技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生活垃圾焚燒領(lǐng)域，是對采用三段式機(jī)械往復(fù)爐排進(jìn)行生活垃圾焚燒的焚燒爐爐墻的布置結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

隨著城鎮(zhèn)的不斷擴(kuò)容，生活垃圾的增量成幾何倍數(shù)增加。選擇焚燒方式處理這些生活垃圾，已經(jīng)成為我國的城市生活垃圾處理的主要方式。但是生活垃圾作為一種燃料，因其成分的多樣化、不穩(wěn)定化等因素，只能通過長年的檢測數(shù)據(jù)來預(yù)估的設(shè)計點的垃圾熱值，作為理論計算的基礎(chǔ)，這必然與實際運行情況存在不可避免的差異。所以對焚燒爐爐墻進(jìn)行合理的耐火及保溫材料的選擇與布置，將對焚燒爐的正常運行有極大的影響。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提出一種適用于生活垃圾焚燒電廠的焚燒爐爐墻的布置結(jié)構(gòu)，是對采用三段式機(jī)械往復(fù)爐排進(jìn)行生活垃圾焚燒的焚燒爐爐墻的布置結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案是：一種適用于生活垃圾焚燒電廠的焚燒爐爐墻的布置結(jié)構(gòu)，采用三段式機(jī)械往復(fù)爐排爐的焚燒爐爐墻按功能劃分成不同區(qū)域，共分為：膜式水冷壁（前、后拱）區(qū)域、給料斗下部側(cè)墻區(qū)域、推料器下部側(cè)墻區(qū)域、干燥爐排上部側(cè)墻區(qū)域、其余兩段爐排（燃燒爐排段、燃燼爐排段）上部與垃圾接觸區(qū)域、各段爐排上部與垃圾無接觸區(qū)域、各段爐排（干燥爐排段、燃燒爐排段、燃燼爐排段）下部區(qū)域、各段爐排（干燥爐排段、燃燒爐排段、燃燼爐排段）落差墻區(qū)域、空冷墻與垃圾接觸區(qū)域、空冷墻與垃圾無接觸區(qū)域、空冷墻與燃燒爐排接觸區(qū)側(cè)墻區(qū)域、喉口側(cè)墻（高溫?zé)煔饣鞊希﹨^(qū)域、后墻區(qū)域，以及與前后拱的下部集箱相接觸的側(cè)墻區(qū)域。

對膜式水冷壁（前、后拱）區(qū)域，采用固定節(jié)距的膜式水冷壁組成焚燒爐的前、后拱，此區(qū)域與兩側(cè)喉口側(cè)墻共同組成焚燒爐出口通道。出口煙氣溫度在850℃～1000℃范圍內(nèi)。該區(qū)域的爐墻宜采用30%SiC可塑耐火料敷設(shè)。當(dāng)入爐垃圾低位設(shè)計熱值在1250kJ/kg及以下時，此區(qū)域應(yīng)改用高鋁可塑耐火料或高鋁澆注料進(jìn)行敷設(shè)。

對給料斗下部側(cè)墻區(qū)域，位于垃圾給料斗下部溜槽，與垃圾直接接觸，且接觸時間較長，且僅處于干燥階段，無任何燃燒。該區(qū)域的爐墻布置，由爐內(nèi)向爐外分別采用：SiC85耐火磚、保溫磚和硅酸保溫棉制品。SiC85耐火磚在耐熱性、耐磨性和抗剝落上有顯著優(yōu)勢。但當(dāng)焚燒爐爐膛內(nèi)因垃圾燃燒而蒸發(fā)出的大量水蒸汽所形成的高溫氧化環(huán)境中，這種材料就易發(fā)生變質(zhì)。所以SiC85耐火磚被用于各類與垃圾直接接觸的區(qū)域，作為一種抵制垃圾磨損的耐磨材料使用。

對推料器下部側(cè)墻區(qū)域，在焚燒爐運行時，推料器以12分鐘為一個運行周期，反復(fù)地推動垃圾行進(jìn)至干燥爐排段。同時當(dāng)垃圾被推到干燥爐排段上后，垃圾開始逐漸干燥并慢慢開始焚燒，所以區(qū)域上方空間內(nèi)充滿了因垃圾燃燒后產(chǎn)生的高溫?zé)煔馑a(chǎn)生的輻射熱。這種輻射熱不斷地干化垃圾。但在推料器下部，輻射熱的影響就減弱許多。該區(qū)域的爐墻布置，由爐內(nèi)向爐外分別采用：SK30耐火磚、保溫磚和硅酸保溫棉制品。SK30耐火磚是一種普通材質(zhì)的耐火磚，具有常規(guī)的通用性和強(qiáng)度，被用于推料器及爐排的下部。

