专利名称：用于污泥和垃圾混烧的cfb焚烧锅炉的制作方法
技术领域：
本实用新型属于热能动力和环境保护领域，涉及到一种用于污泥和垃圾混烧的CFB(循环流化床)焚烧锅炉。
背景技术：
在现有的垃圾焚烧炉设备中，较多采用的循环流化床技术，由于其具有燃烧效率高、燃料适应性广、有害气体排放少等优点，已得到迅速发展和应用。例如名称为"流化床垃圾焚烧炉"、专利号为ZL00200093.8的实用新型专利，是燃烧城市垃圾产生蒸汽从而生产电能的锅炉。
近年来，随着污水治理的力度大大加强，污水处理产生的污泥对环境造成的二次污染问题越来越严重。然而，现代化国际新型城市对环境标准的要求不断提高，政府及管理部门环保意识逐渐加强，人们对生活质量和健康水平的追求越来越高，因此，污泥处理处置问题被提到大中城市发展规划急需解决的议事日程上来，早一天解决污泥处理处置问题就早一天减少污泥对环境造成的二次污染的扩大与蔓延。也就早一天减少它的危害所带来的严重后果，使污水治理得到延伸和完善。
污泥是一种由有机残片、细菌体、无机颗粒和胶体等组成的非均质体。它很难通过沉降进行彻底的固液分离。污水处理产生的污泥是典型的有机污泥，其特性是有机物含量高(60%~80%)，颗粒细(0.02 0.2醒)，密度小(1002~1006kg/m3)，呈胶体结构，是一种亲水性污泥，容易管道输送，但脱水性能差。随着污泥水分的减少，污泥从纯液状流动到粘滞状、塑性性状、半干固体状直到纯固体状这一过程进行变化。通常浓縮可将含水率降到85%(含水状态)；含水率在70% 75%时，污泥呈柔软状态，不易流动；通常一般脱水只可降到60% 65%，此时，几乎成为固体；含水率低到35%~40%时，成聚散状态(以上是半干化状态)；进一步低到10%~15%则成粉末状。
污泥处理的总目标是确保污泥中的有毒有害物质，无论是现在还是将来都不致对人类及环境造成不可接受的危害。污泥的处理先后经过了海洋投弃、土地填埋、堆肥化、干燥和焚烧等多种处理方法，逐步走向成熟，目前污泥的焚烧在污泥的最终处置方法中占有比较大的优势。
欧洲国家目前污泥的主要处置方式为农用、填埋和焚烧。随着欧盟各国签订的停止向海洋投弃污泥的协议生效，各成员国已逐步停止向海洋投弃，海岸国家受此协议的限制，已纷纷转用焚烧法。
针对目前单独设计污泥焚烧炉投资巨大，所以将污泥和垃圾混烧是比较经济实用的做法。但是现有的CFB垃圾焚烧炉只能用于焚烧城市垃圾，同时必须掺煤助燃，掺煤比《垃圾混合燃料热值20%。因此需要设计出新的焚烧锅炉，解决污泥和垃圾两种不同燃料的混烧难题。发明内容
本实用新型的目的是针对上述现有技术的缺陷，提供了一种用于污泥和垃圾混烧的CFB焚烧锅炉，能够达到污泥顺利与垃圾混烧，避免了单独设计污泥焚烧炉的巨大投资。
为了实现上述目的本实用新型采取的技术方案是 一种用于污泥和垃圾混烧的CFB焚烧锅炉，主要包括燃烧室及锅炉尾部，锅炉尾部设有竖井烟道，燃烧室上设有与其相连的垃圾给料口、给煤装置及输送组件，燃烧室下部设有风室、中部设有二次风口、上部设有水冷壁，燃烧室出口连接旋风分离器，旋风分离器下部连接返料器，返料器通过斜管与燃烧室下部相通。所述垃圾给料口上方设有与所述燃烧室相连的污泥给料口，所述垃圾给料口上方设有与所述燃烧室相连的污泥给料口，所述返料器及斜管之间串联有换热器，换热器的进料口与返料器的出口相通、其出料口经所述斜管与燃烧室相通，换热器内设有高温过热器，所述竖井烟道内设有与高温过热器相连通的低温过热器。这是一种整体布置的循环流化床垃圾焚烧炉，其高温过热器布置在外置流化床换热器内、低温过热器设置在锅炉尾部对流烟道内，形成高低温过热器分置式循环流化床垃圾焚烧炉。
所述高温过热器内部的换热管均匀分布于其换热室中，换热室的底部设有含布风管的布风板，布风管的下沿开设有小孔。
所述低温过热器后面的竖井烟道内的依次设有对流管束、省煤器及空气预热器。工作过程中，燃烧的烟气与外部的空气不断被送入焚烧炉中，烟气经空气预热器后进入尾部烟气净化装置，空气经空气预热器进入燃烧室助燃。
所述斜管与水平线呈40° 50°的倾角。
本实用新型的有益效果可概括为以下五个方面
