專利名稱：一種垃圾焚燒爐二次風(fēng)布置裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及垃圾焚燒裝置，尤其涉及一種垃圾焚燒爐二次風(fēng)布置裝置。
背景技術(shù)：
中國(guó)城市化進(jìn)程高速發(fā)展，為人們生活帶來(lái)便利的同時(shí)，也面臨著一系列的問(wèn)題。城市垃圾處理正成為目前中國(guó)城市化面對(duì)的一大難題。隨著土地成本的不斷上升，堆肥、衛(wèi)生填埋等垃圾處理方式的經(jīng)濟(jì)效益不斷下降，同時(shí)堆肥和衛(wèi)生填埋的對(duì)土壤和地下水的二次污染問(wèn)題也日益引起人們的關(guān)注。垃圾焚燒發(fā)電處理具備減容性強(qiáng)，資源化效果顯著，占地面積小等優(yōu)點(diǎn)，正成為我國(guó)城市生活垃圾處理的重要發(fā)展方向。目前我國(guó)在用垃圾焚燒爐爐型眾多，主要有流化床焚燒鍋爐、機(jī)械爐排焚燒爐兩種類型。機(jī)械爐排焚燒爐技術(shù)完善可靠，容量大，垃圾適應(yīng)性強(qiáng)，可燃燒低熱值高水分的垃 圾，是目前垃圾焚燒爐的主要發(fā)展方向。在機(jī)械爐排焚燒爐中，按爐排可以分為滾筒爐排、水平爐排、傾斜爐排。本發(fā)明針對(duì)帶后拱的機(jī)械式爐排爐使用。與常規(guī)化石燃料相比，垃圾成分復(fù)雜多變。垃圾中含有大量的橡膠、塑料、易揮發(fā)性金屬等成分，在爐內(nèi)燃燒時(shí)，易揮發(fā)性金屬容易形成低熔點(diǎn)共晶混合物，粘接于水冷壁上，加速水冷壁受熱面的腐蝕。此外，垃圾中的大量橡膠塑料燃燒生產(chǎn)出大量的含氯化合物，使鍋爐的受熱面遭受嚴(yán)重的氯腐蝕。在垃圾焚燒爐中氯腐蝕對(duì)受熱面的影響遠(yuǎn)大于硫腐蝕。為有效降低垃圾焚燒爐受熱面的氯腐蝕和鹽腐蝕，必須控制垃圾焚燒爐內(nèi)的溫度，防止局部超溫情況出現(xiàn)。不同季節(jié)城市生活垃圾含水率變化較大，燃料熱值不穩(wěn)定。垃圾在機(jī)械式爐排爐中經(jīng)歷干燥、揮發(fā)分析出燃燒、固定碳燃燒、燃盡四個(gè)階段。第一煙道中二次風(fēng)噴嘴的布置，應(yīng)能使二次風(fēng)及時(shí)補(bǔ)燃，保證爐內(nèi)的穩(wěn)定燃燒和垃圾的燃盡，同時(shí)通過(guò)二次風(fēng)的射流擾動(dòng)，優(yōu)化第一煙道內(nèi)氣流組織。由于爐內(nèi)垃圾熱解析出水分，大部分沿著靠近前墻區(qū)域流入第一煙道，導(dǎo)致第一煙道前墻區(qū)域水汽含量過(guò)高，溫度較低。此時(shí)二次風(fēng)噴入后，再較高的汽水濃度、較低的溫度下，補(bǔ)燃效果不明顯；而后墻附近區(qū)域，主要由主燃區(qū)域及燃盡段的高溫?zé)煔饨M成，汽水含量很低，溫度很高，二次風(fēng)噴入后與未燃盡的可燃成分劇烈燃燒，在第一煙道的后墻附近形成劇烈燃燒區(qū)域，火焰中心貼近后墻，容易導(dǎo)致后墻水冷壁的局部高溫，造成高溫腐蝕。為此，應(yīng)適當(dāng)調(diào)節(jié)前后墻的二次風(fēng)比例，通過(guò)增加后墻二次風(fēng)的風(fēng)速，將火焰中心推向第一煙道的中心區(qū)域。此外，當(dāng)入爐垃圾水分含量明顯偏高時(shí)，如南方春季，垃圾熱值的大幅下降導(dǎo)致相應(yīng)二次風(fēng)風(fēng)量銳減，若維持原有的二次風(fēng)噴嘴數(shù)量，二次風(fēng)噴入的風(fēng)速將大大下降，影響二次風(fēng)的射流剛度，不利于爐內(nèi)的氣流組織優(yōu)化和燃燒調(diào)整。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、布局合理、垃圾燃盡率高的垃圾焚燒爐二次風(fēng)布置裝置。本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)
