，構(gòu)架按單排柱設(shè)計，柱間設(shè)有多層橫梁相連，以增加整個構(gòu)架的抗震性能，鋼柱上面設(shè)有頂板，整個爐室、過熱器、省煤器及剛性梁等的荷重均通過吊桿懸吊在頂板上，然后通過鋼柱傳遞到柱基。鍋爐頂板由型鋼及板梁組成。爐膛水冷壁沿高度方向布置多層剛性梁，以增加整個水冷爐室的剛性，此外，后拱水冷壁設(shè)有兩層剛性梁以增加后拱管排的剛性，剛性梁均為H型鋼。鍋爐爐墻外均采用金屬波紋外護(hù)板，用彩鋼制成。在操作、檢修、測試門孔處等均設(shè)有平臺，檢修平臺為花紋鋼板結(jié)構(gòu)，走道平臺為柵格板結(jié)構(gòu)，平臺支撐在鋼架上。在鍋爐頂部還設(shè)置了電動葫蘆軌道，便于用戶使用電動葫蘆以滿足現(xiàn)場運(yùn)行及檢修等起吊要求。(6)鍋爐范圍內(nèi)管道本鍋爐為單母管給水，給水經(jīng)給水操作臺進(jìn)入省煤器，給水操作臺由一條DN80的主管路組成。給水操作臺中分兩路進(jìn)入噴水減溫器,噴水量可通過調(diào)節(jié)閥進(jìn)行調(diào)解。鍋筒至省煤器入口設(shè)有再循環(huán)管，作為生火時保護(hù)省煤器用，鍋筒裝有各種監(jiān)督、控制裝置，如各種水位表、水位自控裝置、壓力表、緊急放水管、加藥管、連續(xù)排污管，并裝有兩只PN100DN80的彈簧安全閥。過熱器出口匯汽集箱上裝有一只PN100DN80的彈簧安全閥和熱電偶插座，還裝有升火排氣管路、反沖洗管路和疏水管路。在鍋爐各最高點(diǎn)裝有空氣閥，最低點(diǎn)裝有疏水閥或排污閥。(7)清灰裝置對于垃圾焚燒余熱鍋爐，在選擇受熱面清灰方式時，應(yīng)著重考慮以下因素:(a)煙氣成分復(fù)雜，酸性氣體含量高、腐蝕性較強(qiáng)；(b)煙氣中的灰塵黏附性強(qiáng)。因此，對于垃圾焚燒余熱鍋爐，必須選擇具有強(qiáng)力清灰效果清灰方式。目前蒸汽吹灰器、激波清灰器及機(jī)械振打三種清灰方式均在余熱鍋爐廣泛應(yīng)用，但由于機(jī)械振打易造成受熱面吊點(diǎn)位置產(chǎn)生裂紋、蒸汽吹灰器后續(xù)的運(yùn)行成本較高，故本技術(shù)方案采用激波吹灰的方式。蒸發(fā)器、高溫過熱器、中溫過熱器、低溫過熱器、省煤器均采用激波吹灰，中溫過熱器前設(shè)置蒸汽吹灰器平臺，預(yù)留蒸汽吹灰接口。(8)輸灰系統(tǒng)在爐室n和爐室ni下采用一組電動雙層翻板閥、膨脹節(jié)、輸灰管道直接輸入焚燒爐后拱；在爐室n下采用絕熱灰斗，并設(shè)置了刮板輸送機(jī)、電動雙層翻板閥、手動控制閥、膨脹節(jié)、輸灰管道等，用于收集飛灰并將灰渣輸送至焚燒爐尾部豎井內(nèi)。(9)爐墻及密封爐室和水平水冷通道外均采用敷管式爐墻，水平鋼煙道外采用輕型護(hù)板墻，爐墻外面均布置有彩鋼板。穿墻部分及兩水冷壁墻的交接處均設(shè)有密封板和密封罩。5.2鍋爐排污系統(tǒng)本系統(tǒng)用于處理鍋爐排污。鍋爐運(yùn)行時的沉積物，特別是水垢容易在鍋爐管道內(nèi)表面形成，外界因素如加熱會影響其在水中的溶解平衡。每種污染物在水中都有其各自的溶解度，當(dāng)濃度過高時便會沉淀。如果水接觸灼熱表面，污染物的溶解度降低，形成沉淀，出現(xiàn)水垢。水垢或沉淀的常見成分為磷酸鈣、碳酸鈣、氫氧化鎂、硅酸鎂、各種形態(tài)的氧化鐵和這些沉淀吸附的二氧化硅。這些沉淀會使得高溫的鍋爐管道產(chǎn)生嚴(yán)重的問題，引起熱效率降低和爆管的危險。因此，鍋爐需要進(jìn)行排污以排除這些污染物，系統(tǒng)主要由以下設(shè)備組成：?連排擴(kuò)容器?定排擴(kuò)容器?排污降溫池鍋爐連續(xù)排污以避免上述問題。連續(xù)排污水由汽包中心線部位排出，其總量約為蒸汽產(chǎn)量的1%,流量由流量計(FI)測量和顯示。手動設(shè)置連續(xù)排污水總量占AC