一种鼓泡床污泥焚烧锅炉的制作方法

专利名称：一种鼓泡床污泥焚烧锅炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种污泥处理设备，特别是一种采用鼓泡床燃烧方法对污泥进行 焚烧处理的鼓泡床污泥焚烧锅炉。
背景技术：
随着城市化进程的加快和人民生活水平的提高，城市污水的处理已经成为环境保 护的一个重要内容，各城市纷纷修建污水处理厂。目前我国城市污水处理厂每年排放的污 泥量(干重)大约为130万吨，而且年增长率大于10%。如果城市污水全部得到处理，则将 产生污泥量(干重)为840万吨，占我国总固体废弃物的3.2%。污水处理厂产生的污泥是 具有高度污染的废物，含有病原体、过量的盐份和氮磷、有机高聚物、重金属等物质，不能随 意排放，必须采用适当的方法加以处理。目前多采用焚烧的方法处理，可以达到减量和消除 污染的目的。由污水处理厂送出的污泥含水量在90%上下，发热值很低，大约在1200kj/kg左 右。污泥必须在干燥状态才能着火燃烧，因此需要有热量来蒸发污泥中的水分。而干燥后 污泥燃烧产生的热量不足以蒸发污泥中的水分，因此需要补充一部分外部热量来满足污泥 水分蒸发所需要的全部热量。现有技术中多采用自然风干，或者利用邻近发电厂的排烟热 量，对污泥进行初步干燥，然后再利用污泥燃烧产生的热量(由蒸发器产生的饱和蒸汽带 来)进行下一步干燥，直到污泥含水量达到60%左右，发热值达到4000kj/kg左右时，才将 污泥送入炉膛进行焚烧。送入炉膛的污泥仍然具有较高的水分，蒸发这部份水分还需要较多的热量。专利 号为“ZL200510111467.4”，名称为“污泥干化与焚烧工艺及其系统装置”的中国实用新型 专利，所公开的污泥处理系统及工艺，采用鼓泡流化床焚烧炉，焚烧炉尾部布置有省煤器、 空气预热器，焚烧所产生的高温烟气分别用来加热导热油及冷空气，被加热的导热油通过 循环泵送至污泥干燥机干燥湿污泥，其采用导热油作为热媒介质，将干污泥焚烧产生的热 量用来加热导热油，再用于湿污泥的干化，虽然使资源得到循环利用，但该系统需要设置导 热油站及余热锅炉，结构比较复杂，同时在污泥燃烧过程中需要通过辅助燃烧系统保证燃 烧温度，不利于能源的节约及有效利用；申请号为“200910029426. 9”，名称为“基于垃圾 填埋气为辅助燃料的城市污泥焚烧系统”的中国实用新型专利申请，公开的城市污泥焚烧 系统，将脱水后城市污泥进行烘干、破碎后再进行焚烧，使用鼓泡流化床焚烧炉，鼓入被垃 圾填埋气燃烧加热一次风及通入垃圾填埋气作为辅助燃料，维持污泥焚烧炉中流化床的温 度，该申请利用了垃圾填埋气中的热能，降低了城市污泥的焚烧处理成本，但垃圾填埋气 中的热能是否能维持流化床温度以及该装置的焚烧效果在申请文件中未进行详细说明， 且一次风的加热仍然需要设置燃烧器，无法完全利用污泥自身焚烧产生的热量；申请号为 "200910061674. 1”，名称为“双工质双循环污泥焚烧炉”的中国实用新型专利申请，公开的 用于焚烧和热能回用的双工质双循环污泥焚烧炉，其结构相对较复杂，对污泥焚烧余热的 利用仍然不够充分。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能使资源得到充分循环利用、满足目 前解决污水处理厂污泥处理问题需要的鼓泡床污泥焚烧锅炉。