一種垃圾焚燒爐二次風(fēng)布置裝置，包括二次風(fēng)管、前墻第一組二次風(fēng)噴嘴、前墻第二組二次風(fēng)噴嘴、后墻第一組二次風(fēng)噴嘴、后墻第二組二次風(fēng)噴嘴，所述前墻第一組二次風(fēng)噴嘴和前墻第二組二次風(fēng)噴嘴的布置位置，距離第一煙道入口 O. 61m Im ;所述前墻第一組二次風(fēng)噴嘴和前墻第二組二次風(fēng)噴嘴處于同一平面，其噴入角度與后墻傾斜面的夾角為90°，后墻第一組二次風(fēng)噴嘴、后墻第二組二次風(fēng)噴嘴的布置位置與前墻第一組二次風(fēng)噴嘴和前墻第二組二次風(fēng)噴嘴在同一平面上，形成前墻和后墻的二次風(fēng)對(duì)沖。所述前墻第一組二次風(fēng)噴嘴、前墻第二組二次風(fēng)噴嘴、后墻第一組二次風(fēng)噴嘴及后墻第二組二次風(fēng)噴嘴，每一組二次風(fēng)的各個(gè)噴嘴之間等距離分布；前墻、后墻兩端二次風(fēng)噴嘴至側(cè)墻內(nèi)壁之間的距離，同各個(gè)噴嘴之間的距離相等。在寬度方向上，前墻第一組二次風(fēng)噴嘴和前墻第二組二次風(fēng)噴嘴的總數(shù)與后墻第一組二次風(fēng)噴嘴和后墻第二組二次風(fēng)噴嘴的總數(shù)之比為I. 75。所述前墻第一組二次風(fēng)噴嘴和前墻第二組二次風(fēng)噴嘴、后墻第一組二次風(fēng)噴嘴、后墻第二組二次風(fēng)噴嘴，通過(guò)管路與二次風(fēng)管連接，該管路上設(shè)置有二次風(fēng)風(fēng)門。 所述前墻第一組二次風(fēng)噴嘴和前墻第二組二次風(fēng)噴嘴與后墻第一組二次風(fēng)噴嘴和后墻第二組二次風(fēng)噴嘴的風(fēng)量比是O. 8 I. 4 :1。所述前墻第一組二次風(fēng)噴嘴和前墻第二組二次風(fēng)噴嘴的射流速率為40m/s 70m/s ;所述后墻第一組二次風(fēng)噴嘴和后墻第二組二次風(fēng)噴嘴的射流速度為20m/s 40m/
So本發(fā)明與現(xiàn)有的技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)I、通過(guò)有效減少，后墻第一組二次風(fēng)噴嘴和后墻第二組二次風(fēng)噴嘴的數(shù)量，提高后墻第一組二次風(fēng)噴嘴和后墻第二組二次風(fēng)噴嘴的噴射速度和剛度，弱化靠近前墻區(qū)域水蒸氣含量過(guò)大、溫度較低導(dǎo)致的燃燒不理想。通過(guò)后墻第一組二次風(fēng)噴嘴和后墻第二組二次風(fēng)噴嘴的高速二次風(fēng)擾動(dòng)，使第一煙道的火焰中心位于煙道中心區(qū)域。2、能夠增強(qiáng)垃圾焚燒爐對(duì)入爐垃圾的燃料適應(yīng)性。當(dāng)燃料特性有較大變化時(shí)，如水分含量、熱值的大幅度改變，通過(guò)對(duì)前墻和后墻二次風(fēng)流量的調(diào)節(jié)以及各組二次風(fēng)風(fēng)門的開(kāi)與閉，保證二次風(fēng)噴入速度和剛性，實(shí)現(xiàn)二次風(fēng)的及時(shí)助燃，增強(qiáng)爐內(nèi)的穩(wěn)定燃燒，拓展焚燒爐的燃料適應(yīng)性。3、前墻第一組二次風(fēng)噴嘴和后墻第一組二次風(fēng)噴嘴將高速氣流噴射入爐膛內(nèi)，一方面利用高速且剛度較大的二次風(fēng)對(duì)爐膛內(nèi)上升氣流產(chǎn)生類似風(fēng)簾的作用，壓制上升氣流的速度，另一方面，利用高速二次風(fēng)射流作用，優(yōu)化爐膛內(nèi)氣流組織，有利于加強(qiáng)爐膛內(nèi)氣流混合及停留時(shí)間，提高燃燒率。


