用于焚烧炉的布风配气结构、焚烧炉和污泥焚烧处理系统的制作方法

本公开的实施例涉及一种用于焚烧炉的布风配气结构、一种焚烧炉和一种污泥焚烧处理系统。

背景技术：

近年来，国内城市污水处理设施不断建设与升级改造，污泥作为污水处理的副产物，产量也在日益增加。焚烧是利用焚烧炉在高温条件下将污泥完全分解为少量灰烬的热处理方式。是一种彻底无害化、最大程度减量化、产生余热可资源化的高效、快速的处理方式。用于布置流化风的用于焚烧炉的布风配气结构是焚烧炉中核心部件之一，一方面用于承载流化砂床，另一方面用于分配流化风。传统的布风配气结构悬于风室上方并且被支撑件支撑。因此，搭建难度大并且支撑件影响流化风分配的稳定性。

技术实现要素：

本公开的至少一实施例提供一种用于焚烧炉的布风配气结构。该布风配气结构包括：支撑主体，其包括多个耐火砖组。所述多个耐火砖组分别形成多个环形子体并且布置成一组耐火砖组围绕另一组耐火砖组。每个耐火砖组包括扇环形的多个耐火砖。

该布风配气结构有利于标准化床层支撑机构的尺寸，降低设计成本、生产成本、销售成本，并且便于安装。

例如，在一些实施例中，每个耐火砖组中的多个耐火砖是相同的。

例如，在一些实施例中，所述支撑主体包括上侧表面和与上侧表面相对的下侧表面。所述上侧表面为平坦表面，所述下侧表面为圆顶形。

例如，在一些实施例中，所述多个耐火砖组中的彼此邻近的耐火砖组中的靠内的内侧耐火砖组形成内侧环形子体，所述彼此邻近的耐火砖组中的靠外的外侧耐火砖组形成外侧环形子体。所述内侧环形子体包括第一锥形外侧壁面和第一锥形内侧壁面。所述外侧环形子体包括第二锥形外侧壁面和第二锥形内侧壁面。第一锥形外侧壁面抵靠第二锥形内侧壁面。第一锥形外侧壁面、第一锥形内侧壁面、第二锥形外侧壁面和第二锥形内侧壁面在垂直于上侧表面的竖直方向上朝向下侧逐渐收缩。

例如，在一些实施例中，第一锥形外侧壁面相对于竖直方向的第一外倾斜角小于第一锥形内侧壁面相对于竖直方向的第一内倾斜角。第二锥形外侧壁面相对于竖直方向的第二外倾斜角小于第二锥形内侧壁面相对于竖直方向的第二内倾斜角。第一外倾斜角等于第二内倾斜角。

例如，在一些实施例中，所述内侧耐火砖组包括多个内侧耐火砖，其各自具有一内侧弧度角。所述外侧耐火砖组包括多个外侧耐火砖，其各自具有一外侧弧度角。所述外侧弧度角小于内侧弧度角。

例如，在一些实施例中，第一外倾斜角、第一内倾斜角、第二外倾斜角和第二内倾斜角在5～20°的范围内。

例如，在一些实施例中，所述布风配气结构还包括风帽。所述风帽包括：柱形的头部部分，具有第一直径；柱形的主体部分，具有小于第一直径的第二直径；以及流化风通道，所述流化风通道的一端开口于所述风帽的主体部分所位于的端部，所述流化风通道的另一端开口于所述头部部分的径向外表面。每个耐火砖包括从上侧表面贯穿到下侧表面的贯通孔，所述主体部分插入到所述贯通孔中，使得所述头部部分位于贯通孔的上侧。

例如，在一些实施例中，所述主体部分的径向外表面具有间隔布置的多个环形凸起。

例如，在一些实施例中，所述流化风通道包括：第一通道部段，其从所述风帽的所述主体部分所位于的端部延伸到所述头部部分的内部；以及多个第二通道部段，其在所述头部部分中径向地延伸，并且每个第二通道部段的一端在所述头部部分的内部与第一通道部段连通，另一端开口于所述径向外表面。

