一种适用于生活垃圾焚烧电厂的焚烧炉炉墙的布置结构

摘要

本发明是一种适用于生活垃圾焚烧电厂的焚烧炉炉墙的布置结构，采用三段式机械往复炉排进行生活垃圾焚烧的焚烧炉炉墙，根据炉墙的功能将焚烧炉炉墙本体划分成不同区域，对同一区域选用与区域特性相适应的耐火及保温材料进行组合布置，以实现维持整个垃圾焚烧炉的正常运行。同时在保证炉内垃圾中的可燃质充分燃烬的前提下，减少炉内产行局部高温区域，抑制燃料中的灰份向液态不断软化发展，从而有效地减少或防止燃烧段炉排高温区域炉墙严重结焦现象，减少因炉内结焦而导致停炉的出现。相对于采用绝热炉墙结构的焚烧炉而言，增加空冷墙亦可使炉体内部清焦周期从4个月延长至6个月，或更长。此外，也可使焚烧炉寿命延长10%以上。

权利要求

1.一种适用于生活垃圾焚烧电厂的焚烧炉炉墙的布置结构，采用三段式机械往复炉排进行生活垃圾焚烧的焚烧炉炉墙，所述机械往复炉排分别是干燥炉排段、燃烧炉排段、燃烬炉排段；

其特征在于：根据炉墙的功能将焚烧炉炉墙本体划分成不同区域，共分为：膜式水冷壁前、后拱区域、给料斗下部侧墙区域、推料器下部侧墙区域、干燥炉排上部侧墙区域、其余两段炉排上部与垃圾接触区域、各段炉排上部与垃圾无接触区域、三段炉排下部区域、三段炉排落差墙区域、空冷墙与垃圾接触区域、空冷墙与垃圾无接触区域、空冷墙与燃烧炉排接触区域、喉口侧墙高温烟气混扰区域、后墙区域，以及与前后拱的下部集箱相接触的侧墙区域；

对所述膜式水冷壁前、后拱区域，与两侧喉口侧墙共同组成焚烧炉出口通道，其炉墙采用30％SiC可塑耐火料敷设；

对所述给料斗下部侧墙区域，其炉墙布置由炉内向炉外采用SiC85耐火砖、保温砖和硅酸保温棉制品；

对推料器下部侧墙区域，其炉墙布置由炉内向炉外采用SK30耐火砖、保温砖和硅酸保温棉制品；

对干燥炉排上部侧墙区域，其炉墙布置由炉内向炉外采用AL-60C耐火砖、保温砖和硅酸保温棉制品；对其余两段炉排上部与垃圾接触区域，其炉墙布置由炉内向炉外采用SiC85耐火砖、保温砖和硅酸保温棉制品；

对各段炉排上部与垃圾无接触区域，因与垃圾无直接接触，其炉墙布置由炉内向炉外采用SK34耐火砖、保温砖和硅酸保温棉制品；

对各段炉排下部区域，其炉墙布置由炉内向炉外采用SK30耐火砖、保温砖和硅酸保温棉制品；

对各段炉排落差墙区域，位于每段炉尾部，是垃圾从前段向后段移动的过渡段，其炉墙布置，从上至下分别采用Si3N4-SiC耐火砖、SiC85耐火砖；

对喉口侧墙高温烟气混扰区域，与膜式水冷壁前、后拱区域共同组成焚烧炉出口通道，其炉墙以30％SiC可塑耐火料为主，同时增加若干异形耐火砖以加固墙体；

对后墙区域，在向火面采用高铝可塑耐火料，背火面采用硅酸保温棉制品；

对与前后拱的下部集箱相接触的侧墙区域，其炉墙采用粘土熟料来进行密封填充。

2.根据权利要求1所述的一种适用于生活垃圾焚烧电厂的焚烧炉炉墙的布置结构，其特征在于，对所述膜式水冷壁前、后拱区域和喉口侧墙高温烟气混扰区域，当入炉垃圾低位设计热值在1250kJ/kg及以下时，此区域用高铝可塑耐火料或高铝浇注料进行敷设。