圖I為本發(fā)明垃圾焚燒爐二次風(fēng)布置裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖I中正面結(jié)構(gòu)剖視示意圖。圖3a為二次風(fēng)噴嘴全開(kāi)時(shí)爐膛中間截面的溫度分布圖。圖3b為二次風(fēng)噴嘴部分開(kāi)啟時(shí)爐膛中間截面的溫度分布圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步具體詳細(xì)描述。實(shí)施例如圖1、2所示。本發(fā)明垃圾焚燒爐二次風(fēng)布置裝置，包括二次風(fēng)管5、二次風(fēng)風(fēng)門
6、前墻7、后墻8、側(cè)墻9、前墻第一組二次風(fēng)噴嘴I、前墻第二組二次風(fēng)噴嘴2、后墻第一組二次風(fēng)噴嘴3、后墻第二組二次風(fēng)噴嘴4，其特征在于所述前墻第一組二次風(fēng)噴嘴I和前墻第二組二次風(fēng)噴嘴2的布置位置，距離第一煙道入口 O. 61m Im ;所述前墻第一組二次風(fēng)噴嘴I和前墻第二組二次風(fēng)噴嘴2處于同一平面，其噴入角度與后墻8傾斜面的夾角為90°，后墻第一組二次風(fēng)噴嘴3、后墻第二組二次風(fēng)噴嘴4的布置位置與前墻第一組二次風(fēng)噴嘴I和前墻第二組二次風(fēng)噴嘴2在同一平面上，形成前墻7和后墻8的二次風(fēng)對(duì)沖。所述前墻第一組二次風(fēng)噴嘴I、前墻第二組二次風(fēng)噴嘴2、后墻第一組二次風(fēng)噴嘴3及后墻第二組二次風(fēng)噴嘴4，每一組二次風(fēng)的各個(gè)噴嘴之間等距離分布；前墻、后墻兩端 二次風(fēng)噴嘴至側(cè)墻內(nèi)壁之間的距離，同各個(gè)噴嘴之間的距離相等。前墻第二組二次風(fēng)噴嘴2和后墻第二組二次風(fēng)噴嘴4的確定方式為以某一組的某一端的第2個(gè)噴嘴為開(kāi)始，以間隔為2個(gè)的方式選取噴嘴，從而形成該組二次風(fēng)噴嘴。在寬度方向上，前墻第一組二次風(fēng)噴嘴I和前墻第二組二次風(fēng)噴嘴2的總數(shù)與后墻第一組二次風(fēng)噴嘴3和后墻第二組二次風(fēng)噴嘴4的總數(shù)之比為I. 75。所述前墻第一組二次風(fēng)噴嘴I、前墻第二組二次風(fēng)噴嘴2、后墻第一組二次風(fēng)噴嘴3、后墻第二組二次風(fēng)噴嘴4,通過(guò)管路與二次風(fēng)管5連接,該管路上設(shè)置有二次風(fēng)風(fēng)門6。前墻第一組二次風(fēng)噴嘴I、前墻第二組二次風(fēng)噴嘴2共用一個(gè)二次風(fēng)風(fēng)管；后墻第一組二次風(fēng)噴嘴3、后墻第二組二次風(fēng)噴嘴4共用一個(gè)二次風(fēng)風(fēng)管。每組二次風(fēng)噴嘴由獨(dú)立的二次風(fēng)風(fēng)門進(jìn)行控制，通過(guò)調(diào)節(jié)前墻后墻的二次風(fēng)比例，從而改變二次風(fēng)的噴入速度。由于后墻二次風(fēng)噴嘴數(shù)量明顯小于前墻二次風(fēng)噴嘴數(shù)量，在風(fēng)量分配不太懸殊時(shí)，有利于增加后墻二次風(fēng)的噴入速度。