例如，在一些实施例中，所述多个第二通道部段径向延伸并且布置成多层，并且每层中的多个第二通道部段在周向方向上彼此间隔布置，相邻的两层的一层中的多个第二通道部段与相邻的两层的另一层中的多个第二通道部段彼此上下交错地布置。

例如，在一些实施例中，所述风帽插入所述耐火砖中的一部分耐火砖的贯通孔中，所述耐火砖中的另一部分耐火砖被堵住，所述风帽的密度大于14个/m²。

例如，在一些实施例中，所述布风配气结构，还包括：中心体，所述中心体填充所述多个耐火砖组中位于最内侧的耐火砖组形成的最内侧环形子体的中心；以及拱脚砖组，包括多个拱脚砖，所述多个拱脚砖形成环形的拱脚体，所述拱脚体围绕在所述多个耐火砖组中位于最外侧的耐火砖组形成的最外侧环形子体，所述拱脚体包括在竖直方向上朝向下侧逐渐收缩的拱脚体内侧面。

本公开的至少一实施例还提供提供一种用于污泥焚烧的焚烧炉，其包括如上所述的用于焚烧炉的布风配气结构。

本公开的至少一实施例还提供一种污泥焚烧处理系统，其包括：如上所述的焚烧炉。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本公开的某些实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了包括根据本公开的一实施例布风配气结构的焚烧炉的一部分的截面图；

图2示出了根据本公开的一实施例的布风配气结构的俯视图；

图3示出了根据本公开的一实施例的风帽的截面图；

图4示出了根据本公开的一实施例的搭建布风配气结构的流程框图；

图5示出了根据本公开的一实施例的支撑架的一部分的透视图；

图6示出了根据本公开的一实施例的支撑架的一部分的侧视图。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对准置关系，当被描述对象的绝对准置改变后，则该相对准置关系也可能相应地改变。

图1示出了包括根据本公开的一实施例的布风配气结构的一部分的截面图。

如图1所示定义竖直方向，以及基于竖直方向定义“上”、“下”。当布风配气结构被搭建成焚烧炉的一部分时，竖直方向可以被理解为大致与重力方向相同。

如图1所示，焚烧炉包括风室2、布风配气结构1和焚烧室3(仅示出了一部分)，风室2设置在焚烧室3的下方，风室2和焚烧室3被布风配气结构1间隔开。

风室2包括风室壁21和由风室壁21围绕的风室腔体。流化风入口211设置在风室壁21中，流化风通过流化风入口211被提供到风室腔体中。例如，流化风可以为流化空气。风室2可以为圆柱形的。

焚烧室3包括焚烧室壁31和由焚烧室壁围绕的焚烧室腔体。喷枪313、污泥入口312等可以设置在焚烧室壁31中，以分别将燃料和污泥提供到焚烧室腔体中。

布风配气结构1包括布风主体和风帽400，布风主体用作风室2的顶壁和焚烧室3的底壁。风帽400插入到布风主体中。

布风配气结构1承载焚烧室3中的流化态的床层(未示出)。床层包含床沙，床沙可以为二氧化硅或橄榄石砂。风室腔体中的流化风通过风帽400流入到焚烧室腔体中，以吹动床沙使得床沙翻滚，并向焚烧室3中提供氧气。例如，流化空气经由流化风机加压后，被预加热器加热至设定温度，然后经由管路和风室壁21中的流化风入口211被送入风室腔体。例如，在风室腔体中被稳压的流化空气向上流动并经由风帽400被送入焚烧室腔体中床层所在的区域。

图2示出了根据本公开的一实施例的布风配气结构1的俯视图。如图2所示，布风配气结构1包括布风主体和风帽(未示出)，布风主体包括拱脚体300、支撑主体100和中心体200。支撑主体100为圆环体，拱脚体300为圆环体并且位于支撑主体100的外侧，中心体200为柱形体并且填充(例如，通过浇注)支撑主体100的中心孔。