为了实现上述目的，本实用新型提供了一种鼓泡床污泥焚烧锅炉，包括钢构架及 设置在所述钢构架上的污泥焚烧炉膛、空气预热器、蒸发器、给水预热器、锅筒及一次风室， 所述一次风室与所述污泥焚烧炉膛的下部端口连接，其中，所述污泥焚烧炉膛为能使污泥 焚烧产生的热量全部用于所述污泥干燥的绝热炉膛，所述污泥焚烧炉膛包括顺次连接为一 体的炉膛上部、炉膛中部和炉膛下部，所述炉膛上部、炉膛中部及炉膛下部的炉墙均包括耐 火层和保温层，所述炉膛上部的顶端设置有炉膛烟气出口，所述炉膛中部设置有二次风入 口，所述炉膛下部的底面设置有布风板，所述空气预热器分别与所述炉膛烟气出口和所述 二次风入口以及所述一次风室连通，所述蒸发器与所述空气预热器连接，所述给水预热器 与所述蒸发器连接，所述蒸发器和所述给水预热器分别与所述锅筒连接。上述的鼓泡床污泥焚烧锅炉，其中，所述炉膛中部和所述炉膛下部的炉墙为砌筑 炉墙，所述炉膛上部的炉墙为捣制炉墙。上述的鼓泡床污泥焚烧锅炉，其中，所述鼓泡床污泥焚烧锅炉还包括床料循环装 置，所述床料循环装置包括冷却器、振动筛、提升机及床料返回口，所述一次风室内设置有 排渣管，所述冷却器及所述振动筛依次设置在所述排渣管下方，所述床料返回口设置在所 述炉膛中部，所述提升机通过管路分别与所述振动筛及所述床料返回口连通。上述的鼓泡床污泥焚烧锅炉，其中，所述床料循环装置还设置有床料给料机，所述 床料给料机设置在所述提升机与所述床料返回口之间，分别与所述提升机及所述床料返回 □连通。上述的鼓泡床污泥焚烧锅炉，其中，所述床料循环装置还包括用于将多余的床料 分流出来的上部床料仓，所述上部床料仓设置在所述提升机的出口处。上述的鼓泡床污泥焚烧锅炉，其中，所述上部床料仓与所述床料给料机平行设置。上述的鼓泡床污泥焚烧锅炉，其中，所述上部床料仓还通过管路与所述提升机的 下部通道连通。上述的鼓泡床污泥焚烧锅炉，其中，所述床料循环装置还包括用于给所述鼓泡床 污泥焚烧锅炉补充床料的下部床料仓，所述下部床料仓与所述提升机的下部通道连通。上述的鼓泡床污泥焚烧锅炉，其中，所述振动筛还设置有大渣排出口。上述的鼓泡床污泥焚烧锅炉，其中，所述炉膛上部和所述炉膛下部为圆锥形结构， 所述炉膛中部为圆筒形结构。本实用新型的技术效果在于本实用新型的鼓泡床污泥焚烧锅炉，采用绝热保温 炉膛，有效地保证了污泥焚烧热量用于后续燃烧，同时通过布风板向炉膛提供高温一次风， 以使该高温一次风参与污泥的烘干和提供点火和初步燃烧所需要的氧气，同时二次风由炉 膛中下部引入，对进入稀相区的挥发份进行强烈扰动，形成有效、充分、完全的燃烧，降低了 不完全燃烧损失，提高了锅炉效率，使能源得到充分循环利用，并满足了目前解决污水处理 厂污泥处理问题需要。
以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。
图1为本实用新型一实施例的鼓泡床污泥焚烧锅炉结构示意图；图2为本实用新型的空气及烟气流程图；图3为本实用新型的汽水流程图；图4为本实用新型的床料循环装置结构框图；图5为本实用新型一实施例的炉膛底部正剖视图；图6为图5所示的炉膛底部俯视图；图7a为本实用新型一实施例的配风帽耐火砖示意图；图7b为图7a的A-A剖视图；图8为本实用新型一实施例的风帽示意图；图9a为本实用新型一实施例的炉膛锥体部分楔形砖示意图；图9b为图9a的左视图；图9c为图9a的俯视图。附图标记10钢构架1B2耐火砖圆孔1污泥焚烧炉膛IC配排渣管耐火砖11炉膛上部ID楔形耐火砖111炉膛烟气出口IE楔形保温砖12炉膛中部IF炉膛外壳钢板122 二次风入口2空气预热器123污泥入口21冷空气入口13炉膛下部22热空气出口131启动燃烧器连接口 3蒸发器132布风板31汽水引出管133排渔口32下水管IA风帽4锅筒IAl风帽凸起41饱和蒸汽出口IB配风帽耐火砖5给水预热器IBl耐火砖凹槽51给水入口52连接管道73提升机53尾部烟气出口74床料返回口6 一次风室75下部床料仓61排渣管76床料给料机62 一次风入口77上部床料仓6A 一次风室顶板8启动点火装置6B 一次风室保温材料 W —次风6C 一次风室外壳钢板 V 二次风[0054]7床料循环装置71冷却器72振动筛721大渔排出口722大渣储仓
