一种小型垃圾焚烧余热锅炉的制作方法

1.本技术涉及燃气锅炉技术，具体地涉及一种小型垃圾焚烧余热锅炉。


背景技术：

2.随着国民经济的迅速发展，县镇区域生活垃圾产生量急剧上升，采用高温焚烧方式能有效实现生活垃圾的无害化、资源化，提升县镇人居环境质量。
3.目前城市生活垃圾处理规模单炉一般都在300吨/天以上,垃圾量充足，热值高，焚烧产出中温中压以上参数的过热蒸汽用来发电取得收益，但建设和运行成本较高，显然不适用于垃圾量较少、热值较低的县镇实际情况。因此需要根据县镇具体情况来设计、制作适用于小型生活垃圾焚烧项目的余热回收设备。


技术实现要素：

4.为了克服以上的技术缺陷，本技术提供一种小型垃圾焚烧余热锅炉，适合于城乡生活垃圾的特点，每天处理垃圾能力在75～250吨，要求满足燃烧效率、节能环保、经济实用。
5.根据本技术，一种小型垃圾焚烧余热锅炉，包括设置在炉排上方的锅炉本体，所述锅炉本体均设置在锅炉构架上，所述锅炉本体包括设置在炉排上方的炉膛，所述炉膛的后部依次设有二烟道、烟气转向灰斗、三烟道、连接烟道以及尾部烟道，所述二烟道内依次设有高温烟气辐射冷却室、二通道燃烬室以及蒸发器管系ⅰ，所述三烟道内由下至上依次设有烟气空气预热器、蒸发器管系ⅱ和三通道冷却室，所述尾部烟道内设有省煤器系统且省煤器系统布置有清灰装置。
6.优选地，所述烟气空气预热器上连接有空气进管，所述空气进管上设有蒸汽空气预热器，所述蒸汽空气预热器上设有蒸汽进口和蒸汽出口。
7.优选地，所述空气进管上设有温度计。
8.优选地，所述锅炉构架上设有汽包以及混合集箱，所述汽包内设有加热器，所述混合集箱通过给水管路依次连通省煤器系统和汽包，所述给水管路的给水端设有与汽包直接连接的给水分管，且汽包通过回流管路与混合集箱连接。
9.优选地，所述给水管路以及给水分管上均设有调节阀。
10.优选地，所述省煤器系统设有四个受热面单元，且下部两个受热单元的管材均使用耐酸合金钢材质。
11.优选地，所述炉膛与二烟道之间通过余热烟气进口膨胀节连接。
12.优选地，所述清灰装置采用激波或蒸汽吹清扫方式。
13.优选地，所述连接烟道上设有三维膨胀节。
14.本技术的一种小型垃圾焚烧余热锅炉与现有技术相比优点在于：
15.(1)本技术的垃圾焚烧余热锅炉为满足助燃空气所需温度，采用了内置式烟气空气预热器与外置式的蒸汽空气预热器相结合的加热空气方式。不同于垃圾发电余热锅炉系
统有温度较高的过热蒸汽作为热源来加热空气，本锅炉只能用自产的饱和蒸汽将助燃空气加热到一定温度后再由烟气空气预热器加热到所需温度。确保生活垃圾在进入焚烧炉后能得到充分的干燥和热解。
16.(2)为了防止烟气空气预热器的高温腐蚀，一般烟气温度在630～700℃之间时，高温腐蚀速度较大，本技术在二通道燃烬室下部设置了蒸发器管系ⅰ，确保进入烟气空气预热器的烟气温度小于600℃；且烟气空气预热器受热管束横向节距采用大节距，配合设置清灰装置，从而避免管壁温度因搭桥积灰而上升，烟气空气预热器受热管材采用合金钢管等各种措施，有效减小烟气空气预热器管材的高温腐蚀发生几率，增加锅炉使用寿命。
17.(3)本技术采用的小型生活垃圾焚烧余热锅炉采用立式多通道结构，具有紧凑、占地面积小和经济型优良等特点。
18.(4)本技术的小型生活垃圾焚烧余热锅炉考虑到经济性，提高热回收效率，采用了较低的给水温度，由此增加了省煤器受热面管低温腐蚀的风险。为减小腐蚀产生的措施，其一设置进水旁路系统，调节流经省煤器工质吸热量，保证任何可能工况下省煤器出口烟气温度均不低于200℃，使省煤器系统管壁温度维持在酸点温度以上；其二在烟气低温区省煤器管束采用耐酸合金钢，提高管材抗腐蚀能力。
附图说明
19.图1为本发明锅炉结构示意图；
20.图2为本发明锅炉燃烧空气预热系统示意图；
21.图3为本发明锅炉省煤器排烟调温系统示意图；
22.附图标记：1、炉膛，2、余热烟气进口膨胀节，3、高温烟气辐射冷却室，4、二通道燃烬室，5、蒸发器管系ⅰ，6、烟气转向灰斗，7、烟气空气预热器，8、蒸发器管系ⅱ，9、三通道冷却室，10、连接烟道，11、省煤器系统，12、清灰装置，13、汽包，14、锅炉构架，15、蒸汽空气预热器，16、二烟道，17、三烟道，18、尾部烟道，19、空气进管，20、蒸汽进口，21、蒸汽出口，22、温度计，23、混合集箱，24、加热器，25、给水管路，26、给水分管，27、回流管路，28、调节阀。
具体实施方式