拱脚体300被夹置在风室壁21和焚烧室壁31之间，其被风室壁21支撑同时支撑焚烧室壁31。此外，在本实施例中，拱脚体300为整个布风配气结构1提供支撑。拱脚体300包括在竖直方向上朝向下侧逐渐收缩的拱脚体内侧面311。拱脚体300由多个拱脚砖形成。例如，该多个拱脚砖可以为相同的。

支撑主体100包括多个耐火砖组，每个耐火砖组包括扇环形的多个耐火砖。耐火砖例如为高铝耐火砖。该多个耐火砖通过粘附料而粘结。例如，通过在多个耐火砖的彼此相对的壁面之间涂抹粘附料而将多个耐火砖结合。粘附料例如为水泥，并且具有一定水分，当水分蒸发后将相邻的两个耐火砖粘结在一起。粘附料具有耐高温和耐腐蚀的性。

如图2所示，该多个耐火砖组分别形成多个环形子体并且布置成一组耐火砖围绕另一组耐火砖。拱脚砖组围绕最外侧的一组耐火砖。因此，可以通过设置耐火砖组的数量而标准化地调整布风配气结构1的尺寸。作为一示例，布风配气结构1可以具有不同规格的a型产品-j型产品，a型布风配气结构1具有一组耐火砖组，因而具有较小的尺寸，而j型布风配气结构1具有十组耐火砖组，因而具有较大的尺寸。这样的设计有利于标准化床层支撑机构的尺寸，降低设计成本、生产成本、销售成本。作为一示例，支撑主体100的直径范围可以为2～6.5m。

此外，每个耐火砖组中的多个耐火砖可以是相同的并且沿周向布置成环形。因此，可以针对不同圈数的每个耐火砖组制造相同的耐火砖，从而降低设计成本和生产成本。

需要说明的是，在安装布风配气结构1的过程中，依次将每个耐火砖组中的多个耐火砖彼此相邻地安装到特定位置，最后一块或几块耐火砖可能由于安装或制造误差而需要被切削。在这种情况下，也将每个耐火砖组中的多个耐火砖看作是相同的。

返回参考图1，布风配气结构1的支撑主体100包括彼此相对的上侧表面101和下侧表面102。该上侧表面101是平坦表面，该下侧表面102为圆顶形。也就是说，在经过支撑主体100的纵向中心轴线且平行于竖直方向的截面中(例如，图1所示的截面)，支撑主体100的上侧表面101被表示为一直线，支撑主体100的下表面被表示为一拱形线。上侧表面101是平坦表面，有利于合理分布流化风和承载床层。下侧表面102是圆顶形，有利于实现布风配气结构1的自支撑。

各组耐火砖之间通过在竖直方向上倾斜的壁面彼此抵靠而实现自支撑。

具体而言，多个耐火砖组中彼此邻近的耐火砖组中的靠内的内侧耐火砖组形成内侧环形子体，多个耐火砖组中彼此邻近的耐火砖组中的靠外的内侧耐火砖组形成外侧环形子体。下面以内侧耐火砖组为第一耐火砖组110，外侧耐火砖组为第二耐火砖组120为例说明布风配气结构1的自支撑。该第一耐火砖组110形成第一环形子体，该第二耐火砖组120形成第二环形子体。

第一环形子体包括第一锥形外侧壁面111和第一锥形内侧壁面112，第二环形子体包括第二锥形外侧壁面121和第二锥形内侧壁面122。第一锥形外侧壁面111、第一锥形内侧壁面112、第二锥形外侧壁面121和第二锥形内侧壁面122在竖直方向上朝向下侧逐渐收缩。第一锥形外侧壁面111抵靠第二锥形内侧壁面122。

