一种减缓垃圾焚烧余热锅炉对流受热面高温腐蚀的结构的制作方法

2021-02-27 10:02:22|

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本发明涉及一种减缓垃圾焚烧余热锅炉对流受热面高温腐蚀的结构。

背景技术：

垃圾燃料波动大，燃烧过程、烟气组成、烟气量和烟温波动大；焚烧炉烟气成份复杂，含氯化物、碱金属及重金属等；烟气灰尘中低熔点的固体物质含量高。由于高浓度的化学元素和高温，使热面管束容易腐蚀，因此现有垃圾焚烧炉的蒸汽参数保持相对较低。

水冷壁区域由于烟气氛围复杂，烟温较高的区域向火侧管子外壁温度高，主汽压力提高，汽包及水冷壁压力随之提高，对应的饱和温度相应提高。水冷壁内汽水混合区温度提高，引起水冷壁温升高，腐蚀风险加剧，因此，对于垃圾焚烧余热锅炉主汽压力的选取，主要受限于水冷壁的腐蚀风险。

主汽温度的选取主要受限于温度提高后，直接引起高温受热面的腐蚀风险加剧。目前垃圾焚烧余热锅炉主要以中温中压(4mpa，400℃)、中温次高压(6.4mpa，450℃)为主。随着垃圾补贴收入占比不断下降，提高发电收益对垃圾焚烧发电站厂意义重大。

技术实现要素：

本发明的目的是：减缓垃圾焚烧余热锅炉对流受热面高温腐蚀。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种减缓垃圾焚烧余热锅炉对流受热面高温腐蚀的结构，其特征在于，包括布置于水平烟道的水平烟道炉顶过热器进口集箱，来自锅筒的饱和蒸汽被引入该水平烟道炉顶过热器进口集箱后进入水平烟道炉顶过热器实现吸热，随后进入水平烟道炉顶过热器出口集箱，水平烟道炉顶过热器出口集箱与水平烟道后半部分侧包墙上集箱的进口相连通，水平烟道后半部分侧包墙上集箱的出口与水平烟道后半部分侧包墙相连通，经水平烟道后半部分侧包墙吸热后的过热蒸汽被引入水平烟道侧包墙下集箱后再进入水平烟道前半部分侧包墙，经水平烟道前半部分侧包墙吸热后汇集至水平烟道前半部分侧包墙上集箱，水平烟道前半部分侧包墙上集箱与一级过热器一的进口集箱相连通，出水平烟道前半部分侧包墙上集箱的蒸汽进入一级过热器一吸热后汇集至一级过热器一的出口集箱，一级过热器一的出口集箱与一级过热器二的进口集箱相连通，蒸汽经一级过热器二吸热后汇集至一级过热器二的出口集箱，一级过热器二的出口集箱与二级过热器一的进口集箱相连通，蒸汽经二级过热器一和二级过热器二吸热后，汇集至二级过热器二的出口集箱，二级过热器二的出口集箱与三级过热器的进口集箱相连通，蒸汽经三级过热器吸热后汇集至三级过热器的出口集箱，三级过热器的出口集箱连通汽轮机高压缸；

汽轮机高排蒸汽中的大部分蒸汽被引入一级再热器一的进口集箱，随后依次经一级再热器一、一级再热器二、一级再热器三吸热后汇集至一级再热器三的出口集箱；汽轮机高排蒸汽中的小部分蒸汽用于参与调节再热汽温，该小部分蒸汽与出一级再热器三的出口集箱的再热蒸汽汇合后被引入至二级再热器的进口集箱，经二级再热器换热后汇集至二级再热器的出口集箱，随后被送入汽轮机中压缸做功；

其中，一级过热器二、三级过热器、二级再热器、二级过热器二、二级过热器一及一级过热器一依次布置在水平烟道内；一级再热器一、一级再热器二、一级再热器三布置在尾部烟道内。