L热空气
Ll冷空气 Z烟气
Zl尾部烟气 U污泥
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作具体的描述本实用新型为解决污泥水分含量高热值低，燃烧稳定性差，炉膛燃烧温度低影响 二恶英分解，烟气中含腐蚀性强的酸性气体等问题，在锅炉整体结构上及焚烧方法上采用 了不同于常规流化床锅炉的设计。由于污泥干燥后进行焚烧时，是由非常细小的颗粒组成的，在炉膛内一次流动就 可以燃烧完全，所以本实用新型采用鼓泡床的方法进行焚烧，不采用设置旋风分离器形成 飞灰循环进行多次燃烧的方法。由污水处理厂送出的污泥含水量在90%上下，发热值很低，大约在1200kj/kg左 右。污泥必须在干燥状态才能着火燃烧，因此需要有热量来蒸发污泥中的水分。而干燥后 污泥燃烧产生的热量不足以蒸发污泥中的水分，因此需要补充一部分外部热量来满足污泥 水分蒸发所需要的全部热量。比如，自然风干，或者利用邻近发电厂的排烟热量，对污泥进 行初步干燥，然后再利用污泥燃烧产生的热量(由蒸发器产生的饱和蒸汽带来)进行下一 步干燥，直到污泥含水量达到60%左右，发热值达到4000kj/kg左右时，才将污泥送入炉膛 进行焚烧。送入炉膛的污泥仍然具有较高的水分，蒸发这部分水分还需要较多的热量。本实 用新型为了保证污泥在着火前能够得到充分干燥，采用以下措施首先，保证污泥燃烧产生 的热量都用在干燥上，因此，本实用新型的鼓泡床污泥焚烧锅炉采用了不布置受热面的绝 热炉膛，使燃烧产生的热量都用在干燥上。同时该绝热炉膛具有足够高度，在满足该绝热炉 膛烟气温度高于850°C的前提下，烟气流动时间超过2秒，使二恶英能够得到充分分解，达 到环保要求；其次，干燥需要的热量只凭污泥燃烧产生还不够，还需要另外补充热量，本实 用新型中这部分补充热量由温度为600°C左右的热空气带入，为了生产600°C左右的热空 气，本实用新型采取在绝热炉膛后面直接设置空气预热器的办法，污泥燃烧产生的高温烟 气，离开绝热炉膛后首先引到空气预热器加热空气，然后再引到蒸发器和给水预热器加热 水，生产污泥干燥用的饱和蒸汽。参见图1，图1为本实用新型一实施例的鼓泡床污泥焚烧锅炉结构示意图。本实 用新型的鼓泡床污泥焚烧锅炉，包括钢构架10及设置在所述钢构架10上的污泥焚烧炉膛 1、空气预热器2、蒸发器3、给水预热器5、一次风室6及锅筒4，所述一次风室6与所述污 泥焚烧炉膛1的下部端口连接，所述污泥焚烧炉膛1为绝热炉膛，以使污泥焚烧产生的热 量都用于所述污泥的干燥，所述污泥焚烧炉膛1包括炉膛上部11、炉膛中部12和炉膛下部 13，在所述炉膛上部11的顶端设置炉膛烟气出口 111，所述炉膛中部12设置有二次风入口 122，所述炉膛下部13的底面设置有布风板132，所述炉膛中部12和所述炉膛下部13为砌 筑炉墙，所述炉膛上部11为捣制炉墙，所述砌筑炉墙和所述捣制炉墙均包括耐火层和保温层，所述空气预热器2分别通过管路与所述污泥焚烧炉膛1的炉膛烟气出口 111和二次风 入口 122连通，所述一次风室6上设置有一次风入口 62，用于通过管路与所述空气预热器2 连通，所述空气预热器2用于生产高温热空气L以补充所述污泥干燥所需要的热量及提供 点火和初步燃烧所需要的氧气，所述蒸发器3与所述空气预热器2连接，所述给水预热器5 与所述蒸发器3连接，所述蒸发器3和所述给水预热器5分别与所述锅筒4连接，以生产所 述污泥干燥用的饱和蒸汽。