第一耐火砖组110中的多个第一耐火砖一方面受到自身的竖直方向的重力和来自床层的竖直方向的压力，另一方面受到由第二耐火砖组120中的第二耐火砖提供的在垂直于第一锥形外侧壁面111的方向上的支撑力和沿第一锥形外侧壁面111的切向力。该切向力可以由于摩擦和耐火砖之间的结合而产生。这样，多个第一耐火砖被多个第二耐火砖支撑。以此类推，多个耐火砖组中靠内的耐火砖组被靠外的耐火砖组通过倾斜的壁面提供支撑力。

并且，最外侧的耐火砖组所形成的最外侧环形子体的外侧壁面抵靠拱脚体300的拱脚体内侧面311。因此，拱脚体300支撑整个布风配气结构1。

因此，不需要单独设置诸如支撑架的支撑部件，布风配气结构1可以支撑自身的重量而且可以支撑床层的重量。在一示例中，布风配气结构1承受的载荷不低于17kn/m²。

在一示例中，第一锥形外侧壁面111相对于竖直方向的第一外倾斜角θ11小于第一锥形内侧壁面112相对于竖直方向的第一内倾斜角，第二锥形外侧壁面121相对于竖直方向的第二外倾斜角θ21小于第二锥形内侧壁面122相对于竖直方向的第二内倾斜角θ22，并且第一外倾斜角θ11等于第二内倾斜角θ22。

此外，内侧耐火砖组包括多个内侧耐火砖，其各自具有一内侧弧度角。外侧耐火砖组包括多个外侧耐火砖，其各自具有一外侧弧度角。所述外侧弧度角小于内侧弧度角。因此，不同耐火砖组中的耐火砖可以具有大致相同的体积和重量，有利于实现自支撑并且有利于耐火砖的制造及运输。

此外，外侧耐火砖之间的砖缝与内侧耐火砖之间的砖缝交错布置。这样增强了每块耐火砖的受力稳定性，使得一块或多块耐火砖的损坏不会影响拱形结构的整体稳定性。

如图1和图2所示，多个耐火砖中的每个耐火砖具有从上侧表面101贯穿到下侧表面102的贯通孔130。如图1所示，风帽400可以插入到该贯通孔130中。

图3示出了根据本公开实施例的风帽400的纵向剖视图。如图3所示，风帽400包括具有第一直径的柱形头部部分410和具有第二直径的柱形主体部分420，第二直径小于第一直径。该主体部分420从上侧表面101一侧插入到贯通孔130中，使得头部部分410位于贯通孔130的上侧表面101所位于的一侧。

此外，如图3所示，风帽400的主体部分420所位于的端部是开口的，风帽400的头部部分410所位于的端部是封闭的。风帽400还包括流化风通道，其一端开口于风帽400的主体部分420所位于的端部，另一端开口于头部部分410的径向外表面。具体而言流化风通道包括第一通道部段431和多个第二通道部段432。该第一通道部段431从风帽400的主体部分420所位于的开口端部延伸到头部部分410的内部。该多个第二通道部段432在头部部分410中径向地延伸，并且每个第二通道部段432的一端在头部部分410的内部与第一通道部段431连通，另一端开口于径向外表面。

例如，该多个第二通道部段432可以径向延伸并且布置成多层(例如，两层)，并且每层中的多个第二通道部段432在周向方向上彼此间隔布置，相邻的两层的一层中的多个第二通道部段432与相邻的两层的另一层中的多个第二通道部段432彼此上下交错地布置。

流化风通道的这样的设计有利于降低布风配气结构1部分区域的压力损失，并且有利于将流化风均匀地分布到床层的各处，从而避免产生大尺寸的炉渣。

风帽400可以通过过盈配合而被推入到贯通孔130中。例如，可以利用锤子将风帽400砸入贯通孔130中。

主体部分420的外表面具有间隔布置的多个环形凸起421。环形凸起421有利于风帽400更稳定地固定在贯通孔130中而不被流化风拔出，并增加流阻以避免流化风经由风帽400与贯通孔130之间的空隙进入焚烧室3，影响流化风分布。