优选地，在所述一级过热器二的出口集箱连接所述二级过热器一的进口集箱的管路上设有减温器一；

在所述二级过热器二的出口集箱连接所述三级过热器的进口集箱的管路上设有减温器二；

所述汽轮机高排蒸汽中的大部分蒸汽经由减温器三被引入所述一级再热器一的进口集箱；

本发明的另一个技术方案是提供了一种减缓垃圾焚烧余热锅炉对流受热面高温腐蚀的结构，其特征在于，包括布置于水平烟道的水平烟道炉顶过热器进口集箱，来自锅筒的饱和蒸汽被引入该水平烟道炉顶过热器进口集箱后进入水平烟道炉顶过热器实现吸热，随后进入水平烟道炉顶过热器出口集箱，水平烟道炉顶过热器出口集箱与水平烟道后半部分侧包墙上集箱的进口相连通，水平烟道后半部分侧包墙上集箱的出口与水平烟道后半部分侧包墙相连通，经水平烟道后半部分侧包墙吸热后的过热蒸汽被引入水平烟道侧包墙下集箱再进入水平烟道前半部分侧包墙，随后汇集至水平烟道前半部分侧包墙上集箱，水平烟道前半部分侧包墙上集箱与一级过热器的进口集箱相连通，出水平烟道前半部分侧包墙上集箱的蒸汽由一级过热器的进口集箱进入一级过热器吸热后汇集至一级过热器的出口集箱，一级过热器的出口集箱与二级过热器一的进口集箱相连通，蒸汽经二级过热器一、二级过热器二吸热后汇集至二级过热器二的出口集箱，二级过热器二的出口集箱与三级过热器的进口集箱相连通，蒸汽在三级过热器吸热后汇集至三级过热器的出口集箱，三级过热器的出口集箱与汽轮机高压缸相连通；

汽轮机的高排蒸汽被引入一级再热器一的进口集箱，经一级再热器一、一级再热器二吸热后汇集至一级再热器一的出口集箱，一级再热器一的出口集箱连通一级再热器三的进口集箱，经一级再热器三换热的后再热蒸汽汇合至一级再热器三的出口集箱，随后被引入至二级再热器的进口集箱，经二级再热器换热后汇集至二级再热器的出口集箱，最后被送入汽轮机中压缸做功；

其中，一级再热器三、三级过热器、二级再热器、二级过热器二、二级过热器一、一级过热器依次布置在水平烟道内；一级再热器一、一级再热器二布置在尾部烟道内。

优选地，在所述一级过热器的出口集箱连通所述二级过热器一的进口集箱的管路上设有减温器三；

在所述二级过热器二的出口集箱连通所述三级过热器的进口集箱的管路上设有减温器四；

所述汽轮机的高排蒸汽经由减温器五被引入一级再热器一的进口集箱。

本发明的另一个技术方案是提供了一种减缓垃圾焚烧余热锅炉对流受热面高温腐蚀的结构，其特征在于，包括布置于水平烟道的水平烟道炉顶过热器进口集箱，来自锅筒的饱和蒸汽被引入该水平烟道炉顶过热器进口集箱后进入水平烟道炉顶过热器实现吸热，通过水平烟道炉顶过热器吸热后进入水平烟道炉顶过热器出口集箱，水平烟道炉顶过热器出口集箱与水平烟道后半部分侧包墙上集箱的进口相连通，水平烟道后半部分侧包墙上集箱的出口与水平烟道后半部分侧包墙相连通，经水平烟道后半部分侧包墙吸热后的过热蒸汽引入水平烟道侧包墙下集箱，经由水平烟道侧包墙下集箱进入水平烟道前半部分侧包墙，随后汇集至水平烟道前半部分侧包墙上集箱，水平烟道前半部分侧包墙上集箱与一级过热器一的进口集箱相连通，出水平烟道前半部分侧包墙上集箱的蒸汽经由一级过热器的进口集箱进入一级过热器一吸热后汇集至一级过热器一的出口集箱，一级过热器一的出口集箱与一级过热器二的进口集箱相连通，蒸汽经一级过热器二吸热后汇集至一级过热器二的出口集箱，一级过热器二的出口集箱与二级过热器一的进口集箱相连通，蒸汽经二级过热器一及二级过热器二吸热后汇集至二级过热器二的出口集箱，二级过热器二的出口集箱与三级过热器的进口集箱相连通，蒸汽经三级过热器吸热后汇集至三级过热器的出口集箱，最终被送至汽轮机高压缸做功；