3.根据权利要求1所述的一种适用于生活垃圾焚烧电厂的焚烧炉炉墙的布置结构，其特征在于，所述空冷墙是钢制箱体式通风装置。

说明书

一种适用于生活垃圾焚烧电厂的焚烧炉炉墙的布置结构

[0001] 本申请是申请号为201510075743X，申请日为2015年2月13日，申请名称为一种适用于生活垃圾焚烧电厂的焚烧炉炉墙的布置结构的分案申请。

技术领域

[0002] 本发明涉及生活垃圾焚烧领域，是对采用三段式机械往复炉排进行生活垃圾焚烧的焚烧炉炉墙的布置结构。

背景技术

[0003] 随着城镇的不断扩容，生活垃圾的增量成几何倍数增加。选择焚烧方式处理这些生活垃圾，已经成为我国的城市生活垃圾处理的主要方式。但是生活垃圾作为一种燃料，因其成分的多样化、不稳定化等因素，只能通过长年的检测数据来预估的设计点的垃圾热值，作为理论计算的基础，这必然与实际运行情况存在不可避免的差异。所以对焚烧炉炉墙进行合理的耐火及保温材料的选择与布置，将对焚烧炉的正常运行有极大的影响。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提出一种适用于生活垃圾焚烧电厂的焚烧炉炉墙的布置结构，是对采用三段式机械往复炉排进行生活垃圾焚烧的焚烧炉炉墙的布置结构。

[0005] 本发明的具体技术方案是：一种适用于生活垃圾焚烧电厂的焚烧炉炉墙的布置结构，采用三段式机械往复炉排炉的焚烧炉炉墙按功能划分成不同区域，共分为：膜式水冷壁(前、后拱)区域、给料斗下部侧墙区域、推料器下部侧墙区域、干燥炉排上部侧墙区域、其余两段炉排(燃烧炉排段、燃烬炉排段)上部与垃圾接触区域、各段炉排上部与垃圾无接触区域、各段炉排(干燥炉排段、燃烧炉排段、燃烬炉排段)下部区域、各段炉排(干燥炉排段、燃烧炉排段、燃烬炉排段)落差墙区域、空冷墙与垃圾接触区域、空冷墙与垃圾无接触区域、空冷墙与燃烧炉排接触区域、喉口侧墙(高温烟气混扰)区域、后墙区域，以及与前后拱的下部集箱相接触的侧墙区域。

[0006] 对膜式水冷壁(前、后拱)区域，采用固定节距的膜式水冷壁组成焚烧炉的前、后拱，此区域与两侧喉口侧墙共同组成焚烧炉出口通道。出口烟气温度在850℃～1000℃范围内。该区域的炉墙宜采用30％SiC可塑耐火料敷设。当入炉垃圾低位设计热值在1250kJ/kg及以下时，此区域应改用高铝可塑耐火料或高铝浇注料进行敷设。

[0007] 对给料斗下部侧墙区域，位于垃圾给料斗下部溜槽，与垃圾直接接触，且接触时间较长，且仅处于干燥阶段，无任何燃烧。该区域的炉墙布置，由炉内向炉外分别采用：SiC85耐火砖、保温砖和硅酸保温棉制品。SiC85耐火砖在耐热性、耐磨性和抗剥落上有显著优势。但当焚烧炉炉膛内因垃圾燃烧而蒸发出的大量水蒸汽所形成的高温氧化环境中，这种材料就易发生变质。所以SiC85耐火砖被用于各类与垃圾直接接触的区域，作为一种抵制垃圾磨损的耐磨材料使用。

[0008] 对推料器下部侧墙区域，在焚烧炉运行时，推料器以12分钟为一个运行周期，反复地推动垃圾行进至干燥炉排段。同时当垃圾被推到干燥炉排段上后，垃圾开始逐渐干燥并慢慢开始焚烧，所以区域上方空间内充满了因垃圾燃烧后产生的高温烟气所产生的辐射热。这种辐射热不断地干化垃圾。但在推料器下部，辐射热的影响就减弱许多。该区域的炉墙布置，由炉内向炉外分别采用：SK30耐火砖、保温砖和硅酸保温棉制品。SK30耐火砖是一种普通材质的耐火砖，具有常规的通用性和强度，被用于推料器及炉排的下部。

[0009] 对干燥炉排上部侧墙区域，位于干燥炉排段，与垃圾有直接接触的区域面积与整个区域面积相比较，所占比例较高。且干燥炉排段上方的烟气中含有大量从垃圾中沥出的水蒸汽，所以形成高温湿汽环境，对SiC材质的耐火砖易产生氧化反应。所以该区域的炉墙布置，由炉内向炉外分别采用：AL-60C耐火砖、保温砖和硅酸保温棉制品。AL-60C耐火砖具有很强的抗蒸汽氧化的特性。