23.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
24.如附图1所示，一种小型垃圾焚烧余热锅炉，包括设置在炉排上方的锅炉本体，锅炉本体均设置在锅炉构架14上，锅炉本体包括设置在炉排上方的炉膛1，炉膛1的后部依次设有二烟道16、烟气转向灰斗6、三烟道17、连接烟道10以及尾部烟道18，二烟道16内依次设有高温烟气辐射冷却室3、二通道燃烬室4以及蒸发器管系ⅰ5，三烟道17内由下至上依次设有烟气空气预热器7、蒸发器管系ⅱ8和三通道冷却室9，尾部烟道18内设有省煤器系统11且省煤器系统11布置有清灰装置12，在具体实施过程中，本技术的小型生活垃圾焚烧余热锅炉各管束型受热面包括蒸发器管系ⅰ5、烟气空气预热器7、蒸发器管系ⅱ8、省煤器系统11为防止烟灰搭桥堵塞通道，均布置了清灰装置12。
25.如附图2所示，烟气空气预热器7上连接有空气进管19，空气进管19上设有蒸汽空气预热器15，蒸汽空气预热器15上设有蒸汽进口20和蒸汽出口21，为保证垃圾焚烧效率，需要将助燃空气加热到220℃以上，用于助燃的空气先进入蒸汽空气预热器15，蒸汽空气预热器加热汽源可采用锅炉自产蒸汽，助燃空气加热到一定温度后再送入烟气空气预热器7继续加热到焚烧工艺要求的热风温度。
26.在一个实施例中，空气进管19上设有温度计22，温度计22可实时监测空气进管19内的空气温度。
27.如附图3所示，锅炉构架14上设有汽包13以及混合集箱23，汽包13内设有加热器24，混合集箱23通过给水管路25依次连通省煤器系统11和汽包13，给水管路25的给水端设有与汽包13直接连接的给水分管26，且汽包13通过回流管路27与混合集箱23连接，给水管路25以及给水分管26上均设有调节阀28，该设置为省煤器排烟调温系统，通过调节流经省煤器系统11工质吸热量来控制省煤器系统11排烟温度，具体地说当排烟温度较低时，通过加大锅筒给水分管26上的调节阀28的开度，使部分汽包13给水通过加热器24吸收热量提高水温，通过混合集箱23进入省煤器系统11的给水温度也提高，减小了烟气与管内工质的温差，相应减少了给水在省煤器系统11内的吸热量，也就控制了排烟温度；
28.汽包13只生产参数较低的饱和蒸汽供生产或生活，考虑到锅炉蒸发量较小，不同于常规的垃圾发电系统锅炉设置过热器装置产出过热蒸汽供汽轮机发电，该锅炉不设置过热器系统，直接从汽包13输出饱和蒸汽。
29.在一个实施例中，省煤器系统11设有四个受热面单元，且下部两个受热单元的管材均使用耐酸合金钢材质。
30.在一个实施例中，炉膛1与二烟道16之间通过余热烟气进口膨胀节2连接。
31.在一个实施例中，清灰装置12采用激波或蒸汽吹清扫方式，可以有效的减小管束型受热面积灰搭桥的形成，保证受热面换热能力。
32.在一个实施例中，连接烟道10上设有三维膨胀节，锅炉前部通道为悬吊结构，后部的省煤器通道为支撑结构，热膨胀方向不同，为此，锅炉连接烟道10设置了三维膨胀节，吸收相对膨胀位移量，确保锅炉稳定安全运行。
33.工作原理：垃圾在炉膛1中进行燃烧，产生烟气，炉膛1内的温度高，燃烧过程中释放出大量热能，烟气经过辐射冷却室3后，进入二通道燃烬室4，进一步燃烧燃烬室中的燃烧残渣，减少了燃烧残渣的排放，经过二通道燃烬室4后的烟气进入蒸发器管系ⅰ5，与管系中的管子接触，烟气的热量传递给管子内的工质(例如水)，使其蒸发并转化为蒸汽，烟气通过烟气转向灰斗6，使烟气的流向发生改变，准备进入下一个烟道。烟气进入烟气空气预热器7，与预热器中的管束型受热面接触，烟气的热量传递给预热器内的空气，将助燃空气加热到所需的高温(例如220℃以上)。经过烟气空气预热器7后的烟气进入蒸发器管系ⅱ8，类似于蒸发器管系ⅰ5，烟气的热量传递给管子内的工质，进一步提高热能利用效率。烟气经过蒸发器管系ⅱ8后进入三通道冷却室9，在三通道冷却室9中，烟气的温度进一步降低，通过与管束型受热面接触，传递热量给管内的工质，实现余热回收和冷却效果，烟气离开三通道冷却室9后进入连接烟道10，该烟道上设置了三维膨胀节，以吸收因热膨胀引起的位移，确保锅炉的稳定运行。随后，烟气进入尾部烟道18。省煤器系统11位于尾部烟道18内，由四个受热面单元组成，通过管束型受热面与烟气进行热量交换，进一步回收烟气中的余热。
34.以上实施例仅用以说明本技术实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术权利要求所限定的精神和范围。

