【垃圾焚烧】余热锅炉

【垃圾焚烧】余热锅炉垃圾焚烧产生热能通过余热锅炉产生蒸汽。本锅炉为立式布置单锅筒、自然循环、中压锅炉，采用前吊后支结构。由汽包、下降管、集箱、膜式水冷壁、蒸发管束组成。锅炉汽包水经布置在锅炉水冷壁外侧的降水管引入底部的集箱，在吸收烟气热量的同时流经锅炉水冷壁和蒸发管，回到汽包。蒸汽在饱和状态下产生，在汽包内从水汽状态分离。高温烟气经第一、二、三通道冷却和沉降后进入尾部垂直钢通道，依次进入蒸发器、过热器、省煤器后经烟道排往烟气净化系统。锅炉补水为来自水处理间的除盐水，经除盐水泵送到除氧器除氧,i3（rc的锅炉给水从除氧器水箱流至低压给水母管，再经给水泵加压，通过锅炉高压给水管供余热锅炉的给水和减温水；给水经省煤器加热后进入汽包。为了控制汽包水位和主蒸汽温度，在锅炉给水和减温水管上设电动调节阀门，锅筒水位是通过三冲量串级调节，操作员可通过设在水位计旁摄像头在中控室的工业电视上观察锅筒水位。锅筒中产生的饱和蒸汽通过三级过热器（低温、中温、高温）和二级喷水减温器后得到压力为6.4MPa,温度为45CTC过热蒸汽，余热锅炉产生主蒸汽通过主蒸汽管供2台12MW汽轮机和2台15MW发电机组发电。锅炉加药需用的药水，由加药装置的加药泵送至锅筒。为保证蒸汽品质，锅炉设连续排污和定期排污，连续排污水和定期排污水分别进入连续排污扩容器和定期排污扩容器。连续排污扩容器二次蒸汽排往除氧器，其排污水排往定期排污扩容器；定期排污扩容器二次蒸汽直接排入空气，其排污水排入室外降温池，降温后排入下水管道。为了防止烟尘在锅炉各水冷壁积累而导致锅炉热效率降低，余热锅炉采用激波清灰方式。激波清灰技术工作原理是：利用可燃气体乙焕，与空气按一定比例混合成具有爆燃特性的气体，在高旋流状态和可调脉冲频率基础上，通过燃烧混合气体产生强波喷射气流、同时伴有冲击波及高速气流激振加辐射热，它通过综合应用气体的动能，声能和热能进行除灰。炉灰经灰斗、锁气器排至出渣机。垃圾焚烧余热锅炉腐蚀分为高温腐蚀和低温腐蚀，目前来看以高温腐蚀为主。本项目蒸汽参数为6.4MPa、450℃,可划分为三个腐蚀程度不同的风险区域。辐射通道由于烟气温度高，存在CO、HC1等还原性气体，同时可能存在SNCR雾化效果不佳、渗滤液回喷等不利影响，因此辐射通道为第一风险区域；高温过热器由于管内工质温度较高，当温度控制不佳和积灰严重也可能发生腐蚀，为第二风险区域;当部分运行工况不正常时省煤器给水温度可能低于13CTC,造成部分区域管壁温度处于酸露点以下，省煤器为第三风险区域。为防范腐蚀风险，主要采取以下针对措施：优化燃烧室结构，本项目燃烧室前后拱为水冷壁结构，燃烧段采用空冷墙，第一通道两侧墙水冷壁包覆至二次风喷口附近，以增大燃烧室吸热量。同时合理调配一二次风量以控制焚烧炉出口温度，防止下游辐射通道因温度过高等原因引发的腐蚀。高温过热器防腐蚀措施:在设计过程中选用适宜的高温过热器入口烟温，同时高温过热器采用顺流布置，降低管外壁温度使其远离高温腐蚀区域。合理设计过热器受热面积，配置二级减温器，控制管内工质温度,避免管内蒸汽超温。高温过热器采用较大横纵向节距，并采用激波吹灰器，避免积灰性腐蚀；考虑到国内垃圾热值波动较大，在某些特殊运行状况下，可能会出现排烟温度较低的情况，对此专门设计了给水加热装置，该装置设计在锅筒汽空间内，利用蒸汽将给水加热后回流至省煤器，从而提高排烟温度，减少低温状况，同时可满足烟气处理的要求。为了保证过热器的使用寿命，高温过热器前后两排壁温较高区域采用TP347H材质。相对于常规高温过热器材质12CrlMoVG,TP347H材质中铝、锲含量高，并且有稳定化学元素花，故有很好的耐高温腐蚀性能，可以保证高温过热器的使用寿命。