[0010] 对其余两段炉排(燃烧炉排段、燃烬炉排段)上部与垃圾接触区域，处于燃烧炉排和燃烬炉排的上部，局部区域与垃圾有直接接触，且烟气中水蒸汽的含量不断减少。该区域的炉墙布置，由炉内向炉外分别采用：SiC85耐火砖、保温砖、硅酸保温棉制品。此区域主要以预防垃圾对侧墙的磨损为主。

[0011] 对各段炉排(干燥炉排段、燃烧炉排段、燃烬炉排段)上部与垃圾无接触区域，位于各段炉排的上部，与垃圾无直接接触。该区域的炉墙布置，由炉内向炉外分别采用：SK34耐火砖、保温砖和硅酸保温棉制品。SK34耐火砖具有普遍的通用性和高温耐火性。

[0012] 对各段炉排(干燥炉排段、燃烧炉排段、燃烬炉排段)下部区域，均位于各段炉排装置的下部两侧，与燃烧中的垃圾无任何直接接触，且与高温烟气也无接触。该区域的炉墙布置，由炉内向炉外分别采用：SK30耐火砖、保温砖和硅酸保温棉制品。燃烧所产生的热影响对这一区域均较弱。

[0013] 对各段炉排(干燥炉排段、燃烧炉排段、燃烬炉排段)落差墙区域，整个焚烧炉共有三段落差墙，都位于每段炉排尾部，是垃圾从前段向后段移动的过渡段。该区域的炉墙布置，从上至下分别采用Si3N4-SiC耐火砖、SiC85耐火砖。Si3N4-SiC耐火砖也是一种SiC耐火材料，但相对于SiC85在耐磨、抗氧化等上具有更强的性能特征，所以被用在炉排落差墙的最上部，以起到更好的保护作用。

[0014] 对空冷墙与垃圾接触区域，采用空冷墙(一种钢制箱体式通风装置)放置在燃烧段区域，以取代重型炉墙结构，与垃圾有直接接触。该区域的炉墙布置采用SiC85耐火砖。SiC85耐火砖除上述的几个特征外，还具有不易粘附炉渣的特性。当炉渣表面温度下降到
800℃及以下时，SiC85耐火砖可避免因炉渣粘附在耐火砖的表面，从而起到抑制SiC的氧化膨胀。又因良好的耐磨性，所以适用于空冷墙与垃圾有直接接触的区域。

[0015] 对空冷墙与垃圾无接触区域，采用空冷墙(一种钢制箱体式通风装置)放置在燃烧段区域，以取代重型炉墙结构，且与垃圾无接触的区域，该区域的炉墙布置采用SiC50耐火砖。SiC50耐火砖和SiC85耐火砖一样，都具有对炉渣反应小的特性。当炉渣表面温度下降到800℃及以下时，可避免因炉渣粘附而导致的SiC耐火材质的氧化膨胀现象的出现。但因其耐磨性比SiC85差一些，所以用于空冷墙与垃圾无接触区域。

[0016] 对空冷墙与燃烧炉排接触区域，位于燃烧段炉排装置两侧，结构复杂。该区域的炉墙布置采用高密度和高强度耐火浇注料。高密度和高强度耐火浇注料是一种细粒度和高强度的浇注料，在强度、抗炉渣粘附和导热性上和固态的SiC85耐火砖具有相同的性能特性。且具有自我流动性，利于现场浇注。

[0017] 对喉口侧墙(高温烟气混扰)区域，左右两侧墙与的膜式水冷壁(前、后拱)区域共同组成焚烧炉出口通道。焚烧炉运行后，水冷壁(前、后拱)逐渐开始吸热，使炉内烟气温度从1100℃以上，下降至～950℃，随后进行余热锅炉。该区域的炉墙以30％SiC可塑耐火料为主体，同时增加若干异形耐火砖以加固墙体。如果入炉垃圾低位设计热值在1250kJ/kg及以下时，宜采用高铝可塑耐火料或高铝浇注料来取代30％SiC可塑耐火料。

[0018] 对后墙区域，位于焚烧炉最后端。炉渣从炉排装置上掉落至溜渣槽内，炉内温度下降至600℃以下。墙体上安装有点火装置及监测炉膛火焰装置等设备。该区域的炉墙不采用成形砖体结构，向火面采用高铝可塑耐火料，背火面采用硅酸保温棉制品。

[0019] 对与前后拱的下部集箱相接触的侧墙区域，当锅炉运行时，用于给水的膜式水冷壁的下部集箱会因热膨胀而产生三向位移。所以造成此区域的不规则结构，难以于成形的耐火砖材料进行敷设，而宜采用粘土熟料来进行密封填充。粘土熟料能适应高达1300℃的温度环境，且据有可塑性，能应适用于耐火砖无法施工的复杂或不规则区域。