其中，一级过热器二、三级过热器、二级过热器二、二级过热器一、一级过热器一依次布置在水平烟道内。

优选地，在所述一级过热器二的出口集箱连通所述二级过热器一的进口集箱的管路上设有减温器六；

在所述二级过热器二的出口集箱连通所述三级过热器的进口集箱的管路上设有减温器七。

本发明具有如下效果：

1)本发明通过合理的受热面布置，避免发生严重的高温腐蚀。

2)垃圾焚烧余热锅炉四烟道常规采用水冷膜式壁，本发明四烟道顶棚及两侧墙均为过热，汽水流程上汽包出来饱和蒸汽首先经过顶棚及侧包墙，壁温最高处较水冷包覆高约10℃。但是对于顶棚受热面来说，随着压力提高水冷系统的汽水密度差变小，水冷顶棚水循环特性变差，容易出现汽水分层等传热恶化现象，改为过热顶棚换热介质为单相介质不存在传热恶化情况，相对安全可靠。同时过热顶棚可以承担一部分，过热蒸汽吸热，避免进入对流受热面的烟温过高。

3)本发明将部分低温受热面前置，可以有效避免高烟温与高汽温叠加，前置部分低温受热面将高温对流受热面进口烟温控制在较低的水平，可有效避免高温受热面腐蚀。低温过热器前置相较低温再热器前置方案。

附图说明

图1为实施例1中的减缓垃圾焚烧余热锅炉对流受热面高温腐蚀的结构的示意图；

图2为实施例2中的减缓垃圾焚烧余热锅炉对流受热面高温腐蚀的结构的示意图；

图3为实施例3中的减缓垃圾焚烧余热锅炉对流受热面高温腐蚀的结构的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

本实施例公开的一种减缓垃圾焚烧余热锅炉对流受热面高温腐蚀的结构如图1所示：

锅筒1出口的饱和蒸汽由连接管2引入水平烟道炉顶过热器进口集箱3，炉顶过热器进口集箱3与水平烟道炉顶过热器4相连通。蒸汽通过水平烟道炉顶过热器4吸热后进入水平烟道炉顶过热器出口集箱5。水平烟道炉顶过热器出口集箱5与水平烟道后半部分侧包墙上集箱6相连通，水平烟道后半部分侧包墙上集箱6再连通水平烟道后半部分侧包墙。经水平烟道后半部分侧包墙吸热后的过热蒸汽被引入水平烟道侧包墙下集箱7，随后进入水平烟道前半部分侧包墙，再汇集至水平烟道前半部分侧包墙上集箱8。出水平烟道前半部分侧包墙上集箱8的蒸汽通过连接管9引出至一级过热器一11的进口集箱10。

炉顶及包覆过热器出口蒸汽由一级过热器一11的进口集箱10进入一级过热器一11，经一级过热器一11吸热后汇集至一级过热器一11的出口集箱12。出口集箱12经连接管13与一级过热器二15的进口集箱14相连通。蒸汽通过进口集箱14被引入一级过热器二15，经一级过热器二15吸热后汇集至一级过热器二15的出口集箱16。出口集箱16经连接管17、减温器18与二级过热器一20的进口集箱19相连通。蒸汽经由进口集箱19进入二级过热器一20，经二级过热器一20和二级过热器二21吸热后，汇集至二级过热器二21的出口集箱22。出口集箱22经连接管22、减温器23与三级过热器25的进口集箱24相连通。蒸汽经由进口集箱24进入三级过热器25，经三级过热器25吸热后汇集至三级过热器25的出口集箱26，最终经过热器出口连接管27送至汽轮机高压缸做功。