對干燥爐排上部側(cè)墻區(qū)域，位于干燥爐排段，與垃圾有直接接觸的區(qū)域面積與整個區(qū)域面積相比較，所占比例較高。且干燥爐排段上方的煙氣中含有大量從垃圾中瀝出的水蒸汽，所以形成高溫濕汽環(huán)境，對SiC材質(zhì)的耐火磚易產(chǎn)生氧化反應(yīng)。所以該區(qū)域的爐墻布置，由爐內(nèi)向爐外分別采用：AL-60C耐火磚、保溫磚和硅酸保溫棉制品。AL-60C耐火磚具有很強(qiáng)的抗蒸汽氧化的特性。

對其余兩段爐排（燃燒爐排段、燃燼爐排段）上部與垃圾接觸區(qū)域，處于燃燒爐排和燃燼爐排的上部，局部區(qū)域與垃圾有直接接觸，且煙氣中水蒸汽的含量不斷減少。該區(qū)域的爐墻布置，由爐內(nèi)向爐外分別采用：SiC85耐火磚、保溫磚、硅酸保溫棉制品。此區(qū)域主要以預(yù)防垃圾對側(cè)墻的磨損為主。

對各段爐排（干燥爐排段、燃燒爐排段、燃燼爐排段）上部與垃圾無接觸區(qū)域，位于各段爐排的上部，與垃圾無直接接觸。該區(qū)域的爐墻布置，由爐內(nèi)向爐外分別采用：SK34耐火磚、保溫磚和硅酸保溫棉制品。SK34耐火磚具有普遍的通用性和高溫耐火性。

對各段爐排（干燥爐排段、燃燒爐排段、燃燼爐排段）下部區(qū)域，均位于各段爐排裝置的下部兩側(cè)，與燃燒中的垃圾無任何直接接觸，且與高溫?zé)煔庖矡o接觸。該區(qū)域的爐墻布置，由爐內(nèi)向爐外分別采用：SK30耐火磚、保溫磚和硅酸保溫棉制品。燃燒所產(chǎn)生的熱影響對這一區(qū)域均較弱。

對各段爐排（干燥爐排段、燃燒爐排段、燃燼爐排段）落差墻區(qū)域，整個焚燒爐共有三段落差墻，都位于每段爐排尾部，是垃圾從前段向后段移動的過渡段。該區(qū)域的爐墻布置，從上至下分別采用Si3N4-SiC耐火磚、SiC85耐火磚。Si3N4-SiC耐火磚也是一種SiC耐火材料，但相對于SiC85在耐磨、抗氧化等上具有更強(qiáng)的性能特征，所以被用在爐排落差墻的最上部，以起到更好的保護(hù)作用。

對空冷墻與垃圾接觸區(qū)域，采用空冷墻（一種鋼制箱體式通風(fēng)裝置）放置在燃燒段區(qū)域，以取代重型爐墻結(jié)構(gòu)，與垃圾有直接接觸。該區(qū)域的爐墻布置采用SiC85耐火磚。SiC85耐火磚除上述的幾個特征外，還具有不易粘附爐渣的特性。當(dāng)爐渣表面溫度下降到800℃及以下時，SiC85耐火磚可避免因爐渣粘附在耐火磚的表面，從而起到抑制SiC的氧化膨脹。又因良好的耐磨性，所以適用于空冷墻與垃圾有直接接觸的區(qū)域。

對空冷墻與垃圾無接觸區(qū)域，采用空冷墻（一種鋼制箱體式通風(fēng)裝置）放置在燃燒段區(qū)域，以取代重型爐墻結(jié)構(gòu)，且與垃圾無接觸的區(qū)域，該區(qū)域的爐墻布置采用SiC50耐火磚。SiC50耐火磚和SiC85耐火磚一樣，都具有對爐渣反應(yīng)小的特性。當(dāng)爐渣表面溫度下降到800℃及以下時，可避免因爐渣粘附而導(dǎo)致的SiC耐火材質(zhì)的氧化膨脹現(xiàn)象的出現(xiàn)。但因其耐磨性比SiC85差一些，所以用于空冷墻與垃圾無接觸區(qū)域。