[0020] 本发明适用于生活垃圾焚烧电厂的焚烧炉炉墙的布置，是对采用三段式机械往复炉排进行生活垃圾焚烧的焚烧炉炉墙进行结构布置。根据焚烧炉炉墙的功能划分成不同区域；对同一区域选用与区域特性相适应的耐火及保温材料进行组合布置，以实现维持整个垃圾焚烧炉的正常运行。同时在保证炉内垃圾中的可燃质充分燃烬的前提下，减少炉内产行局部高温区域，抑制燃料中的灰份向液态不断软化发展，从而有效地减少或防止燃烧段炉排高温区域炉墙严重结焦现象，减少因炉内结焦而导致停炉的出现。相对于采用绝热炉墙结构的焚烧炉而言，增加空冷墙亦可使炉体内部清焦周期从4个月延长至6个月，或更长。此外，也可使焚烧炉寿命延长10％以上。

附图说明

[0021] 图1生活垃圾焚烧炉炉墙布置结构示意图(绝热炉墙结构)。

[0022] 图2生活垃圾焚烧炉炉墙布置结构示意图(空冷炉墙结构)。

[0023] 图3炉排落差墙布置结构示意图图。

具体实施方式

[0024] 本发明的三段式机械往复炉排，由推料器段21、干燥炉排段22、燃烧炉排段23，和烧烬炉排段24组成。

[0025] 如图1所示，是一种采用空冷炉墙结构的生活垃圾焚烧炉炉墙布置结构示意图。对采用三段式机械往复炉排炉的焚烧炉炉墙按功能划分成不同区域，共分为：膜式水冷壁(前、后拱)区域1、给料斗下部侧墙区域2、推料器下部侧墙区域3、干燥炉排上部侧墙区域4、其余两段炉排(燃烧炉排段、燃烬炉排段)上部与垃圾接触区域5、各段炉排上部与垃圾无接触区域6、各段炉排(干燥炉排段、燃烧炉排段、燃烬炉排段)下部区域7、各段炉排(干燥炉排段、燃烧炉排段、燃烬炉排段)落差墙区域8、空冷墙与垃圾接触区域9、空冷墙与垃圾无接触区域10、空冷墙与燃烧炉排接触区域11、喉口侧墙(高温烟气混扰)区域12、后墙区域13，以及与前后拱的下部集箱相接触的侧墙区域14。

[0026] 如图2所示，是一种采用绝热炉墙结构的生活垃圾焚烧炉炉墙布置结构示意图。对采用三段式机械往复炉排炉的焚烧炉炉墙按功能划分成不同区域，共分为：膜式水冷壁(前、后拱)区域1、给料斗下部侧墙区域2、推料器下部侧墙区域3、干燥炉排上部侧墙区域4、其余两段炉排(燃烧炉排段、燃烬炉排段)上部与垃圾接触区域5、各段炉排上部与垃圾无接触区域6、各段炉排(干燥炉排段、燃烧炉排段、燃烬炉排段)下部区域7、各段炉排(干燥炉排段、燃烧炉排段、燃烬炉排段)落差墙区域8、喉口侧墙(高温烟气混扰)区域12、后墙区域13，以及与前后拱的下部集箱相接触的侧墙区域14。

[0027] 如图3所示，是各段炉排(干燥炉排段、燃烧炉排段、燃烬炉排段)落差墙区域8的炉墙布置结构示意图。

[0028] 选用的炉墙耐火保温材料包括：AL-60C耐火砖31，SiC85耐火砖32，SiC50耐火砖33，SK30耐火砖34，SK34耐火砖35，保温砖36，Si3N4-SiC耐火砖37，30％SiC可塑耐火料38，高铝可塑耐火料39，高密度和高强度耐火浇注料40，黏土熟料41，高铝浇注料42，和硅酸保温棉制品43。

[0029] 具体实施：

[0030] 根据划分好的焚烧炉区域，对膜式水冷壁(前、后拱)区域1，因与两侧喉口侧墙共同组成焚烧炉出口通道，其炉墙宜采用30％SiC可塑耐火料38敷设。当入炉垃圾低位设计热值在1250kJ/kg及以下时，此区域应改用高铝可塑耐火料39或高铝浇注料42进行敷设。