喷枪313设置在布风配气结构1的上方，以用于向焚烧室3中喷入燃料(例如，天然气或燃料油)。在一示例中，风帽400可以只安装到多个耐火砖中的一部分耐火砖中，以与喷枪313的布置配合地布置。其他没有安装风帽400的耐火砖的贯通孔130(例如，位于喷枪313的喷嘴附近的贯通孔130，从而避免流化风影响燃料的喷入)可以被堵住，例如通过填注水泥或插入其他堵头。在一示例中，风帽400不少于14个/m²。风帽400可以由高温镍基合金制成，因此，可以耐受高温。

由于高铝耐火砖和由高温镍基合金制成的风帽400，布风配气结构1能够耐受温度高达1000℃。

安装在布风配气结构1中的风帽400不限于上述结构，还可以具有其他结构，本公开不限于此。

此外，多个耐火砖之间通过粘附料而间隔开一距离，以为耐火砖之间预留合理膨胀空间。该距离例如为1.0～2.0mm，优选为1.5mm，但本公开不限于此。

下面介绍根据本公开的至少一实施例的用于搭建布风配气结构的方法，例如，如上所述的布风配气结构1。

图4示出了根据本公开的一实施例的搭建布风配气结构1的流程框图。如图4所示，根据本公开的至少一实施例的搭建布风配气结构1的方法包括：

s1，搭建支撑架；

s2，铺设拱脚砖组；

s3，从外侧到内侧依次铺设多个耐火砖组；

s4，通过浇注浇注料形成中心体200；

s5，将布风配气结构1已经搭建的部件放置一预定时间；

s6，将所述风帽400插入到所述多个耐火砖中的一部分耐火砖的贯通孔130中；

s7，拆除支撑架；以及

s8，烘炉。

图5示出了根据本公开的一实施例的支撑架的一部分的透视图，图6示出了根据本公开的一实施例的支撑架的一部分的侧视图。如图5、6所示，支撑架包括支撑杆510、支撑板520、枢转轴530以及刮板540。

支撑板520具有在中心处向上倾斜的锥形的上支撑表面521，并且被支撑杆510支撑为所述上支撑表面521距离待形成的支撑主体100的下侧表面102一预定距离。支撑板520用于为支撑主体100提供支撑。该距离允许通过在待铺设的耐火砖的下部与支撑板520之间插入诸如木楔的调整件而调整每块耐火砖的位置。

枢转轴530沿支撑板520的中心轴线延伸。刮板540的内侧端部通过枢转轴530可枢转地连接到支撑板520的上支撑表面521之上，刮板540的外侧端部具有刮板端面541，该刮板端面541与待搭建的拱脚体300的拱脚体内侧面311具有相对于竖直方向的相同倾斜角度。

在步骤s2中，铺设拱脚砖组以形成拱脚体300。

在铺设耐火砖组之前，首先，每隔四分之一圆弧沿支撑主体100的半径分别预摆放一个拱脚砖和多个耐火砖组中的各一个耐火砖，使得所述多个耐火砖组中位于最内侧的多个耐火砖组形成一对应于中心体200的中心孔。调整各个耐火砖和拱脚砖的位置，使得中心孔的直径的误差小于±10mm。注意，在摆放耐火砖时，在相邻耐火砖的接合面之间预留不大于1.5mm的间隔，用于补偿粘附料所占用的体积。

基于每个半径上的拱脚砖的位置和拱脚砖的与拱脚体内侧面311对应的拱脚砖内侧面，确定刮板540的长度和刮板端面541相对于竖直方向的倾斜角度。

在铺设拱脚砖组时，刮板540围绕枢转轴530画圆。随着刮板540的枢转而铺设拱脚砖组中的每块拱脚砖，使得每块拱脚砖的拱脚砖内侧面与刮板540的刮板端面541贴合，同时，相邻拱脚砖的接合面之间涂覆有粘附料。例如，相邻拱脚砖之间的间隙小于1.5mm。最后由于施工误差，可能出现待铺设最后一块拱脚砖的空隙小于拱脚砖的尺寸，可以切削最后一块拱脚砖，或者切削最后几块拱脚砖。