技术特征：
1.一种小型垃圾焚烧余热锅炉，包括设置在炉排上方的锅炉本体，所述锅炉本体均设置在锅炉构架(14)上，其特征在于，所述锅炉本体包括设置在炉排上方的炉膛(1)，所述炉膛(1)的后部依次设有二烟道(16)、烟气转向灰斗(6)、三烟道(17)、连接烟道(10)以及尾部烟道(18)，所述二烟道(16)内依次设有高温烟气辐射冷却室(3)、二通道燃烬室(4)以及蒸发器管系ⅰ(5)，所述三烟道(17)内由下至上依次设有烟气空气预热器(7)、蒸发器管系ⅱ(8)和三通道冷却室(9)，所述尾部烟道(18)内设有省煤器系统(11)且省煤器系统(11)布置有清灰装置(12)。2.根据权利要求1所述的一种小型垃圾焚烧余热锅炉，其特征在于，所述烟气空气预热器(7)上连接有空气进管(19)，所述空气进管(19)上设有蒸汽空气预热器(15)，所述蒸汽空气预热器(15)上设有蒸汽进口(20)和蒸汽出口(21)。3.根据权利要求2所述的一种小型垃圾焚烧余热锅炉，其特征在于，所述空气进管(19)上设有温度计(22)。4.根据权利要求1所述的一种小型垃圾焚烧余热锅炉，其特征在于，所述锅炉构架(14)上设有汽包(13)以及混合集箱(23)，所述汽包(13)内设有加热器(24)，所述混合集箱(23)通过给水管路(25)依次连通省煤器系统(11)和汽包(13)，所述给水管路(25)的给水端设有与汽包(13)直接连接的给水分管(26)，且汽包(13)通过回流管路(27)与混合集箱(23)连接。5.根据权利要求4所述的一种小型垃圾焚烧余热锅炉，其特征在于，所述给水管路(25)以及给水分管(26)上均设有调节阀(28)。6.根据权利要求4所述的一种小型垃圾焚烧余热锅炉，其特征在于，所述省煤器系统(11)设有四个受热面单元，且下部两个受热单元的管材均使用耐酸合金钢材质。7.根据权利要求1所述的一种小型垃圾焚烧余热锅炉，其特征在于，所述炉膛(1)与二烟道(16)之间通过余热烟气进口膨胀节(2)连接。8.根据权利要求1所述的一种小型垃圾焚烧余热锅炉，其特征在于，所述清灰装置(12)采用激波或蒸汽吹清扫方式。9.根据权利要求1所述的一种小型垃圾焚烧余热锅炉，其特征在于，所述连接烟道(10)上设有三维膨胀节。

技术总结
本申请公开了一种小型垃圾焚烧余热锅炉，包括设置在炉排上方的锅炉本体，所述锅炉本体均设置在锅炉构架上，所述锅炉本体包括设置在炉排上方的炉膛，所述炉膛的后部依次设有二烟道、烟气转向灰斗、三烟道、连接烟道以及尾部烟道，所述二烟道内依次设有高温烟气辐射冷却室、二通道燃烬室以及蒸发器管系Ⅰ，所述三烟道内由下至上依次设有烟气空气预热器、蒸发器管系Ⅱ和三通道冷却室，所述尾部烟道内设有省煤器系统且省煤器系统布置有清灰装置。本申请与现有技术相比：本申请针对小型生活垃圾焚烧产生的的高温、高尘、高腐蚀性烟气，采用独特的余热锅炉结构来回收烟气中的热量，产生中压或低压饱和蒸汽用于生产或生活，并能安全、稳定长周期运行。周期运行。周期运行。


技术研发人员：周勇 王盟 张鄂婴 郑晴晴 姚兰花 程杰 高姗姗 狄亚娟 段菽洁 段绪强
受保护的技术使用者：江苏四方清洁能源装备制造有限公司
技术研发日：2023.05.26
技术公布日：2023/7/12