對空冷墻與燃燒爐排接觸區(qū)域，位于燃燒段爐排裝置兩側(cè)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。該區(qū)域的爐墻布置采用高密度和高強(qiáng)度耐火澆注料。高密度和高強(qiáng)度耐火澆注料是一種細(xì)粒度和高強(qiáng)度的澆注料，在強(qiáng)度、抗?fàn)t渣粘附和導(dǎo)熱性上和固態(tài)的SiC85耐火磚具有相同的性能特性。且具有自我流動性，利于現(xiàn)場澆注。

對喉口（高溫?zé)煔饣鞊希﹨^(qū)域，左右兩側(cè)墻與的膜式水冷壁（前、后拱）區(qū)域共同組成焚燒爐出口通道。焚燒爐運行后，水冷壁（前、后拱）逐漸開始吸熱，使?fàn)t內(nèi)煙氣溫度從1100℃以上，下降至～950℃，隨后進(jìn)行余熱鍋爐。該區(qū)域的爐墻以30%SiC可塑耐火料為主體，同時增加若干異形耐火磚以加固墻體。如果入爐垃圾低位設(shè)計熱值在1250kJ/kg及以下時，宜采用高鋁可塑耐火料或高鋁澆注料來取代30%SiC可塑耐火料。

對后墻區(qū)域，位于焚燒爐最后端。爐渣從爐排裝置上掉落至溜渣槽內(nèi)，爐內(nèi)溫度下降至600℃以下。墻體上安裝有點火裝置及監(jiān)測爐膛火焰裝置等設(shè)備。該區(qū)域的爐墻不采用成形磚體結(jié)構(gòu)，向火面采用高鋁可塑耐火料，背火面采用硅酸保溫棉制品。

對與前后拱的下部集箱相接觸的側(cè)墻區(qū)域，當(dāng)鍋爐運行時，用于給水的膜式水冷壁的下部集箱會因熱膨脹而產(chǎn)生三向位移。所以造成此區(qū)域的不規(guī)則結(jié)構(gòu)，難以于成形的耐火磚材料進(jìn)行敷設(shè)，而宜采用粘土熟料來進(jìn)行密封填充。粘土熟料能適應(yīng)高達(dá)1300℃的溫度環(huán)境，且據(jù)有可塑性，能應(yīng)適用于耐火磚無法施工的復(fù)雜或不規(guī)則區(qū)域。

本發(fā)明適用于生活垃圾焚燒電廠的焚燒爐爐墻的布置，是對采用三段式機(jī)械往復(fù)爐排進(jìn)行生活垃圾焚燒的焚燒爐爐墻進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置。根據(jù)焚燒爐爐墻的功能劃分成不同區(qū)域；對同一區(qū)域選用與區(qū)域特性相適應(yīng)的耐火及保溫材料進(jìn)行組合布置，以實現(xiàn)維持整個垃圾焚燒爐的正常運行。同時在保證爐內(nèi)垃圾中的可燃質(zhì)充分燃燼的前提下，減少爐內(nèi)產(chǎn)行局部高溫區(qū)域，抑制燃料中的灰份向液態(tài)不斷軟化發(fā)展，從而有效地減少或防止燃燒段爐排高溫區(qū)域爐墻嚴(yán)重結(jié)焦現(xiàn)象，減少因爐內(nèi)結(jié)焦而導(dǎo)致停爐的出現(xiàn)。相對于采用絕熱爐墻結(jié)構(gòu)的焚燒爐而言，增加空冷墻亦可使?fàn)t體內(nèi)部清焦周期從4個月延長至6個月，或更長。此外，也可使焚燒爐壽命延長10%以上。

