应用于垃圾焚烧发电的新型余热锅炉系统的制作方法

本实用新型涉及垃圾焚烧发电领域，尤其涉及垃圾焚烧发电系统的余热利用系统。

背景技术：

余热锅炉为一个传统节能设备，用于范围广泛，而在垃圾焚烧领域，由于垃圾焚烧所产生的烟气的特殊性，存在以下问题：1、烟气温度存在波动，影响蒸汽产生量，从而影响汽轮机工作；2、锅炉供水系统难以满足大型焚烧发电供水需求；3、若任何部件发生损坏，则可能影响到发电生产；4、垃圾焚烧的烟气会产生二噁英气体，对人体危害极大，而且余热锅炉的过热器至蒸发器段的温度会急剧下降，容易产生二噁英；5、燃烧烟气的灰尘容易吸附在换热管道的管壁上，灰尘具有腐蚀性，会影响管道的使用寿命。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是实现一种能够适用于垃圾焚烧发电的余热锅炉系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：应用于垃圾焚烧发电的新型余热锅炉系统，主给水系统向省煤器供水，所述省煤器输送加热后的水至汽包，所述汽包输出水汽混合物至蒸发器加热后经管道回送至汽包，所述汽包输出蒸汽至过热器加热后输送至主蒸汽管道，所述主蒸汽管道输出蒸汽至汽轮机发电，所述汽轮机设有回收蒸汽的凝汽器，沿所述主给水系统的主供水管道水流方向依次设有主供水阀门、主水泵和主节流板孔，射水泵抽取射水箱的水经所述凝汽器内的冷凝管道回送至射水箱，所述射水箱设有注水管，所述射水箱上部设有溢流口，所述溢流口通过溢流管道向下引水至溢流水箱，所述过热器、蒸发器和省煤器的管道水平设置在竖直设置的烟道内，所述过热器由依次串联的第一过热器、第二过热器和第三过热器构成，燃烧室上方的主烟道与第一烟道上方连通，所述第一烟道下方与第二烟道下方连通，并在连通部位底部设有收尘机构，所述第一烟道底部设有保护蒸发器，所述过热器和蒸发器置于第二烟道内，所述省煤器置于第三烟道内；所述主供水阀门之前的主供水管道上旁通有辅供水管道，所述辅供水管道经辅节流孔板、三通阀门向除氧器供水，所述三通阀门其中一个通路经辅水泵向余热锅炉供水；所述溢流水箱通过溢流泵泵水至冷却塔，所述冷却塔出水口输送冷却水至射水箱。

所述保护蒸发器的旁设有向其受热面鼓风的吹灰器喷嘴，所述吹灰器通过设有电磁阀的主管道连接蒸汽气源，所述主管道和连接主管道的支管上设有喷嘴，所述主管道上设有电子气压计，所述电子气压计输出压力信号至PLC，所述 PLC输出控制信号至电磁阀。

所述喷嘴为横置的扁平状喷嘴，所述喷嘴倾斜向下向保护蒸发器受热面送出高压蒸汽。

所述第一过热器的入口联箱连接汽包的饱和蒸汽输出管道，所述第一过热器的出口联箱经第一减温器连接第二过热器的入口联箱，所述第二过热器的出口联箱经第二减温器连接第三过热器的入口联箱，所述第三过热器的出口联箱连接主蒸汽管道，所述第二烟道自上而下依次设有第一过热器、第二过热器和第三过热器。

所述主供水系统输出经加热的除盐水至第一减温器和第二减温器，所述第一减温器和第二减温器的供水管道上均设有电子流量阀，所述第二过热器外设有第一温度传感器，所述第三过热器外设有第二温度传感器，所述第一温度传感器、第二温度传感器输出温度信号至PLC，所述PLC输出开度信号调节至两个电子流量阀。

所述第三过热器设有保护挡板，所述保护挡板由焊接在第三过热器每根换热管上烟气来向一侧的C形管套构成，所述C形管套为柔性钢条，所述C形管套外表面均匀分布有凹陷状结构，所述C形管套之间设有震动连接条，所述C 形管套边缘设有用于敲打保护挡板的振打装置。

所述除氧器由供水泵抽取除盐水，所述辅水泵输出端经具有阀门的两个管道分别连接主节流孔板的输入和输出端，所述主供水管道和辅供水管道上均设有单向阀，所述储水腔内设有加热机构。