本实施例中，所述污泥焚烧炉膛1包括炉膛上部11、炉膛中部12和炉膛下部13， 所述炉膛烟气出口 111设置在所述炉膛上部11的顶部，所述炉膛下部13的底面设置有布 风板132，所述炉膛中部12设置有污泥入口 123，所述炉膛下部13还设置有启动燃烧器连 接口 131。为了更好地保证污泥燃烧的效果，本实施例优选将所述炉膛上部11和所述炉膛 下部13设置为圆锥形，所述炉膛中部12设置为圆筒形。具体说，即将污泥焚烧炉膛1的炉 体中间部位设置为圆筒形，上面炉膛烟气出口部位为圆锥形，圆锥形的顶面(小端)为炉膛 烟气出口 111，下面部位也为圆锥形，在圆锥形的底面(小端)布置布风板132。炉膛外壳 由钢板制造，内部由里向外安装有耐火砖和保温砖，使炉膛具有绝热的性能。沿炉膛上下四 周布置有压力及温度测点接口。参见图5及图6，图5为本实用新型一实施例的炉膛底部正剖视图；图6为图5所 示的炉膛底部俯视图。污泥焚烧炉膛1的外壳用钢板IF制造，炉膛下部13为上粗下细的 圆锥形，炉膛中部12为圆筒形，炉膛上部11为下粗上细的圆锥形。炉膛下部13和炉膛中 部12的向火面用楔形耐火砖ID砌成(参见图9a 9c)，在楔形耐火砖ID和外壳钢板IF 之间用楔形保温砖IE砌成。炉膛上部11的顶部中心为炉膛烟气出口 111，炉膛上部11的 向火面由耐火混凝土捣制，在耐火混凝土和外壳之间安装保温板(毡)。耐火混凝土和保温 板(毡)用锚固钉固定在外壳钢板IF上。炉膛下部13的断面由下向上逐渐变大，其变化 速率应力求与污泥燃烧的速率相吻合。也就是随着污泥颗粒在被烟气携带向上流动的过程 中，存在从开始着火到燃烬的过程，也是燃烧产生的烟气量逐渐增大的过程。断面速率的变 化与烟气量增大的速率相吻合的结果是烟气在炉膛中保持上升流动的速度不变。炉膛下部 13的底面为布风板132，通过布风板132供给污泥烘干、点火和初步燃烧用的一次风W。一 次风W由一次风室6提供。一次风室6的顶部为钻有圆孔的钢板6A，该钢板6A起到支撑 布风板132的作用。布风板132位于炉膛下部13的底部，布风板132用扇形配风帽耐火砖 IB砌成若干个同心圆环，每个圆环由若干个扇形配风帽耐火砖IB组成，每块扇形配风帽耐 火砖IB占有相同的投影面积，在每块扇形配风帽耐火砖IB中心安装一个风帽1A。用耐火 砖布置成布风板132的中心比四周略低，在中心处安装排渣管61 (参见图1及图5)。每个 扇形配风帽耐火砖IB的中心设有与支撑钢板6A相对应的、用于安装风帽IA的耐火砖圆孔 1B2(参见图7a、图7b)。本实施例中的风帽IA为下部开口，上部封死的中空圆柱形零件， 用耐热铸钢制成。耐火砖及风帽IA由布置在一次风室6顶部的一次风室顶板6A支撑，该 一次风室顶板6A为钢板结构。运行时，一次风W由一次风室6的下部进入中间通道，在一 次风室6的上部由若干均勻分布的小孔引入污泥焚烧炉膛1。风帽IA圆柱体的下部有两 个风帽凸起IAl (参见图8)，相对应配风帽耐火砖IB的耐火砖圆孔1B2有两个耐火砖凹槽 IBl (参见图7a、图7b)，装配时风帽IA插到底后可以转动，利用该两个风帽凸起IAl将风帽 IA锁到配风帽耐火砖IB上，该风帽凸起IAl与耐火砖凹槽IBl适配即可，对其形状及数量不做限制。本实施例中污泥焚烧炉膛1的炉墙结构如下垂直部分和下部锥体倾斜部分为砌 筑炉墙。砌筑由两到三层材料组成，靠炉内第一层为楔形耐火砖1D，其余为一层或两层楔形 保温砖1E(参见图9a 图9c)。