附圖說明

圖1 生活垃圾焚燒爐爐墻布置結(jié)構(gòu)示意圖（絕熱爐墻結(jié)構(gòu)）。

圖2 生活垃圾焚燒爐爐墻布置結(jié)構(gòu)示意圖（空冷爐墻結(jié)構(gòu)）。

圖3 爐排落差墻布置結(jié)構(gòu)示意圖圖。

具體實施方式

本發(fā)明的三段式機(jī)械往復(fù)爐排，由推料器段21、干燥爐排段22、燃燒爐排段23，和燒燼爐排段24組成。

如圖1所示，是一種采用空冷爐墻結(jié)構(gòu)的生活垃圾焚燒爐爐墻布置結(jié)構(gòu)示意圖。對采用三段式機(jī)械往復(fù)爐排爐的焚燒爐爐墻按功能劃分成不同區(qū)域，共分為：膜式水冷壁（前、后拱）區(qū)域1、給料斗下部側(cè)墻區(qū)域2、推料器下部側(cè)墻區(qū)域3、干燥爐排上部側(cè)墻區(qū)域4、其余兩段爐排（燃燒爐排段、燃燼爐排段）上部與垃圾接觸區(qū)域5、各段爐排上部與垃圾無接觸區(qū)域6、各段爐排（干燥爐排段、燃燒爐排段、燃燼爐排段）下部區(qū)域7、各段爐排（干燥爐排段、燃燒爐排段、燃燼爐排段）落差墻區(qū)域8、空冷墻與垃圾接觸區(qū)域9、空冷墻與垃圾無接觸區(qū)域10、空冷墻與燃燒爐排接觸區(qū)側(cè)11、喉口側(cè)墻（高溫?zé)煔饣鞊?4）區(qū)域12、后墻區(qū)域13，以及與前后拱的下部集箱相接觸的側(cè)墻區(qū)域13。

如圖2所示，是一種采用絕熱爐墻結(jié)構(gòu)的生活垃圾焚燒爐爐墻布置結(jié)構(gòu)示意圖。對采用三段式機(jī)械往復(fù)爐排爐的焚燒爐爐墻按功能劃分成不同區(qū)域，共分為：膜式水冷壁（前、后拱）區(qū)域1、給料斗下部側(cè)墻區(qū)域2、推料器下部側(cè)墻區(qū)域3、干燥爐排上部側(cè)墻區(qū)域4、其余兩段爐排（燃燒爐排段、燃燼爐排段）上部與垃圾接觸區(qū)域5、各段爐排上部與垃圾無接觸區(qū)域6、各段爐排（干燥爐排段、燃燒爐排段、燃燼爐排段）下部區(qū)域7、各段爐排（干燥爐排段、燃燒爐排段、燃燼爐排段）落差墻區(qū)域8、喉口側(cè)墻（高溫?zé)煔饣鞊?4）區(qū)域12、后墻區(qū)域13，以及與前后拱的下部集箱相接觸的側(cè)墻區(qū)域13。

如圖3所示，是各段爐排（干燥爐排段、燃燒爐排段、燃燼爐排段）落差墻區(qū)域8的爐墻布置結(jié)構(gòu)示意圖。

選用的爐墻耐火保溫材料包括：AL-60C耐火磚31，SiC85耐火磚32，SiC50耐火磚33，SK30耐火磚34，SK34耐火磚35，保溫磚36，Si3N4-SiC耐火磚37，30%SiC可塑耐火料38，高鋁可塑耐火料39，高密度和高強(qiáng)度耐火澆注料40，黏土熟料41，高鋁澆注料42，和硅酸保溫棉制品43。

具體實施：

根據(jù)劃分好的焚燒爐區(qū)域，對膜式水冷壁（前、后拱）區(qū)域1，因與兩側(cè)喉口側(cè)墻共同組成焚燒爐出口通道，其爐墻宜采用30%SiC可塑耐火料38敷設(shè)。當(dāng)入爐垃圾低位設(shè)計熱值在1250kJ/kg及以下時，此區(qū)域應(yīng)改用高鋁可塑耐火料39或高鋁澆注料42進(jìn)行敷設(shè)。

對給料斗下部區(qū)域2，因與垃圾直接接觸，且接觸時間較長，其爐墻布置（由爐內(nèi)向爐外）宜采用SiC85耐火磚32、保溫磚36和硅酸保溫棉制品43。

對推料器下部側(cè)墻區(qū)域3，即沒有推料器周期性地反復(fù)運行所造成的爐墻側(cè)墻摩擦現(xiàn)象，也沒有因垃圾燃燒后產(chǎn)生的高溫?zé)煔馑a(chǎn)生的輻射熱的強(qiáng)烈影響。其爐墻布置（由爐內(nèi)向爐外）宜采用SK30耐火磚34、保溫磚36和硅酸保溫棉制品43。

對干燥爐排上部側(cè)墻區(qū)域4，因充滿了大量從垃圾中瀝出的水蒸汽所形成的濕汽高溫環(huán)境，而SiC材質(zhì)的耐火磚在此環(huán)境中易產(chǎn)生氧化反應(yīng)。所以其爐墻布置（由爐內(nèi)向爐外）宜采用AL-60C耐火磚31、保溫磚36和硅酸保溫棉制品43。