所述射水泵设有两个分别为主射水泵和辅射水泵，所述主射水泵和辅射水泵相互并联，并联所述主射水泵和辅射水泵的两条管路上均设有单向阀和止水阀。

所述射水箱通过竖直设置的隔板间隔两个储水区域，所述隔板的上中下部位各设有一个连通孔，所述冷却塔输送冷却水至出水口所在低温储水区域，所述射水泵输出的冷却水至另一个高温储水区域，所述注水管置于低温储水区域上方。

所述射水箱内设有水位传感器，所述低温储水区域内设有温度传感器，所述温度传感和水位传感器输出信号至PLC，所述高温储水区域下部设有抽水口，所述抽水口经抽水泵连接冷却塔，所述PLC输出控制信号至抽水泵和注水管上的电子阀。

本实用新型的优点在于通过对锅炉水汽系统、蒸汽系统结构的改进，能够使余热锅炉适应大型垃圾焚烧发电需求，达到节能环保高效的效果，并提高垃圾焚烧发电系统的稳定性和可靠性。

附图说明

下面对本实用新型说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为余热利用系统结构示意图；

图2为余热利用系统管路连接图；

图3为余热锅炉主给水系统结构示意图；

图4为射水箱循环系统结构示意图；

上述图中的标记均为：1、省煤器；2、汽包；3、蒸发器；4、第一过热器；5、第二过热器；6、第三过热器；7、保护蒸发器；8、吹灰器。 9、除氧器；10、储水腔；11、辅节流孔板；12、主节流孔板；13、辅水泵；14、主水泵。15、射水箱；16、溢流水箱；17、主射水泵；18、辅射水泵；19、工业用水；20、溢流泵；21、冷却塔。

具体实施方式

如图1所示，余热利用系统的烟气通道内，沿烟气流动方向依次设有保护蒸发器7、过热器、蒸发器3和省煤器1，由于本系统应用于垃圾焚烧余热锅炉, 其内部产生灰尘量较大，因此需要在过热器前布置保护蒸发器7。

用于燃烧垃圾的燃烧室上方的主烟道与第一烟道上方连通，第一烟道下方与第二烟道下方连通，并在连通部位底部设有收尘机构，第二烟道上方与第三烟道连通，这样的竖直烟道布局方式，能够提高烟尘沉降效果，降低烟气中所携带的烟尘量，并且能够通过第一烟道下方与第二烟道连通部位下方的收尘装置进行收集处理。

保护蒸发器7布置在对流烟道(第一烟道)的进口，末级过热器前，它有两个主要功能：一是可保护过热器管束避免磨损，二是保护蒸发器7受热面可使烟气温度在进入过热器前降低到650℃以下，这个烟温对于防止过热管的腐蚀至关重要。烟气携带的溶化灰粒即使落到保护蒸发器7管上，但由于保护蒸发器7管壁温度大大低于过热器管壁温度，灰粒变成固体，通过蒸汽清灰系统便可去除积灰，高温腐蚀的危险大大减小。

为提高保护蒸发器7的除灰效果，保护蒸发器7的旁设有向其受热面鼓风的吹灰器8喷嘴，吹灰器8采用蒸汽吹灰装置去除受热面上的积灰，整套吹灰装置采用程序控制，定期除灰，通常1～2次/天。

吹灰器8通过设有电磁阀的主管道连接蒸汽气源，喷嘴设有多个，分别安装在主管道和连接主管道的支管上，喷嘴为横置的扁平状喷嘴，喷嘴倾斜向下向保护蒸发器7受热面送出高压蒸汽，这样的结构能够提高每个喷嘴吹灰的面积和效果，从而降低喷嘴的布置数量，可以在最上层受热面以及每三层保护蒸发器7的管道上设置一组喷嘴，每组喷嘴设置八个，分别均匀设置在保护蒸发器7的四周。

吹灰器8的主管道上设有电子气压计，电子气压计输出压力信号至PLC，PLC 输出控制信号至电磁阀，通过PLC获得管道压力，从而调节电磁阀开度控制吹灰气压，保证吹灰效果。为进一步精确控制吹灰时机，可以在最上层保护蒸发器7的管道两侧设置激光探测器，水平固定后，工作时激光横穿保护散热器的最上层受热面上方，一侧发射激光信号，另一侧接收激光信号，当激光信号被遮挡即表示灰尘过厚，则可以控制发出吹灰请求的信号。

