大型炉排垃圾焚烧余热锅炉的基本结构介绍

摘要：本文介绍了笔者在炉排垃圾焚烧余热锅炉设计中采用的结构，并阐述了设计中应注意的问题。
关键词：余热锅炉；结构设计
0前言
焚烧是目前世界各国广泛采用的城市垃圾处理技术，大型的配备有热能回收与利用装置的垃圾焚烧处理系统，正逐渐上升为焚烧处理的主流。作为垃圾焚烧处理系统中的核心设备垃圾焚烧锅炉，国外许多著名焚烧技术与设备公司已积累了大量经验，有了相当成熟的结构。我国近年来通过引进和吸收外来经验及技术，在焚烧技术与设备方面也有了长足进步和很大发展。目前垃圾焚烧锅炉有多种设计结构，以下仅对大型炉排垃圾焚烧余热锅炉的基本设计结构进行介绍。
1余热锅炉的基本技术参数
综目前日处理400t以上生活垃圾的垃圾焚烧锅炉多采用机械炉排作为焚烧设备，焚烧炉后再配置相应的余热回收锅炉，产出蒸汽供汽机发电。余热锅炉的蒸发量根据生活垃圾处理量的大小，一般有以下基本技术参数(见表1)：
表1余热锅炉的基本技术参数
 
注：生活垃圾的低位发热值一般为6698kJ。
由于垃圾焚烧烟气中的HCL及SOx等有害气体均对焚烧炉体和余热回收锅炉受热面的金属材料，具有强烈的腐蚀性，且当废气温度在320℃以上时，高温酸性气体(包括SO2，SO3，H2S，HCL等)长时间与金属材料接触，还会引起高温腐蚀。
典型垃圾焚烧工程的实际经验显示，蒸汽温度若超过400℃，管壁会发生急剧的高温腐蚀，严重影响全厂运行的可靠性、安全性和经济性。所以，很多运行中和正在设计、建设中的垃圾焚烧电厂，蒸汽参数主要采用较保守的次中温或低温设计，(3.5/2.5MPa，400/280℃左右)。
目前，随着材料技术、控温燃烧技术和防腐技术的提高，结合垃圾焚烧发电工程的资源条件改善(垃圾热值有所提高)和技术经济要求(提高资源利用效率、降低运行成本)，较多采用的是中温中压蒸汽参数即主蒸汽参数为：
3.5MPa/350℃至4.5MPa/450℃，可以兼顾可靠性、安全性和经济性(包括造价和运行成本)的协调。
2余热锅炉的基本结构
采用机械炉排作为焚烧方式的垃圾焚烧炉，其后的余热锅炉目前有几种较典型的结构，下面以400t/d处理量垃圾焚烧余热锅炉为例：
2.1四垂直烟道布置结构余热锅炉如图1：
 
图1 LC400-35/4.0/400/130型垃圾焚烧余热锅炉a
上图余热锅炉采用单锅筒、自然循环、四通道、垂直布置、全悬吊结构。在炉排的上方，布置有由一个覆以耐火、耐磨、抗腐材料内衬的膜式水冷壁组成的垂直辐射烟道和二个未覆以耐火材料内衬的膜式水冷壁组成的垂直辐射烟道。在第三烟道从下至上依次布置蒸发管束、高温过热器、低温过热器，蒸发管束及过热器均为水平布置，采用悬吊管悬吊方式。尾部垂直烟道布置五级省煤器。共包含四个回程：
 
图2 LC400-35/4.0/400/130型垃圾焚烧余热锅炉b