對其余兩段爐排（燃燒爐排段、燃燼爐排段）上部與垃圾接觸區(qū)域5，因與垃圾直接接觸，但因水蒸汽含量的降少，其爐墻布置（由爐內(nèi)向爐外）宜采用SiC85耐火磚32、保溫磚36和硅酸保溫棉制品43。

對各段爐排上部與垃圾無接觸區(qū)域6，因與垃圾無直接接觸，其爐墻布置（由爐內(nèi)向爐外）宜采用SK34耐火磚35、保溫磚36和硅酸保溫棉制品43。

對各段爐排（干燥爐排段、燃燒爐排段、燃燼爐排段）下部區(qū)域7，與垃圾無直接接觸，且與高溫?zé)煔庖矡o接觸，其爐墻布置（由爐內(nèi)向爐外）宜采用SK30耐火磚34、保溫磚36和硅酸保溫棉制品43。

對各段爐排（干燥爐排段、燃燒爐排段、燃燼爐排段）落差墻區(qū)域8，位于每段爐排前部，是垃圾從前段向后段移動的過渡段，其爐墻布置，從上至下分別采用Si3N4-SiC耐火磚37、SiC85耐火磚32。

對空冷墻與垃圾接觸區(qū)域9，采用空冷墻（一種鋼制箱體式通風(fēng)裝置）放置在燃燒段區(qū)域，以取代重型爐墻結(jié)構(gòu)，在與垃圾有接觸區(qū)域，其爐墻布置宜采用SiC85耐火磚32。

對空冷墻與垃圾無接觸區(qū)域10、采用空冷墻（一種鋼制箱體式通風(fēng)裝置）放置在燃燒段區(qū)域，以取代重型爐墻結(jié)構(gòu)，在與垃圾與接觸區(qū)域，其爐墻布置宜采用SiC50耐火磚33。

對空冷墻燃燒爐排區(qū)側(cè)墻區(qū)域11、采用空冷墻（一種鋼制箱體式通風(fēng)裝置）放置在燃燒段區(qū)域，以取代重型爐墻結(jié)構(gòu)，在與爐排有接觸區(qū)域，其爐墻布置宜采用高密度和高強(qiáng)度耐火澆注料40。

對喉口（高溫?zé)煔饣鞊希﹨^(qū)域12，因與膜式水冷壁（前、后拱）區(qū)域共同組成焚燒爐出口通道，其爐墻以30%SiC可塑耐火料38為主，同時增加若干異形耐火磚以加固墻體。如果入爐垃圾低位設(shè)計熱值在1250kJ/kg及以下時，宜采用高鋁可塑耐火料39或高鋁澆注料42來取代30%SiC可塑耐火料38。

對后墻區(qū)域13，因安裝有點火裝置及監(jiān)測爐膛火焰裝置等設(shè)備，其爐墻不采用成形磚體結(jié)構(gòu)，而是在向火面采用高鋁可塑耐火料39，背火面采用硅酸保溫棉制品43。

對與前后拱的下部集箱相接觸的側(cè)墻區(qū)域14，因不規(guī)則結(jié)構(gòu)的限制，其爐墻宜采用粘土熟料41來進(jìn)行密封填充。

本發(fā)明適用于生活垃圾焚燒電廠的焚燒爐爐墻的布置，是對采用三段式機(jī)械往復(fù)爐排進(jìn)行生活垃圾焚燒的焚燒爐爐墻進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置。根據(jù)焚燒爐爐墻的功能劃分成不同區(qū)域；對同一區(qū)域選用與區(qū)域特性相適應(yīng)的耐火及保溫材料進(jìn)行組合布置，以實現(xiàn)維持整個垃圾焚燒爐的正常運行。同時在保證爐內(nèi)垃圾中的可燃質(zhì)充分燃燼的前提下，減少爐內(nèi)產(chǎn)行局部高溫區(qū)域，抑制燃料中的灰份向液態(tài)不斷軟化發(fā)展，從而有效地減少或防止燃燒段爐排高溫區(qū)域爐墻嚴(yán)重結(jié)焦現(xiàn)象，減少因爐內(nèi)結(jié)焦而導(dǎo)致停爐的出現(xiàn)。相對于采用絕熱爐墻結(jié)構(gòu)的焚燒爐而言，增加空冷墻亦可使?fàn)t體內(nèi)部清焦周期從4個月延長至6個月，或更長。此外，也可使焚燒爐壽命延長10%以上。