在步骤s3中，铺设每个耐火砖组包括在周向方向上依次铺设耐火砖，耐火砖之间通过粘附料粘结。每组耐火砖中的相邻耐火砖的接合面之间的间隙小于1.5mm。在铺设耐火砖的过程中，每隔多个耐火砖的一个耐火砖不通过粘附料与相邻的耐火砖粘结，而是先被放置就位。在铺设完其他耐火砖之后，在该一个耐火砖与其相邻的耐火砖之间涂覆有粘附料的情况下将该一个耐火砖在竖直方向上推入就位。这里，可以将该一个耐火砖称为“键砖”。例如，可以使用枕木等将“键砖”砸入到预留空隙中。该“键砖”和“键砖”两侧的粘附料的设置有助于在周向方向上压紧每组耐火砖中的多个耐火砖，使得布风配气结构1更坚固和稳定。

由于施工误差，每组耐火砖可能需要切削至少一块耐火砖(例如，最后一块被铺设的耐火砖)以完成铺设。在一示例中，每块耐火砖的被切削厚度小于25mm。当每块耐火砖的被切削厚度在0-13mm之间，则只切削该块耐火砖的一侧，当切削厚度大于13mm时，则切该块耐火砖的两侧。

在步骤s4中，在多个耐火砖组中位于最内侧的耐火砖组形成的最内侧环形子体的中心孔处通过浇注浇注料形成中心体200。在构建中心体200之前，将插入件附接到最内侧环形子体的内侧壁面上，使得除了粘附料之外，插入件被设置在中心体200和最内侧环形子体之间。该插入件例如为厚度在10-20mm范围内的胶带。例如，插入件在诸如烘炉(之后描述)的过程中，在高温下可熔融或可挥发以被移除。浇注料与耐火砖的材料相同或不同。浇注料具有耐腐蚀和耐高温的特性。

在一示例中，拱脚体300、支撑主体100以及中心体200的上侧表面被设计为彼此平齐。在构建中心体200之后，可以检查拱脚体300、支撑主体100以及中心体200组成的整体上侧表面的最大高度差是否小于一误差距离，例如12mm。如果小于12mm，则表示布风配气结构1的拱脚体300、支撑主体100以及中心体200的安装合格。如果大于12mm，则应重新搭建或调整布风配气结构1。

在步骤s5中，将布风配气结构1已经搭建的部件放置一预定时间，以使得粘附料中的水分蒸发，粘附料凝固。例如，将已搭建的部件在15℃以上放置16h以上。

在步骤s6，将风帽400插入到多个耐火砖中的至少一部分耐火砖的贯通孔130中，使得所风帽400的头部部分410位于贯通孔130的上侧。具体地，在风帽400的主体部分420外周涂覆粘附料，然后将风帽400砸入或按压到贯通孔130中。在将风帽400砸入或按压到贯通孔130中的过程中，不绕风帽400的轴线旋转风帽400，从而避免粘附料因为外溢而没有填充到主体部分420与贯通孔130之间，造成风帽不牢固的插入。

在安装风帽400后，可以拆除支撑架(s7)。

在步骤s8中，进行烘炉，烘炉例如可以在焚烧炉安装完成后进行。烘炉例如包括将焚烧炉逐渐升温至以温度，例如650℃。在烘炉的过程中，在拱脚砖和耐火砖之间的粘附料的收缩避免由于拱脚砖和耐火砖的膨胀造成拱脚砖或耐火砖的开裂。此外，在烘炉的过程中，如上所述的附接到最内侧环形子体的内侧壁面上的插入件例如被挥发而被移除，从而避免了由于中心体200的膨胀造成的中心体200或耐火砖等的开裂。

本公开的范围并非由上述描述的实施方式来限定，而是由所附的权利要求书及其等同范围来限定。