砌筑炉墙在高度和圆周方向留有膨胀缝。上部圆锥倾斜部 分(炉顶)为捣制炉墙，由三层材料组成，靠炉内第一层为捣制的耐火混凝土，第二层为耐 高温保温板或保温毡，最外层为一般保温板或保温毡。耐火混凝土用锚固钉固定。上述炉 墙结构保证运行时其外表温度不大于50°C。在污泥焚烧炉膛1的下方安装有一次风室6，燃烧用的高温一次风W由空气预热器 2通过风道引到这里，再通过风帽IA引入污泥焚烧炉膛1，参与污泥的烘干和提供点火和初 步燃烧所需要的氧气。二次风V由污泥焚烧炉膛1中下部引入，对进入稀相区的挥发份进 行强烈扰动，形成有效、充分、完全的燃烧，降低了不完全燃烧损失，提高了锅炉效率。提供给锅炉用于燃烧用的空气量相对于污泥完全燃烧所需的空气量的比值，叫做 过剩空气系数。过剩空气系数大，有利于污泥与空气的混合，利于燃烧完全。但过大要降低 锅炉效率。所以针对不同的燃料和燃烧方式，有不同的最佳过剩空气系数。本实用新型的 鼓泡床污泥焚烧锅炉，炉膛过剩空气系数优选为1. 4左右。参见图2，图2为本实用新型的空气及烟气流程图。由污泥焚烧炉膛1出来的烟气 Z首先引到空气预热器2。空气预热器2为典型对流换热装置，利用烟气Z的热量把通过冷 空气入口 21进入空气预热器2的冷空气Ll加热成高温空气L，本实施例中的空气预热器2 采用不锈钢制造。空气预热器2的换热面由整齐排列的管束组成，可以采用冷空气Ll在管 内流动的形式(卧式)，也可以采用烟气Z在管内流动的形式(立式)。由于烟气Z中含有 酸性物质，在400°C左右对金属腐蚀性最大，所以空气预热器2烟气侧的金属壁温在上述温 度范围内的，要采取防腐措施。其中空气预热器2采用烟气在换热管内流动的立式布置时， 在换热管入口端部安装防磨管以后，烟气速度拟采用15m/s左右的高速。优先采用螺旋槽 管作为换热管。空气预热器2采用烟气在换热管外流动的卧式布置时，采用小于7m/s的烟 气速度。由于空气预热器2的使用温度较高，本实施例中全部用不锈钢制造。而且换热管 壁温在400°C左右的部位，采取可靠的防腐蚀措施。从空气预热器2出来的烟气Z引到蒸发器3。蒸发器3同样为典型对流换热装置， 由出入口集箱和管束组成。由锅筒4通过下水管32引来的水经过入口集箱进入管束，在管 束内吸收烟气Z放出的热量，水被加热成汽水混合物，然后从出口集箱通过汽水引出管31 引到锅筒4，在锅筒4内进行汽水分离，分离出的饱和蒸汽经饱和蒸汽出口 41引到污泥烘干 设备，分离出的水再通过下水管32引到蒸发器3的入口集箱。烟气对换热管作横向冲刷， 采用5m/s左右较低的烟气速度。由下水管32从锅筒4向蒸发器3供水，水在换热器3的 换热管内受到烟气的加热，一部分水变成为饱和蒸汽，在蒸发器3的出口将汽水混合物通 过汽水引出管31引到锅筒4。汽水混合物在锅筒4内分离后，水再通过下水管32重新回到 蒸发器3 ；分离出的饱和蒸汽则从锅筒4上的饱和蒸汽出口 41引出，作为污泥干燥用。从蒸发器3出来的烟气Z引到给水预热器5。给水预热器5同样为典型对流换热 装置，由出入口集箱和管束组成。给水引到给水预热器5下部入口集箱，通过管束加热后， 由出口集箱通过管道连接到锅筒4的水空间。从给水预热器5出来的尾部烟气Zl最终经 尾部烟气出口 53排出至烟气处理设备。烟气对换热管作横向冲刷，采用4m/s左右较低的烟气速度。给水进入入口集箱，水在换热管中的流动方向与烟气流动方向相反，逆流向上流 动，吸收烟气的热量后，温度升高，从出口集箱通过给水预热器至锅筒连接管道52引到锅 筒4的水空间。本实施例中的锅筒4采用圆筒形结构，布置在整个鼓泡床污泥焚烧锅炉的顶部。 