1余热锅炉构造本锅炉为单锅筒、自然循环、次高压锅炉，采用前吊后支结构。锅炉为立式布置，由三个垂直膜式水冷壁通道（即炉室I、II、ni）和一个尾部垂直钢通道组成，在炉室ni从下至上依次布置了蒸发器、高温过热器、中温过热器、低温过热器；尾部垂直钢烟道内布置五组省煤器。在过热器之间布置了二级喷水减温器，用来调节过热器出口汽温。构架采用钢结构，按7度地震设计，室内布置。锅炉采用集中下降管，锅炉走道平台为栅格平台。本系统由以下设备和子系统组成。一锅筒-炉膛水冷壁一锅筒-过热器(S/H)：(包括一级S/H,二级S/H,三级S/H)省煤器构架、刚性梁、外护板及平台扶梯锅炉范围内管道-清灰装置输灰系统-炉墙及密封各个设备和系统详述如下：(1)锅筒锅筒内径为61500mni,壁厚346mm,筒身直段长约lOOOOmin,材料为Q345R,锅筒两端封头均设有人孔装置，锅筒用吊架悬吊在顶板上，吊架对称布置在锅筒两侧，在水平方向上可向左右自由膨胀。锅筒正常水位在锅筒中心线以下50mm处，最高和最低水位距正常水位±75mm。锅筒内一次分离装置为20只6290的旋风分离器，二次分离装置在锅筒顶部，采用波形板分离器。锅筒上设有两个备用管座，用于系统抽气。为了保证蒸汽品质良好，锅筒内部还装有加药管、连续排污管，并装有紧急放水管。(2)炉膛及水冷壁整个锅炉分为三个炉室。炉室断面尺寸深度X宽度二11700mmX7110mm(按水冷壁中心线)。其中炉室I,即为燃烧室，其断面深度义宽度为4950mniX7nomm。炉室H为第二通道，其断面深X宽为3420mmX7n0mm。炉室m为第三通道，其断面深度X宽度为3330mm义7H0mm。除炉室山的后墙外，其余水冷壁均由660X5、节距90mm的管子组成，均为用扁钢和管子焊成的膜式壁，管子材料为20G/GB5310o在炉室III中还水平布置有一级蒸发受热面，蒸发器由638X5的管片共32片组成，蒸发器横向节距220mm,纵向节距52nlin。在炉室II中布置有两个垂直分割屏，由@38义5、节距为70mm的膜式壁组成。为防止蒸发器的磨损，迎风面加装耐高温的防磨罩，材质06Crl9Nil0。炉室I内部区域采用碳化硅耐磨可塑料浇注和堆焊，炉室H部分水冷壁采用堆焊。水冷壁外设有刚性梁，整个水冷壁组成刚性吊箍式结构，水冷壁本身及其所属炉墙及刚性梁等重量均通过水冷壁系统吊挂装置悬吊在顶板上，前后拱水冷壁及所属炉膛通过弹簧吊架悬吊于钢梁上，运行时均可向下自由膨胀。本锅炉采用集中下降管，由数根管子将锅筒内的水引下，再由数十根小管将给水均匀供至水冷系统下集箱。集中下降管通过弹簧吊架悬吊于钢梁上，并设置了数层导向装置用于管道止晃。(3)过热器及汽温调节过热器由低温过热器、中温过热器、高温过热器组成，过热器蛇形管布置在水平烟道内，喷水减温器布置在两级过热器之间。饱和蒸汽由连接管引入低温过热器进口集箱，再进入横向排数为49排@51X5管子组成的低温过热器；蒸汽经过一级喷水减温器后进入中温过热器进口集箱，再进入横向排数为32排“51义5管子组成的中温过热器，蒸汽经过二级喷水减温器后进入高温过热器进口集箱,再进入横向排数为32排451X5管子组成的高温过热器。高温过热器、中温过热器管子的材料为12CrlMoVG。低温过热器管子材料为20G/GB5310,低温过热器、中温过热器均为单管圈逆流布置，高温过热器为单管圈顺流布置。高温过热器横向节距为220nm1,纵向节距68mm；中温过热器横向节距为220mm,纵向节距68mll1；低温过热器横向节距为140mni,纵向节距68mm。管子均为顺列布置。为防止管子磨损，各级过热器前后排管束均设置厚度为3mm的耐高温防磨罩，材质为06Crl9Nil0。