所述前墻第一組二次風(fēng)噴嘴I和前墻第二組二次風(fēng)噴嘴2與后墻第一組二次風(fēng)噴嘴3和后墻第二組二次風(fēng)噴嘴4的風(fēng)量比是O. 8 I. 4 :1。應(yīng)根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，使第一煙道的火焰中心位于煙道的中心區(qū)域。所述前墻第一組二次風(fēng)噴嘴I和前墻第二組二次風(fēng)噴嘴2的射流速率為40m/s 70m/s ;所述后墻第一組二次風(fēng)噴嘴3和后墻第二組二次風(fēng)噴嘴4的射流速度為20 40m/
So當(dāng)燃料特性發(fā)生較大變化時(shí)，如含水率、熱值有較大下降時(shí)，在特定的過(guò)量空氣系數(shù)和一、二次風(fēng)配比下，二次風(fēng)流量會(huì)大大減少，從而導(dǎo)致二次風(fēng)噴入速度急劇下降，二次風(fēng)的剛度很弱，難以深入第一煙道的中心區(qū)域，補(bǔ)燃空氣沿著煙道的前墻、后墻向上抬升，由于前墻水汽濃度很高，難以形成高溫燃燒區(qū)域，可燃物的燃燒均集中于后墻附近區(qū)域，導(dǎo)致?tīng)t膛內(nèi)火焰中心出現(xiàn)在后墻貼壁區(qū)域，導(dǎo)致水冷壁的局部溫度過(guò)高，加劇腐蝕速度。此時(shí)應(yīng)通過(guò)前墻第二組二次風(fēng)噴嘴2、后墻第二組二次風(fēng)噴嘴4的二次風(fēng)風(fēng)門(6)，減少二次風(fēng)噴嘴的投入數(shù)量，在同樣的二次風(fēng)流量下，能大大提升二次風(fēng)的噴入速度，有效調(diào)節(jié)火焰中心的位置，避免局部溫度過(guò)高導(dǎo)致腐蝕加速。由于前墻第一組二次風(fēng)噴嘴I、后墻第一組二次風(fēng)噴嘴3的噴嘴數(shù)量較多，若關(guān)閉這兩組噴嘴將使?fàn)t膛內(nèi)二次風(fēng)噴入沿寬度方向均勻性大大降低，二次風(fēng)的速度也將過(guò)大。為此，在實(shí)際運(yùn)行中，應(yīng)將前墻第二組二次風(fēng)噴嘴2、后墻第二組二次風(fēng)噴嘴4作為調(diào)節(jié)組，其余兩組作為常開(kāi)組。以一臺(tái)處理量為450t/d的逆推式往復(fù)階梯爐排的爐型進(jìn)行模擬計(jì)算，布置4組二次風(fēng)噴嘴，前墻二次風(fēng)噴嘴21個(gè)，后墻二次風(fēng)噴嘴12個(gè)。二次風(fēng)風(fēng)量為總風(fēng)量的20%。分別模擬低垃圾熱值下，前墻第一組二次風(fēng)噴嘴I和后墻第一組二次風(fēng)噴嘴3全開(kāi)時(shí)的工況見(jiàn)圖3 (a);關(guān)閉前墻第二組二次風(fēng)噴嘴2和后墻第二組二次風(fēng)噴嘴4時(shí)的工況見(jiàn)圖3 (b)。結(jié)果表明，低熱值下，選擇性關(guān)閉部分二次風(fēng)噴嘴，能使二次風(fēng)保持較高的噴入速度，防止出現(xiàn)火焰中心貼壁的現(xiàn)象，減少局部溫度過(guò)高導(dǎo)致的高溫腐蝕加速問(wèn)題。如上所述便可較好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的 保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種垃圾焚燒爐二次風(fēng)布置裝置，包括二次風(fēng)管、前墻第一組二次風(fēng)噴嘴、前墻第二組二次風(fēng)噴嘴、后墻第一組二次風(fēng)噴嘴、后墻第二組二次風(fēng)噴嘴，其特征在于所述前墻第一組二次風(fēng)噴嘴和前墻第二組二次風(fēng)噴嘴的布置位置，距離第一煙道入口 0. 61m Im ； 所述前墻第一組二次風(fēng)噴嘴和前墻第二組二次風(fēng)噴嘴處于同一平面，其噴入角度與后墻傾斜面的夾角為90° ;后墻第一組二次風(fēng)噴嘴、后墻第二組二次風(fēng)噴嘴的布置位置與前墻第一組二次風(fēng)噴嘴和前墻第二組二次風(fēng)噴嘴在同一平面上，形成前墻和后墻的二次風(fēng)對(duì)沖。