[0031] 对给料斗下部侧墙区域2，因与垃圾直接接触，且接触时间较长，其炉墙布置(由炉内向炉外)宜采用SiC85耐火砖32、保温砖36和硅酸保温棉制品43。

[0032] 对推料器下部侧墙区域3，即没有推料器周期性地反复运行所造成的炉墙侧墙摩擦现象，也没有因垃圾燃烧后产生的高温烟气所产生的辐射热的强烈影响。其炉墙布置(由炉内向炉外)宜采用SK30耐火砖34、保温砖36和硅酸保温棉制品43。

[0033] 对干燥炉排上部侧墙区域4，因充满了大量从垃圾中沥出的水蒸汽所形成的湿汽高温环境，而SiC材质的耐火砖在此环境中易产生氧化反应。所以其炉墙布置(由炉内向炉外)宜采用AL-60C耐火砖31、保温砖36和硅酸保温棉制品43。

[0034] 对其余两段炉排(燃烧炉排段、燃烬炉排段)上部与垃圾接触区域5，因与垃圾直接接触，但因水蒸汽含量的降少，其炉墙布置(由炉内向炉外)宜采用SiC85耐火砖32、保温砖36和硅酸保温棉制品43。

[0035] 对各段炉排上部与垃圾无接触区域6，因与垃圾无直接接触，其炉墙布置(由炉内向炉外)宜采用SK34耐火砖35、保温砖36和硅酸保温棉制品43。

[0036] 对各段炉排(干燥炉排段、燃烧炉排段、燃烬炉排段)下部区域7，与垃圾无直接接触，且与高温烟气也无接触，其炉墙布置(由炉内向炉外)宜采用SK30耐火砖34、保温砖36和硅酸保温棉制品43。

[0037] 对各段炉排(干燥炉排段、燃烧炉排段、燃烬炉排段)落差墙区域8，位于每段炉排前部，是垃圾从前段向后段移动的过渡段，其炉墙布置，从上至下分别采用Si3N4-SiC耐火砖37、SiC85耐火砖32。

[0038] 对空冷墙与垃圾接触区域9，采用空冷墙(一种钢制箱体式通风装置)放置在燃烧段区域，以取代重型炉墙结构，在与垃圾有接触区域，其炉墙布置宜采用SiC85耐火砖32。

[0039] 对空冷墙与垃圾无接触区域10、采用空冷墙(一种钢制箱体式通风装置)放置在燃烧段区域，以取代重型炉墙结构，在与垃圾与接触区域，其炉墙布置宜采用SiC50耐火砖33。

[0040] 对空冷墙与燃烧炉排接触区域11、采用空冷墙(一种钢制箱体式通风装置)放置在燃烧段区域，以取代重型炉墙结构，在与炉排有接触区域，其炉墙布置宜采用高密度和高强度耐火浇注料40。

[0041] 对喉口侧墙(高温烟气混扰)区域12，因与膜式水冷壁(前、后拱)区域共同组成焚烧炉出口通道，其炉墙以30％SiC可塑耐火料38为主，同时增加若干异形耐火砖以加固墙体。如果入炉垃圾低位设计热值在1250kJ/kg及以下时，宜采用高铝可塑耐火料39或高铝浇注料42来取代30％SiC可塑耐火料38。

[0042] 对后墙区域13，因安装有点火装置及监测炉膛火焰装置等设备，其炉墙不采用成形砖体结构，而是在向火面采用高铝可塑耐火料39，背火面采用硅酸保温棉制品43。

[0043] 对与前后拱的下部集箱相接触的侧墙区域14，因不规则结构的限制，其炉墙宜采用粘土熟料41来进行密封填充。

[0044] 本发明适用于生活垃圾焚烧电厂的焚烧炉炉墙的布置，是对采用三段式机械往复炉排进行生活垃圾焚烧的焚烧炉炉墙进行结构布置。根据焚烧炉炉墙的功能划分成不同区域；对同一区域选用与区域特性相适应的耐火及保温材料进行组合布置，以实现维持整个垃圾焚烧炉的正常运行。同时在保证炉内垃圾中的可燃质充分燃烬的前提下，减少炉内产行局部高温区域，抑制燃料中的灰份向液态不断软化发展，从而有效地减少或防止燃烧段炉排高温区域炉墙严重结焦现象，减少因炉内结焦而导致停炉的出现。相对于采用绝热炉墙结构的焚烧炉而言，增加空冷墙亦可使炉体内部清焦周期从4个月延长至6个月，或更长。此外，也可使焚烧炉寿命延长10％以上。