余热锅炉的烟气通道竖直设置，保护蒸发器7的管道水平设置，保护蒸发器7的结构与普通用于余热锅炉的蒸发器3的结构相同，其供水为加热后的除盐水。

过热器由第一过热器4、第二过热器5和第三过热器6组成，通过设置三组过热器，能够控制蒸汽温度及防止烟气温度降低过快，以免二噁英生成。

如图1所示，第二烟道自上而下依次设有第一过热器4、第二过热器5和第三过热器6，蒸发器3置于第二烟道的第一过热器4上方，省煤器1置于第三烟道内，通过三组烟道和底部连通方式，能够有效降低烟尘，避免管道上附着异物，有助于提高管道的使用寿命和热交换效果，并且这样的布局结构能够更加的适应垃圾焚烧所产生烟气的换热供应，能够更加稳定可靠的为汽轮机提供稳定的蒸汽。

第一过热器4的入口联箱连接汽包2的饱和蒸汽输出管道，第一过热器4 的出口联箱经第一减温器连接第二过热器5的入口联箱，第二过热器5的出口联箱经第二减温器连接第三过热器6的入口联箱，第三过热器6的出口联箱连接主蒸汽管道。出口联箱和入口联箱之间为过热器的管道。

燃烧室上方的主烟道与第一烟道上方连通，第一烟道下方与第二烟道下方连通，并在连通部位底部设有收尘机构，这样能够降低烟气含尘量，第二烟道自上而下依次设有第一过热器4、第二过热器5和第三过热器6。

为了能够精确的控制蒸汽温度和烟气温度，三层第一减温器和第二减温器的供水管道上均设有电子流量阀，第二过热器5设有第一温度传感器，第三过热器6外设有第二温度传感器，所述第一温度传感器、第二温度传感器输出温度信号至PLC，用于检测通过烟气的温度，PLC根据外界温度状态，输出开度信号调节至两个电子流量阀，即烟气温度越高则电子流量阀开度越大，从而能够合理的控制蒸汽温度和微调烟气温度。

减温器的供水采用除盐水，除盐水经水泵输送至除氧器，除氧器输出的水经加热装置加热后加压输送至第一减温器和第二减温器，加热温度一般在140 度左右。

为配合保护挡板进一步提高过热器的使用寿命，并能配合过热器控制烟气温度，第一烟道底部设有保护蒸发器7，保护蒸发器7管道同样水平设置，保护蒸发器7同样提高除盐水，除盐水经水泵输送至除氧器，除氧器输出的水经加热装置加热后加压输送至保护蒸发器7。保护蒸发器7注水口设有控温阀门(采用电子流量阀)，第一烟道下方与第二烟道下方连通部位设有烟气温度传感器，烟气温度传感器输出烟气温度信号至PLC，PLC输出开度调节信号至温控阀门，从而在启动降低烟气速度、温度和含尘量的作用。通过保护蒸发器7，既能阻挡烟尘，提高降尘效果，并且能够使烟气急速下降到一个适合过热器使用的温度，此温度波动范围不会影响到二噁英的产生。

为进一步保护过热器和控制烟气温度，第三过热器6下方设有保护挡板，保护挡板由焊接在第三过热器6每根换热管上烟气来向一侧的C形管套构成，C 形管套通过其凹腔包裹住换热管的一侧(烟气来向一侧)。C形管套既能保护换热管，也能降低进入第二烟道的灰尘量，由于烟气速度降低，有助于通过过热器控制烟气温度。

为进一步提高防护板的防护效果，防护板设有两个，分别为第一防护板和第二防护板。

第一烟道内水平固定有第一防护板，第二烟道内水平固定有第二防护板。第一防护板在第一烟道的底端出口处，第一防护板由并排设置的C形管套构成， C形管套并排固定在框架内，C形管套之间具有供烟气通过的间隙，C形管套凸面朝向烟气来向，第一防护板让烟气在底端急速减速，第一防护板本身也能吸附灰尘，让其能大量的落入收尘装置中，降低第二烟道内的灰尘量。

第二烟道内水平固定有第二防护板，第三过热器6固定在第二烟道的底端 (烟气入口处)，第二防护板由焊接在第三过热器6换热管上的C形管套构成，该C形管套位于换热管的底端，即烟气来向方向，用于保护换热管，也能够进一步减少阻隔烟气中的灰尘，达到双重防护效果。

由于防护板由并列设置的C形管套构成，C形管套之间设有供烟气通过的孔隙，这样的结构有助于对烟气减速，也能保护换热管。每个C形管套朝向烟气来向方向均均匀分布有凹陷状结构(呈麻点状分布)，即在C形管套的外表面设有凹陷状结构，C形管套优选采用柔性钢条制作，通过凹陷结构，能够增大C形管套吸附灰尘的效果和提高C形管套降低烟气流速的效果，并且配合C形管套的柔性特征，每个C形管套在烟气吹动的作用下，C形管套会发生自震动，能够自动的将吸附在C形管套上的灰尘结块震落到下方的收尘装置中，具有一定的自净作用，此外第一防护板和第二防护板旁设有用于敲打防护板边缘的振打装置，第二防护板的C形管套之间可以焊接震动传递条，能够主动的对C形管套上的灰尘结构清洁。