1.换热器与换热管及布风板的均匀布置，保证了整个换热器内作为高温固体颗粒的循环灰向管内工质的蒸汽高效传热和高强度换热，再加上减温器具有降低过热蒸汽温度的调节作用，因而又可使蒸汽出口温度的波动值小(可小于正负5°C)并不受污泥和垃圾品质的影响，满足用于发电的严格要求，从而使得本实用新型特别适于污泥和垃圾混合燃料的发电；2. 所述返料器及斜管之间串联有换热器，这种换热器的外置结构较之放在旋风分离器出口处的锅炉尾部竖井烟道内的常规做法，使换热器彻底避免了烟气中S02、 HC1的作用及烟气传热系数较循环灰低的不利影响，从而既避免了高温下的强烈腐蚀而换热效率又高的缺陷；由于换热器的换热强度高，故换热管的尺寸可减少，从而使整个换热器的尺寸紧凑；另外布风管布风均匀结构简单，其下沿开小孔可避免循环灰对风管的堵塞；而且换热器可制成独立的部件，能方便地串联在循环流化床燃烧设备中，不影响原有设备中运行的循环灰总量的平衡；
3. 在低温换热器后面设置对流管束，不但可以提供足够的受热面将饱和水加热至饱和汽，而且利于焚烧炉输出的蒸汽温度、压力及流量达到设计要求，同时还可使燃烧室内不布置或少布置水冷壁，保证以热值低、水分高的垃圾或垃圾混合燃料作为能源的炉膛内燃烧温度；
4. 高温过热器设置在换热室内、低温过热器设置在锅炉尾部的竖井对流烟道内，可以减少换热器内的吸热，提高返料灰温度；在污泥和垃圾热值较低时，所述焚烧炉有利于维持炉膛温度，提高锅炉燃烧效率；
5. 空气预热器的设置使空气在被加热之后再进入燃烧室，减少为加热空气所消耗的热量，克服污泥和垃圾混合燃料热值低、水分高、单位时间内进入燃烧室量大的不利影响，进一步保证燃烧室内的燃烧温度。
因此，本实用新型在原有CFB垃圾焚烧炉基础上采用污泥和垃圾混烧，将原有CFB垃圾焚烧炉炉膛调整水冷壁的水冷程度，敷设不同高度的卫燃带，用以实现污泥高水分、高灰分、难着火的燃烧着火和燃尽条件，达到污泥可以顺利与垃圾混烧，避免了单独设计污泥焚烧炉的巨大投资。
图1本实用新型所述的用于污泥和垃圾混烧的CFB焚烧锅炉整体结构示意图。
图中l炉膛、2污泥给料口、 3垃圾给料口、 4给煤装置、5燃烧室、6炉内脱硫、7
空气预热器、8流化风室、9布风板、IO风帽、ll二次风喷口、 12排渣管、13滚筒水冷
除渣机、14振动筛、15旋风分离器、16返料器、17换热器、18低温过热器、19对流管
束、20斜管、21竖井烟道、22省煤器、23锅筒、24水冷壁。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为对本实用新型的限定。如图1所示的一种用于污泥和垃圾混烧的CFB焚烧锅炉，其中污泥和垃圾在CFB焚烧锅炉的炉膛1混烧，经过干化后的半干污泥由污泥给料口 2进入炉膛1，垃圾由垃圾给料口 3进入炉膛1。进入炉膛1的污泥和垃圾在炉膛1中部依靠自身的重力自由下落，并在空中悬浮进行进一步干燥，并与循环流化床锅炉特有的循环颗粒团强烈地进行热交换，使半干的污泥迅速蒸发干燥，析出易于着火的挥发份。混烧在炉膛1下部燃烧室5的密相区进行，由于风帽10中热风的作用，污泥和垃圾在密相区产生沸腾，在与床料剧烈的发生热交换的同时,污泥和垃圾也进行了充分的混合。在焚烧炉的燃烧室5中充分燃烧，并与炉内脱硫6喷入的物质反应，减少有害气体的排放。
给煤装置4，在污泥干化和垃圾水分较多时提供助燃煤。
由鼓风机鼓入的空气在空气预热器7中被预热到20(T35(TC，其中的60% 80%的预热空气量作为燃料燃烧所需的空气量出口至风室8，并通过布风板9、风帽10进入燃烧室5使燃料充分流化、燃烧，而其余的40%~20%的预热空气量经燃烧室中部的二次风喷口 11喷入，以补充燃料燃烧的所需。燃烧室内因燃料混合充分而着火升温快，其温度达到850°C~900°C，向燃烧室添加石灰石可以除去S02、 HC1，燃料内不可燃的大颗粒灰渣由排渣管12进入滚筒式水冷除渣机13冷却后排出，除渣机出口处的机械驱动振动筛14将小颗粒的灰粒分选后，经提升机和物料补充装置从加料口a送至燃烧室，补充循环灰的灰量。燃料燃烧后，被气流夹带的细小灰粒经旋风分离器15后与烟气分离，再经返料器16的出口进入高温过热器的进料口.