锅筒4内部布置有简单汽水分离装置。参见图3，图3为本实用新型的汽水流程图，由给水 预热器5来的水用给水预热器至锅筒连接管道52引入到锅筒4的水空间，饱和蒸汽由锅筒 4顶部的饱和蒸汽出口 41引出。同样，锅筒4通过汽水引出管31和下水管32分别与蒸发 器3的出入口集箱相连。锅筒4上也安装有各种仪表和安全保护装置，比如水面计、压力表、 温度计、安全门、排空气阀、疏水阀等等，因这些均为较成熟的现有技术，在此不作赘述。在污泥焚烧炉膛1的中下部位安装有启动点火装置8。采用柴油燃烧器进行启动 点火。轻柴油经过柴油燃烧器燃烧后产生高温烟气，送入污泥焚烧炉膛1内加热石英砂床 料。当床料的温度达到850°C以上后，开始逐渐投入污泥并且逐渐减少轻柴油的投入量。直 到单独投入污泥就可以维持850°C以上炉温时，停止运行点火装置。由于本实用新型的鼓泡床污泥焚烧锅炉产生的蒸汽只用于污泥的烘干，不是用于 发电，所以只生产饱和蒸汽即可，因此不必设置过热器。从安全和经济的角度出发，饱和蒸 汽的压力以低压为宜。从0. SMpa到1. 6Mpa都可以，本实用新型优选1. 25Mpa的设计压力。本实用新型的鼓泡床污泥焚烧锅炉需要在布风板132上面装入一定数量的粒状 物质，在一次风W的作用下呈现沸腾状态，但烟气的流速又不足以将其带走，只在一定区域 内跳动。这个区域称为密相区，这种物质称为床料。当污泥U送入污泥焚烧炉膛1内进行 焚烧时，起初像牙膏一样，以条状被“挤入”污泥焚烧炉膛1。进入污泥焚烧炉膛的污泥U断 成块状。污泥块首先受到烟气的加热，外表面水分蒸发，形成硬壳，随后它进入密相区，受 到床料的冲击，将大块冲击成小块。同时，床料携带的大量热量在冲击过程中进入污泥块内 部，污泥块内部的水分急剧蒸发，水分变成蒸汽的过程中体积急剧膨胀，也将污泥块破碎成 粉末，这些过程都加速了污泥的干燥和着火进程。考虑到污泥燃烧的特点，本实施例中，锅 炉优选用小颗粒大比重的石英砂作为床料，其他实施例中也可以用燃煤流化床锅炉的溢流 渣、冷渣，或者陶粒等，对此不做限制。石英砂的粒径在0.7 1.5mm之间。在静止的状态 下，炉料的装填高度大约为1. 0 1. 2m，运行时的膨胀高度与静止高度之比一般在1. 5 2. 0。由于污泥中带有一定量的低灰熔点的物质，如铁、钠、钾、磷、氯和硫等成分，这些 物质极易引起灰高温熔解，在密相区形成床料团块，影响到流化。因此，本实用新型的鼓泡 床污泥焚烧锅炉还设置了床料循环装置7，参见图4，图4为本实用新型的床料循环装置结 构框图。所述床料循环装置7包括冷却器71、振动筛72、提升机73及床料返回口 74，所述 一次风室6内设置有排渣管61，所述冷却器71及所述振动筛72依次设置在所述排渣管61 的下方，所述床料返回口 74设置在所述炉膛中部12，所述提升机73通过管路分别与所述振 动筛72及所述床料返回口 74连通。所述振动筛72上还设置有大渣排出口 721，大渣排出 口 721的下方设置有大渣储仓722。所述床料循环装置7还可包括下部床料仓75与床料给 料机76。为了清除污泥灰中的大渣和床料团，在布风板132的中心安装有排渣口 133，运行 时，大渣和床料团从此处通过排渣管61排到冷却器71。经过冷却器71降温，大渣和床料 团进入到振动筛72，把大渣和符合要求的床料分离开。分离出的大渣排放到大渣储仓722另行处理；合格的床料则通过提升机73提升到相当于炉膛上部11的高度，经过床料给料机 76返回到污泥焚烧炉膛1内。同时，可在提升机73的下部通道连接有下部床料仓75，用该 下部床料仓75来补充床料，例如石英砂。