主给水系统范围是由除氧器9出水口到余热锅炉焚烧炉省煤器的给水集箱进口，余热锅炉主给水系统共设两台给水泵，一用一备,均采用变频控制，每台给水泵的出力约为单台锅炉蒸发量的110％，给水泵出口设有再循环管至中压除氧器9，锅炉给水泵运行有最小流量要求，当锅炉补水减小或负荷降低时，为保证锅炉给水泵正常运行，设置锅炉给水泵最小流量连锁装置。

具体如图3所示，除氧器9的储水腔10出口经主供水管道连接余热锅炉，沿主供水管道水流方向依次设有主供水阀门、主水泵14和主节流板孔，辅供水管道连接在主供水阀门之前的主供水管道上，辅供水管道经辅节流孔板11、三通阀门向除氧器9供水，三通阀门其中一个通路经辅水泵13向余热锅炉供水，优选向主节流孔板12的输入和输出端同时供水，并在主供水管道和辅供水管道上均设有单向阀。

为了避免流量太大对管道冲击，辅水泵13输出端经具有阀门的两个管道分别连接主节流孔板12的输入和输出端。阀门配合辅节流孔板11保证锅炉给水泵安全可靠运行。

为了能够自动化控制供水，余热锅炉的供水入口设有流量计，测出流量小于锅炉给水泵最小流量时，流量计输出信号至DCS，进行连锁反馈，控制开启辅水泵13和阀门，并通过流量计的反馈值构成闭环回路。除氧器9由供水泵抽取除盐水，储水腔10内设有加热机构，加热机构为蒸汽加热装置。

如图4所示，射水箱循环系统的射水箱15下部的出水口经管道连接射水泵，射水泵输出的冷却水经凝汽器回送至射水箱15，构成了一个冷却水循环回路，射水泵设有两个分别为主射水泵3和辅射水泵18，正常运行时一台射水泵组就可以保持主凝汽器的真空。短时间停机而不停炉工况时，两台射水泵组都运行，以同时保持主/旁路凝汽器的真空。

为控制主射水泵3和辅射水泵18工作，主射水泵3和辅射水泵18相互并联，并联主射水泵3和辅射水泵18的两条管路上均设有单向阀和止水阀。当汽轮机停机而主蒸汽通过旁路减温减压器进入旁路凝汽器时，汽机抽真空系统使旁路凝汽器内压力保持在约0.068MPa。

射水箱15设有注水管，注水管连接厂区内的工业水管网(提供工业用水19)。射水箱15上部设有溢流口，溢流口通过溢流管道向下引水至溢流水箱16，射水泵正常运行状态，射水箱15内的水会溢流出来，若直接外排会造成水资源浪费，因此设计增加射水箱15溢流回收装置。

射水箱15溢流口溢流出来的水通过管道引入到溢流水箱16，在水箱内设置水位变送器，当水箱内的水位达到高水位报警值时，与水位连锁的溢流泵20自动开启，把水输送回至冷却塔21回收利用，即溢流水箱16通过溢流泵20泵水至冷却塔21，冷却塔21出水口输送冷却水至射水箱15，可以将冷却后的水回收利用。

为了进一步控制射水箱15内的储水量，以及控制冷却水温度，提高凝汽器效果，射水箱15通过竖直设置的隔板间隔两个储水区域，隔板的上中下部位各设有一个连通孔，既能保持水位相同，也能降低高温和低温区水的流动速度，冷却塔21输送冷却水至出水口所在低温储水区域，注水管也置于低温储水区域上方，降低冷却用的水温度，射水泵输出的冷却水至另一个高温储水区域，使通过射水箱15内存在两个不同的储水温度区。

为了实现自动化控制，射水箱15内设有水位传感器，低温储水区域内设有温度传感器，温度传感和水位传感器输出信号至PLC，高温储水区域下部设有抽水口，抽水口经抽水泵连接冷却塔21，PLC输出控制信号至抽水泵和注水管上的电子阀，这样可以在水位过度时，通过开启电子阀补水，也能在温度过高时，主动抽水冷却，并补充温度较低的工业用水19。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。