回程一:垂直辐射段,由内衬耐火材料的膜式蒸发受热面组成,耐火材料一直覆盖到本回程的顶部。
回程二:垂直辐射段,由膜式蒸发受热面组成。
回程三:垂直辐射段,由膜式蒸发受热面及蒸发管束,过热器、减温器组成。
回程四:尾部垂直对流段由三组省煤器组成,采用轻型护板式炉墙。
另外蒸汽-空气预热器布置在锅炉外部,采用轻型护板式炉墙结构,独成一体。
若焚烧炉炉体采用风冷形式,则余热炉结构可变型为图2形式:此结构中余热炉与焚烧炉间采用非金属补偿器连接,对补偿器有较高的要求,特别是耐温及抗腐蚀方面。
2.2垂直+水平烟道布置结构余热锅炉如图3所示:

图3 LC400-35/4.0/400/130型垃圾焚烧余热锅炉c
此结构将蒸发管束、过热器布置在水平烟道中,其一烟道仍由一个覆以耐火、耐磨、抗腐材料内衬的膜式水冷壁组成,二、三烟道为未覆以耐火材料内衬的膜式水冷壁。水平烟道中按烟气流向,依次为一级蒸发管束、高、低温过热器、二级蒸发管束。尾部烟道布置二组烟气-空气预热器及三组省煤器。另外在风机出口还独立布置有蒸汽-空气预热器。
3结构分析
由于垃圾焚烧锅炉主要以处理城市生活垃圾,达到无害化、减量化、资源化的目的,而不是以产汽和发电量为主要目标,因而与常规的燃煤、燃气锅炉有较大的不同。相对同蒸发量的普通燃煤、燃气锅炉来说,需考虑的因素更多,更全面,从而其结构较为复杂、庞大,钢材耗量明显增加。
首先余热锅炉连接焚烧炉的一烟道作为二燃室,为抑制二恶英、NOx及SOx等有害气体的产生量,焚烧炉产生的高温烟气需在其中保持850℃左右停留2~3秒。为了达到以上要求,二燃室必须采用绝热结构,从焚烧炉出口至炉膛出口覆以不同性能的耐火、耐磨、抗腐材料内衬,同时为保证足够的停留时间,必须选定适宜的烟气流速和炉膛高度,一般二燃室烟气流速3~4m/s为佳,炉膛高度约为15m左右。
其次焚烧后产生的烟气成分非常复杂,其中的灰尘粘结性很强,积灰是垃圾锅炉中一个相当头痛的问题,虽然采用了各种清灰方法,但实际效果都不甚理想,为尽量减少受热面的积灰,更易清除积灰,其对流受热面(过热器、省煤器、蒸发管束等)无论是水平布置还是垂直布置一般多采取顺列布置结构。
第三,为保护过热器,必须在其前部布置足够的对流和辐射受热面,譬如在过热器前布置蒸发管束或在二烟道内加中间管屏等。
第四,为了改善炉排上燃烧状况和调整燃烧室内温度,垃圾焚烧锅炉一般均采用多级燃烧空气系统(即常说的一、二、三次风),每级燃烧空气系统的入炉空气均需加热至一定温度,因而其余热锅炉部分必须配置相应的空气预热器,且需比常规的空气预热器更耐腐蚀和不易积灰,因此独立布置的蒸汽-空气预热器(结构1)或烟气空预器+独立布置蒸汽-空气预热器(结构2)就常成为首选。
另外垃圾焚烧锅炉的钢结构,如支撑钢架、平台及楼梯等,在设计及制造中均需考虑较严格的防腐措施,以保证其安全性和稳固性。
4结束语
以上几种结构是目前较流行的设计结构,本文仅仅是一般阐述,其中的细节问题还需深入探讨。此外,随着更多新技术的应用,垃圾余热利用锅炉技术也必将更上新的台阶,从而促进垃圾焚烧技术取得更大的提高和发展。
参考文献
[1]岑可法,倪明江,骆仲泱,严建华等.循环流化床锅炉理论设计与运行(第一版)[M].北京:中国电力出版社,1998.5