在提升机73的出口设有与床料给料机76平行的 上部床料仓77，可将多余的床料例如石英砂分流到该上部床料仓77。工作时，在漏斗状的布风板132中心最低点装有排渣口 133，排渣管61与该排渣口 133连接。运行中，比重大的床料团块混同一些大渣连续从排渣口 133通过排渣管61排出 炉外。这些混合物在炉外首先通过冷却器71降低温度，然后进入振动筛72进行破碎筛分。 筛出的大块作为废料送到大渣储仓722，通过筛子的石英砂等床料通过提升机73送到床料 给料机76，从床料给料机76再返回到炉内。干燥需要的热量只凭污泥燃烧产生还不够，还需要另外补充热量，本实用新型采 取在绝热炉膛后面直接设置空气预热器2的办法，污泥燃烧产生的高温烟气，离开绝热炉 膛后首先引到空气预热器2加热空气，然后再引到蒸发器3和给水预热器5加热水，生产污 泥干燥用的饱和蒸汽。所述空气预热器2输出的高温空气为550°C 650°C，本实用新型中 优选为600°C左右。一般在流化床锅炉术语中，把用于燃料烘干，点火，提供进行初步燃烧用的空气叫 做一次风，把燃料燃烬用的空气叫做二次风。一次风和二次风的总量是一个定数。本实用 新型的鼓泡床污泥焚烧锅炉要使污泥燃烧完全，一次风和二次风要有一个合理的配比。如 果一次风量过大，则流化速度高，密相区中的污泥颗粒扬析现象较为严重，在密相区内的停 留时间短，使大部分挥发份跑到稀相区燃烧，但由于二次风量相对小，在稀相区形成不了强 烈扰动，燃烬效果不佳，燃烧效率低。增大二次风后，一次风量减少，流化速度降低，增加了 颗粒在密相区内的停留时间，有利于释放出更多的挥发份。这些挥发份进入稀相区后，可以 受到二次风V的强烈扰动，取得完全燃烧的效果，提高了燃烧效率。但二次风量过大，造成 密相区用于烘干和点火的空气不足，把主要的燃烧份额都推到稀相区去，使稀相区的负担 过重，也影响到燃烧效果，反而降低了锅炉效率。所以一次风W与二次风V要有一个合适的 配比。本实用新型的鼓泡床污泥焚烧锅炉的污泥焚烧方法中，优选该一次风量占所述污泥 焚烧的总风量的50%。本锅炉炉膛中烟气的流动速度取为1.8m/s左右，炉膛的垂直高度为10m，所以烟 气在炉膛内的停留时间超过2秒。同时炉膛的出口烟气温度为980°C，因此可以充分满足二 恶英的分解要求。锅筒4座在钢构架10的顶面上面，在工质侧用下水管32和汽水引出管31与蒸发 器3相连接。锅筒4与蒸发器3的垂直高度影响到工质侧的循环倍率。一般来说，下水管 32中流过的水量与蒸发器3产生的饱和蒸汽量之比称之为水循环的循环倍率。循环倍率越 大，流过蒸发器3的水量越大，饱和蒸汽量越小，换热管越容易得到冷却，越不容易过热烧 坏。而循环倍率的大小与锅筒4与蒸发器3的垂直高度成正比。所以，要保证蒸发器有足 够的循环倍率，首先要保证锅筒4与蒸发器3之间有足够的垂直高度。本鼓泡床污泥焚烧 锅炉的锅筒4与蒸发器3的出口集箱之间的垂直高度超过5m，循环倍率达到30左右，所以 蒸发器3是安全的。钢构架10用于支撑鼓泡床污泥焚烧锅炉所有部件的重量，其设计的地震烈度应 符合安装地的烈度规定，并按国家有关标准进行设计。为便于检查和维修，本实用新型的鼓泡床污泥焚烧锅炉还装有可到达各个部位的平台楼梯。由于污泥灰很细，采用的烟气速度 较低，为防止换热管沾灰影响传热效果，可在低烟速部位安装吹灰装置，定期对换热管进行 吹灰，以保证锅炉的运行效率。上述均为较成熟的现有技术，亦非本实用新型的重点，在此 不作赘述。 当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的 情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些 相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