大部分汽轮机高排蒸汽经连接管28、减温器29引入一级再热器a31的进口集箱30，经一级再热器a31、一级再热器b32、一级再热器c33吸热后汇集至一级再热器c33的出口集箱34。小部分汽轮机高排蒸汽参与调节再热汽温，该小部分汽轮机高排蒸汽经连接管35与经一级再热器a31、一级再热器b32、一级再热器c33换热的后再热蒸汽汇合后，经连接管36被引入至二级再热器38的进口集箱37，再经二级再热器38换热后汇集至二级再热器38的出口集箱39，最终经连接管40送入汽轮机中压缸做功。

实施例1中过热蒸汽比热容比较大，受热面管壁温偏差较易控制，放在烟温高于600℃的区域，不会出现壁温飞升。

实施例2

本实施例公开的一种减缓垃圾焚烧余热锅炉对流受热面高温腐蚀的结构如图2所示：

锅筒1出口的饱和蒸汽由连接管2引入水平烟道炉顶过热器进口集箱3，炉顶过热器进口集箱3与水平烟道炉顶过热器4相连通。通过水平烟道炉顶过热器4吸热后进入水平烟道炉顶过热器出口集箱5。水平烟道炉顶过热器出口集箱5与水平烟道后半部分侧包墙上集箱6相连通，水平烟道后半部分侧包墙上集箱6再连通水平烟道后半部分侧包墙。经水平烟道后半部分侧包墙吸热后的过热蒸汽引入水平烟道侧包墙下集箱7，随后进入水平烟道前半部分侧包墙，再汇集至水平烟道前半部分侧包墙上集箱8。出水平烟道前半部分侧包墙上集箱8的蒸汽通过连接管9引出至一级过热器一11的进口集箱10。

炉顶及包覆过热器出口蒸汽由一级过热器一11的进口集箱10进入一级过热器一11吸热后汇集至一级过热器一11的出口集箱12。出口集箱12经连接管41、减温器42进入二级过热器一20的进口集箱19，随后经二级过热器一20、二级过热器二20吸热后，汇集至二级过热器二20的出口集箱22。出口集箱22经连接管43、减温器44进入与三级过热器25的进口集箱24相连通。蒸汽在三级过热器25吸热后汇集至三级过热器25的出口集箱26，最终经过热器出口连接管45送至汽轮机高压缸做功。

汽轮机高排蒸汽经连接管48、减温器47引入一级再热器a31的进口集箱30，经一级再热器a31、一级再热器b32吸热后汇集至一级再热器b32的出口集箱34。随后经连接管46至一级再热器c33的进口集箱49，经一级再热器c33换热后的再热蒸汽汇合至一级再热器c33的出口集箱34，再经连接管50引入至二级再热器38的进口集箱37。蒸汽在二级再热器38换热后汇集至二级再热器38的出口集箱39，最终经连接管48送入汽轮机中压缸做功。

实施例3

针对无烟气再热器，仅提高过热蒸汽温度的情况，本实施例公开的一种减缓垃圾焚烧余热锅炉对流受热面高温腐蚀的结构如图3所示：

炉顶及包覆过热器出口蒸汽由一级过热器一11的进口集箱10进入一级过热器一11吸热后汇集至一级过热器11的出口集箱12。出口集箱12经连接管51与一级过热器二15的进口集箱14相连通。蒸汽经一级过热器二15吸热后汇集至一级过热器二15的出口集箱16。出口集箱16经连接管52、减温器53与二级过热器一20的进口集箱19相连通。蒸汽经二级过热器一20和二级过热器二21吸热后，汇集至二级过热器二21的出口集箱22。出口集箱22经连接管54、减温器55与三级过热器25的进口集箱24相连通。蒸汽在三级过热器25吸热后汇集至三级过热器25的出口集箱26，最终经过热器出口连接管56送至汽轮机高压缸做功。

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