一种垃圾焚烧锅炉燃烧室前后拱防结焦系统的制作方法

本发明涉及城市生活垃圾焚烧领域，尤其是涉及一种垃圾焚烧锅炉燃烧室前后拱防结焦系统。

背景技术：

垃圾焚烧锅炉燃烧室结焦是一个十分复杂的物理化学过程，但其根本原因是熔化状态下的飞灰沉积在燃烧室壁面。由于生活垃圾中含有钾、钠等碱金属成分，所以烟气中飞灰熔点较低，当烟气中co、h2等还原性气体将飞灰中高熔点的fe2o3还原成低熔点的feo时，进一步降低飞灰熔点。为保证烟气中二噁英充分分解，环保要求烟气在850℃以上温度区间至少停留2秒，因此燃烧室出口温度一般控制在950℃-1150℃，烟气中携带的飞灰已处于软化甚至熔融状态，容易在燃烧室壁面沉积结焦。另外随着垃圾热值逐年升高和炉排超负荷运行，燃烧室容积热负荷超过设计值导致燃烧室结焦。机械炉排燃烧室的结焦会导致燃烧室前拱、后拱形成的“喉口”部位通流面积变小甚至堵塞，从而造成非计划停炉检修。采用绝热型式的前后拱还存在炉墙表向火面稳态温度过高和温变热应力过大造成的耐火材料剥落损坏。

技术实现要素：

本发明提供一种垃圾焚烧锅炉燃烧室前后拱防结焦系统，主要目的在于解决燃烧室结焦导致前拱和后拱间形成的“喉口”部位通流面积变小甚至堵塞而必须进行计划外停炉检修问题和前后拱炉墙表面因稳态温度过高和温变应力过大造成的耐火材料剥落损坏问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种垃圾焚烧锅炉燃烧室前后拱防结焦系统，包括燃烧室前拱和燃烧室后拱，所述燃烧室前拱和燃烧室后拱的上部分别设有出风分别吹扫相应的前拱壁及后拱壁的防结焦风喷入机构，所述燃烧室前拱和燃烧室后拱上还分别设有出风方向斜向下且分别与相应的前拱壁和后拱壁成一锐角的二次风喷入机构，所述二次风喷入机构位于相应的所述防结焦风喷入机构的下方，所述防结焦风喷入机构通过防结焦风管与风机连通，所述防结焦风管上设有防结焦风流量计和防结焦风电动风门，所述二次风喷入机构通过二次风管与风机连通，所述二次风管上设有二次风流量计和二次风电动风门。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述前拱壁和后拱壁分别均包括水冷壁及敷设于所述水冷壁上的耐火材料层。

采用上述进一步结构改进的好处为，前后拱壁炉膛一侧设水冷壁且水冷壁上敷设耐火材料层能够有效降低炉墙表向火面的稳态温度，且耐火材料层由于内侧水冷壁的降温作用而不至于温度过高而焚烧腐蚀，保证耐火材料层能够相对较长期的使用，满足焚烧炉正常检修维护周期。

进一步，所述前拱壁下部的所述水冷壁与竖直方向的夹角的度数为15-20°。

采用上述进一步结构改进的好处为，有效扩大了焚烧炉出口喉部的面积，避免热量喉部积聚，同时也减少喉部堵塞风险。

进一步，所述前拱壁上的所述水冷壁的下集箱的标高为14.65-14.85m,所述后拱壁上的所述水冷壁的下集箱的标高为13.45-13.65m。

采用上述进一步结构改进的好处为，现有技术中烟道水冷壁下集箱标高通常在18.8m左右，降低下集箱的标高能够有效降低焚烧炉出口喉部前后拱壁表面耐火材料层的使用温度，降低耐火材料层受高温腐蚀的速度。

进一步，所述防结焦风喷入机构包括一根沿水平方向设置的防结焦风母管，所述防结焦风母管上间隔连通有多根防结焦风导管，每根所述防结焦风导管的出风端均对应连通有防结焦风喷嘴。