权利要求一种鼓泡床污泥焚烧锅炉，包括钢构架及设置在所述钢构架上的污泥焚烧炉膛、空气预热器、蒸发器、给水预热器、锅筒及一次风室，所述一次风室与所述污泥焚烧炉膛的下部端口连接，其特征在于，所述污泥焚烧炉膛为能使污泥焚烧产生的热量全部用于所述污泥干燥的绝热炉膛，所述污泥焚烧炉膛包括顺次连接为一体的炉膛上部、炉膛中部和炉膛下部，所述炉膛上部、炉膛中部及炉膛下部的炉墙均包括耐火层和保温层，所述炉膛上部的顶端设置有炉膛烟气出口，所述炉膛中部设置有二次风入口，所述炉膛下部的底面设置有布风板，所述空气预热器分别与所述炉膛烟气出口和所述二次风入口以及所述一次风室连通，所述蒸发器与所述空气预热器连接，所述给水预热器与所述蒸发器连接，所述蒸发器和所述给水预热器分别与所述锅筒连接。
2.如权利要求1所述的鼓泡床污泥焚烧锅炉，其特征在于，所述炉膛中部和所述炉膛 下部的炉墙为砌筑炉墙，所述炉膛上部的炉墙为捣制炉墙。
3.如权利要求1或2所述的鼓泡床污泥焚烧锅炉，其特征在于，所述鼓泡床污泥焚烧锅 炉还包括床料循环装置，所述床料循环装置包括冷却器、振动筛、提升机及床料返回口，所 述一次风室内设置有排渣管，所述冷却器及所述振动筛依次设置在所述排渣管下方，所述 床料返回口设置在所述炉膛中部，所述提升机通过管路分别与所述振动筛及所述床料返回 □连通。
4.如权利要求3所述的鼓泡床污泥焚烧锅炉，其特征在于，所述床料循环装置还设置 有床料给料机，所述床料给料机设置在所述提升机与所述床料返回口之间，分别与所述提 升机及所述床料返回口连通。
5.如权利要求4所述的鼓泡床污泥焚烧锅炉，其特征在于，所述床料循环装置还包括 用于将多余的床料分流出来的上部床料仓，所述上部床料仓设置在所述提升机的出口处。
6.如权利要求5所述的鼓泡床污泥焚烧锅炉，其特征在于，所述上部床料仓与所述床 料给料机平行设置。
7.如权利要求5或6所述的鼓泡床污泥焚烧锅炉，其特征在于，所述上部床料仓还通过 管路与所述提升机的下部通道连通。
8.如权利要求3所述的鼓泡床污泥焚烧锅炉，其特征在于，所述床料循环装置还包括 用于给所述鼓泡床污泥焚烧锅炉补充床料的下部床料仓，所述下部床料仓与所述提升机的 下部通道连通。
9.如权利要求3所述的鼓泡床污泥焚烧锅炉，其特征在于，所述振动筛还设置有大渣 排出口。
10.如权利要求1、2、4、5、6、8或9所述的鼓泡床污泥焚烧锅炉，其特征在于，所述炉膛 上部和所述炉膛下部为圆锥形结构，所述炉膛中部为圆筒形结构。
专利摘要一种鼓泡床污泥焚烧锅炉，包括钢构架及设置在该钢构架上的污泥焚烧炉膛、空气预热器、蒸发器、给水预热器、锅筒及一次风室，该一次风室与该污泥焚烧炉膛的下部端口连接，该污泥焚烧炉膛为绝热炉膛，该污泥焚烧炉膛包括炉膛上部、炉膛中部和炉膛下部，该炉膛上部、炉膛中部和炉膛下部均包括耐火层和保温层，在该炉膛上部的顶端设置炉膛烟气出口，该炉膛中部设置有二次风入口，该炉膛下部的底面设置有布风板，该空气预热器分别与该炉膛烟气出口和该二次风入口以及该一次风室连通，该蒸发器与该空气预热器连接，该给水预热器与该蒸发器连接，该蒸发器和该给水预热器分别与该锅筒连接。
文档编号F23G7/00GK201672523SQ20102018906
公开日2010年12月15日 申请日期2010年5月7日 优先权日2010年5月7日
发明者张天飚, 董凯 申请人:烟台鑫丰源电站设备有限公司