过热器管子和集箱均悬吊在顶梁上，一起向下膨胀。(4)省煤器省煤器布置在尾部水平钢烟道内，共六组，由横向28排、纵向90排438X4的管子组成，材料为20G/GB/T5310,横向节距为100mm,纵向节距为90mmo管子均为顺列、逆流布置。为防止管子磨损，各级省煤器前排管束均设置厚度为3mm的耐高温防磨罩，材质为12Crl3。省煤器管子和集箱均悬吊在顶梁上，一起向下膨胀。(5)构架、刚性梁、外护板及平台扶梯本锅炉按6度地震设防，构架按单排柱设计，柱间设有多层横梁相连，以增加整个构架的抗震性能，钢柱上面设有顶板，整个炉室、过热器、省煤器及刚性梁等的荷重均通过吊杆悬吊在顶板上，然后通过钢柱传递到柱基。锅炉顶板由型钢及板梁组成。炉膛水冷壁沿高度方向布置多层刚性梁，以增加整个水冷炉室的刚性，此外，后拱水冷壁设有两层刚性梁以增加后拱管排的刚性，刚性梁均为H型钢。锅炉炉墙外均采用金属波纹外护板，用彩钢制成。在操作、检修、测试门孔处等均设有平台，检修平台为花纹钢板结构，走道平台为栅格板结构，平台支撑在钢架上。在锅炉顶部还设置了电动葫芦轨道，便于用户使用电动葫芦以满足现场运行及检修等起吊要求。(6)锅炉范围内管道本锅炉为单母管给水，给水经给水操作台进入省煤器，给水操作台由一条DN80的主管路组成。给水操作台中分两路进入喷水减温器,喷水量可通过调节阀进行调解。锅筒至省煤器入口设有再循环管，作为生火时保护省煤器用，锅筒装有各种监督、控制装置，如各种水位表、水位自控装置、压力表、紧急放水管、加药管、连续排污管，并装有两只PN100DN80的弹簧安全阀。过热器出口汇汽集箱上装有一只PN100DN80的弹簧安全阀和热电偶插座，还装有升火排气管路、反冲洗管路和疏水管路。在锅炉各最高点装有空气阀，最低点装有疏水阀或排污阀。(7)清灰装置对于垃圾焚烧余热锅炉，在选择受热面清灰方式时，应着重考虑以下因素:(a)烟气成分复杂，酸性气体含量高、腐蚀性较强；(b)烟气中的灰尘黏附性强。因此，对于垃圾焚烧余热锅炉，必须选择具有强力清灰效果清灰方式。目前蒸汽吹灰器、激波清灰器及机械振打三种清灰方式均在余热锅炉广泛应用，但由于机械振打易造成受热面吊点位置产生裂纹、蒸汽吹灰器后续的运行成本较高，故本技术方案采用激波吹灰的方式。蒸发器、高温过热器、中温过热器、低温过热器、省煤器均采用激波吹灰，中温过热器前设置蒸汽吹灰器平台，预留蒸汽吹灰接口。(8)输灰系统在炉室n和炉室ni下采用一组电动双层翻板阀、膨胀节、输灰管道直接输入焚烧炉后拱；在炉室n下采用绝热灰斗，并设置了刮板输送机、电动双层翻板阀、手动控制阀、膨胀节、输灰管道等，用于收集飞灰并将灰渣输送至焚烧炉尾部竖井内。(9)炉墙及密封炉室和水平水冷通道外均采用敷管式炉墙，水平钢烟道外采用轻型护板墙，炉墙外面均布置有彩钢板。穿墙部分及两水冷壁墙的交接处均设有密封板和密封罩。5.2锅炉排污系统本系统用于处理锅炉排污。锅炉运行时的沉积物，特别是水垢容易在锅炉管道内表面形成，外界因素如加热会影响其在水中的溶解平衡。每种污染物在水中都有其各自的溶解度，当浓度过高时便会沉淀。如果水接触灼热表面，污染物的溶解度降低，形成沉淀，出现水垢。水垢或沉淀的常见成分为磷酸钙、碳酸钙、氢氧化镁、硅酸镁、各种形态的氧化铁和这些沉淀吸附的二氧化硅。这些沉淀会使得高温的锅炉管道产生严重的问题，引起热效率降低和爆管的危险。因此，锅炉需要进行排污以排除这些污染物，系统主要由以下设备组成：•连排扩容器•定排扩容器•排污降温池锅炉连续排污以避免上述问题。连续排污水由汽包中心线部位排出，其总量约为蒸汽产量的1%,流量由流量计(FI)测量和显示。手动设置连续排污水总量占AC