2.如權(quán)利要求I所述的垃圾焚燒爐二次風(fēng)布置裝置，其特征在于所述前墻第一組二次風(fēng)噴嘴、前墻第二組二次風(fēng)噴嘴、后墻第一組二次風(fēng)噴嘴及后墻第二組二次風(fēng)噴嘴，每一組二次風(fēng)的各個(gè)噴嘴之間等距離分布；前墻、后墻兩端二次風(fēng)噴嘴至側(cè)墻內(nèi)壁之間的距離，同各個(gè)噴嘴之間的距離相等。
3.如權(quán)利要求I所述的垃圾焚燒爐二次風(fēng)布置裝置，其特征在于在寬度方向上，前墻第一組二次風(fēng)噴嘴和前墻第二組二次風(fēng)噴嘴的總數(shù)與后墻第一組二次風(fēng)噴嘴和后墻第二組二次風(fēng)噴嘴的總數(shù)之比為I. 75。
4.如權(quán)利要求I所述的垃圾焚燒爐二次風(fēng)布置裝置，其特征在于所述前墻第一組二次風(fēng)噴嘴和前墻第二組二次風(fēng)噴嘴、后墻第一組二次風(fēng)噴嘴、后墻第二組二次風(fēng)噴嘴，通過(guò)管路與二次風(fēng)管連接，該管路上設(shè)置有二次風(fēng)風(fēng)門。
5.如權(quán)利要求I所述的垃圾焚燒爐二次風(fēng)布置裝置，其特征在于所述前墻第一組二次風(fēng)噴嘴和前墻第二組二次風(fēng)噴嘴與后墻第一組二次風(fēng)噴嘴和后墻第二組二次風(fēng)噴嘴的風(fēng)量比是0. 8 I. 4 :1。
6.如權(quán)利要求I所述的垃圾焚燒爐二次風(fēng)布置裝置，其特征在于所述前墻第一組二次風(fēng)噴嘴和前墻第二組二次風(fēng)噴嘴的射流速率為40m/s 70m/s ;所述后墻第一組二次風(fēng)噴嘴和后墻第二組二次風(fēng)噴嘴的射流速度為20m/s 40m/s。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種垃圾焚燒爐二次風(fēng)布置裝置，包括前墻第一、第二組二次風(fēng)噴嘴；后墻第一、第二組二次風(fēng)噴嘴；前墻第一、第二組二次風(fēng)噴嘴的布置位置，距離第一煙道入口0.61m～1m；前墻第一、第二組二次風(fēng)噴嘴處于同一平面，其噴入角度與后墻傾斜面的夾角為90°；后墻第一、第二組二次風(fēng)噴嘴的布置位置與前墻第一、第二組二次風(fēng)噴嘴在同一平面上，形成前后墻二次風(fēng)對(duì)沖。當(dāng)入爐垃圾熱值大幅下降時(shí)，關(guān)閉前后墻第二組二次風(fēng)噴嘴，使得在總風(fēng)量減少的情況下，保持二次風(fēng)較高流速。通過(guò)調(diào)節(jié)二次風(fēng)比例及各組二次風(fēng)的開(kāi)閉，保持二次風(fēng)射流的剛度，實(shí)現(xiàn)及時(shí)補(bǔ)燃，優(yōu)化爐內(nèi)氣流組織，保障火焰中心處于中心區(qū)域，避免水冷壁出現(xiàn)局部高溫情況。
文檔編號(hào)F23G5/44GK102954474SQ201210501759
公開(kāi)日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月29日
發(fā)明者馬曉茜, 唐玉婷, 賴志燚 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)