采用上述进一步结构改进的好处为，结构简单，安装维护方便。

进一步，所述二次风喷入机构包括一根沿水平方向设置的二次风母管，所述二次风母管上间隔连通有多根二次风导管，每根所述二次风导管的出风端均对应连通有二次风喷嘴。

采用上述进一步结构改进的好处为，结构简单，安装维护方便。

进一步，所述防结焦风喷嘴与所述二次风喷嘴彼此错列布置。

采用上述进一步结构改进的好处为，错列布置，可有效减少二次风喷嘴对防结焦风喷嘴的阻挡，增强其吹扫防结焦的能力。

进一步，所述防结焦风喷嘴的出风方向平行于相应的前拱壁或后拱壁向下，所述二次风喷嘴的出风方向斜向下且与相应的前拱壁或后拱壁所成锐角的度数为55-60°。

采用上述进一步结构改进的好处为，保证防结焦风喷嘴出风吹扫防结焦的效果，同时保证二次风喷嘴喷出的风与烟气充分接触混合以增强助燃效果。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的前后拱防结焦系统主要包括位于前后拱上部的防结焦风喷入机构及位于所述防结焦风喷入机构下方的二次风喷入机构，冷空气经防结焦风喷入机构向下高速喷出吹扫前后拱壁，降低前后拱壁面附近温度，同时形成一层隔离风幕防止烟气中飞灰沉积在前后拱壁面，以确保燃烧室前后拱不结焦，同时二次风喷入机构送入的二次风能够提供充足氧气，保证烟气中还原物质充分燃烧。

附图说明

图1为本发明提供的一种垃圾焚烧锅炉燃烧室前后拱防结焦系统的结构示意图；

图2为图1所示的防结焦系统中的防结焦风喷入机构的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1.焚烧炉排；2.燃烧室前拱；3.燃烧室后拱；4.防结焦风喷入机构；5.二次风喷入机构；6.防结焦风管；7.防结焦风流量计；8.防结焦风电动风门；9.风机；10.二次风管；11.二次风流量计；12.二次风电动风门；40.防结焦风母管；41.防结焦风导管；42.防结焦风喷嘴。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

在本发明的描述中，若用到“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位的术语，其指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1和2所示，本发明提供一种垃圾焚烧锅炉燃烧室前后拱防结焦系统，包括燃烧室前拱2和燃烧室后拱3，所述燃烧室前拱2和燃烧室后拱3的上部分别设有出风分别吹扫相应的前拱壁及后拱壁的防结焦风喷入机构4，所述燃烧室前拱2和燃烧室后拱3上还分别设有出风方向斜向下且分别与相应的前拱壁和后拱壁成一锐角的二次风喷入机构5，所述二次风喷入机构5位于相应的所述防结焦风喷入机构4的下方，所述防结焦风喷入机构4通过防结焦风管6与风机9连通，所述防结焦风管6上设有防结焦风流量计7和防结焦风电动风门8，所述二次风喷入机构5通过二次风管10与风机9连通，所述二次风管10上设有二次风流量计11和二次风电动风门12。

进一步，所述前拱壁和后拱壁分别均包括水冷壁及敷设于所述水冷壁上的耐火材料层。

进一步，所述前拱壁下部的所述水冷壁与竖直方向的夹角的度数为15-20°。

需要说明的是，如图1所示，前拱壁下部的所述水冷壁与竖直方向的夹角为α，现有技术中其通常设置为30度，本发明中将其减小至15-20度，在最下端位置不变的情况下，相当于前拱壁向前方推转一个角度，前拱壁与后拱壁之间距离变大，显然焚烧炉喉部变宽，避免热量在喉部积聚而烧坏此区间内的前后拱壁。

进一步，所述前拱壁上的所述水冷壁的下集箱的标高为14.65-14.85m,所述后拱壁上的所述水冷壁的下集箱的标高为13.45-13.65m。

进一步，所述防结焦风喷入机构4包括一根沿水平方向设置的防结焦风母管40，所述防结焦风母管40上间隔连通有多根防结焦风导管41，每根所述防结焦风导管41的出风端均对应连通有防结焦风喷嘴42。

需要说明的是，防结焦风喷嘴出口采用大长宽比矩形截面，保证防结焦风刚度和增大在前后拱宽度方向覆盖范围。

进一步，所述二次风喷入机构5包括一根沿水平方向设置的二次风母管，所述二次风母管上间隔连通有多根二次风导管，每根所述二次风导管的出风端均对应连通有二次风喷嘴。

进一步，所述防结焦风喷嘴42与所述二次风喷嘴彼此错列布置。

需要说明的是，防结焦风导管和防结焦风喷嘴采采用06cr25ni20不锈钢，同时采用炉墙包覆，以防止烟气腐蚀。

进一步，所述防结焦风喷嘴42的出风方向平行于相应的前拱壁或后拱壁向下，所述二次风喷嘴的出风方向斜向下且与相应的前拱壁或后拱壁所成锐角的度数为55-60°。

通过上述改造，垃圾焚烧炉每年可节约耐火材料检修费用约70万元，避免停炉检修的时间约为15天，每台炉每天发电量按照22万计算，每年避免的间接经济损失约为22*15*0.65＝214.5万元。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。