此时作为循环灰的细小灰粒具有85(TC 90(TC的高温，将热量传给换热器内的蛇形换热管中的工质，并降低温度后，从出料口排出并经斜管20返回至燃烧室5，斜管与水平线呈40。 50°的倾角，防止循环灰在管中堵塞影响焚烧炉的正常运行，换热器内用隔墙分割换热室，蛇形管换热器均匀分布于换热室中，在换热管之间的空间底部布置有布风管，布风管的下沿开有小孔。高温过热器的底部设置有循环灰的排空口，该排空口平时关闭，需要时可打开以避免因循环灰进量太大造成换热室内堵塞而降低流化效果。高温过热器的顶部设有进料口，经旋风分离器分离后的、具有85(TCT90(rC高温的烟气进入尾部竖井烟道21，流经竖井烟道21内的低温过热器18、对流管束19、省煤器22和空气预热器后，温度降至20(TC以下，通过除尘器并在引风机的作用下，从烟囱排出。
水在省煤器22中被加热至饱和温度后进入锅筒23，锅筒23中的饱和水通过锅筒23的独立下降管道，分别进入水冷壁24和对流管束19，在其中汽化后又返回锅筒，饱和蒸汽从锅筒引出后进入布置在换热器中的换热管，作为换热管内工质的该饱和蒸汽靠换热器内循环灰的传热可达到45(TC的设计温度。当低于此温度值5'C时，垃圾焚烧炉的控制系统即启动换热器的螺旋给料机进行补燃，当高于此温度值5'C时，控制系统启动减温器降低过热蒸汽的温度，从而使温度为45(TC，波动值为土5t:的过热蒸汽作为产品输出而用于发电。这对于过热蒸汽是一种充分的利用，同时显著地节省了能源，具有极积的推广价值。
因此，本实用新型在原有CFB垃圾焚烧炉基础上采用污泥和垃圾混烧，将原有CFB垃圾焚烧炉炉膛调整水冷壁的水冷程度，敷设不同高度的卫燃带，用以实现污泥高水分、高灰分、难着火的燃烧着火和燃尽条件，达到污泥可以顺利与垃圾混烧，避免了单独设计污泥焚烧炉的巨大投资。
以上所述的实施例，只是本实用新型较优选的具体实施方式
的一种，本领域的技术人员在本实用新型技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本实用新型的保护范围内。
权利要求1. 一种用于污泥和垃圾混烧的CFB焚烧锅炉，主要包括燃烧室及锅炉尾部，锅炉尾部设有竖井烟道，燃烧室上设有与其相连的垃圾给料口、给煤装置及输送组件，燃烧室下部设有风室、中部设有二次风口、上部设有水冷壁，燃烧室出口连接旋风分离器，旋风分离器下部连接返料器，返料器通过斜管与燃烧室下部相通，其特征在于所述垃圾给料口上方设有与所述燃烧室相连的污泥给料口，所述返料器及斜管之间串联有换热器，换热器的进料口与返料器的出口相通、其出料口经所述斜管与燃烧室相通，换热器内设有高温过热器，所述竖井烟道内设有与高温过热器相连通的低温过热器。
2. 根据权利要求1所述的用于污泥和垃圾混烧的CFB焚烧锅炉，其特征在于所述高温过热器内部的换热管均匀分布于其换热室中，换热室的底部设有含布风管的布风板，布 风管的下沿开设有小孔。
3. 根据权利要求1所述的用于污泥和垃圾混烧的CFB焚烧锅炉，其特征在于所述 低温过热器后面的竖井烟道内的依次设有对流管束、省煤器及空气预热器。
4. 根据权利要求1-3任一权利要求所述的用于污泥和垃圾混烧的CFB焚烧锅炉，其 特征在于所述斜管与水平线呈40。 50°的倾角。
专利摘要本实用新型提供了一种用于污泥和垃圾混烧的CFB焚烧锅炉，主要包括燃烧室及锅炉尾部，锅炉尾部设有竖井烟道，燃烧室上设有与其相连的垃圾给料口、给煤装置及输送组件，燃烧室出口连接旋风分离器，旋风分离器下部连接返料器，返料器通过斜管与燃烧室下部相通，所述垃圾给料口上方设有与所述燃烧室相连的污泥给料口，所述返料器及斜管之间串联有换热器，换热器内设有高温过热器，高温过热器的进料口与返料器的出口相通、其出料口经所述斜管与燃烧室相通，所述竖井烟道内设有与高温过热器相连通的低温过热器。本实用新型能够达到污泥顺利与垃圾混烧，避免了单独设计污泥焚烧炉的巨大投资。
文档编号F23G5/30GK201281346SQ200820122828
公开日2009年7月29日 申请日期2008年9月28日 优先权日2008年9月28日
发明者姜鸿安, 明 栗, 王福核, 坚 金, 鲁光明 申请人:北京中科通用能源环保有限责任公司