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【垃圾焚烧发电】焚烧系统1概述
1.1设计依据1)《生活垃圾焚烧处理工程项目建设标准》(建标142-2010)2)《生活垃圾焚烧处理工程技术规范》(CJJ90-2009)3)《生活垃圾焚烧厂评价标准》(CJJ/T137-2019)4)《生活垃圾焚烧炉及余热锅炉》(GB/T18750-2008)5)《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)6)《火力发电厂与变电站设计防火标准》(GB50229-2019)7)《小型火力发电厂设计规范》GB50049-2011;8)《大中型火力发电厂设计规范》GB50660-2011;9)《火力发电厂职业安全设计规程》DL5053-2012;10)甲方提供的焚烧线基本设计资料;11)国家及行业标准、规范、规程等;
1.2焚烧炉炉型选择目前国内外生活垃圾焚烧炉炉型主要有机械炉排炉、流化床焚烧炉、热解焚烧炉、回转窑焚烧炉四类而应用较多、技术成熟的生活垃圾焚烧炉炉型主要是机械炉排炉、流化床焚烧炉目前国外是以炉排型焚烧炉为主流设备,占有绝对优势;我国以炉排型焚烧炉和流化床焚烧炉为主,且前者更具优势以下对这四类焚烧炉作简要介绍和对比
(1)机械炉排炉样品表2-13某地原生垃圾的元素分析(湿基,%)项目碳(C)氢(H)氮(N)氧
(0)硫⑸氯C1合计样品表2T4某地原采样原生垃圾的重金属含量(湿基,mg/kg)项目铅镉总辂汞神样品2)(项目地)生活垃圾主要检测结果如下表2T5(项目地)原生垃圾的物理成分表(湿基)成分(重量%)混金玻砖合项目橡纺纸类厨余木竹其他合属璃瓦灰土计类类类陶塑织瓷类类类类料类样口口口表2-16(项目地)原生垃圾的成分及低位热值表(%)项目灰分可燃分水分低位热值(kj/kg)样品表2-17(项目地)原生垃圾的元素分析(湿基,%)项目碳(C)氢(H)氮(N)氧
(0)硫(S)氯C1合计样品表2T8(项目地)原采样原生垃圾的重金属含量(湿基,mg/kg)项目铅镉总辂汞神样品无无由上表三个县的生活垃圾分析报告可以看出服务区内生活垃圾热值约5100kJ/kgo
1.2生活垃圾热值预测随着社会经济发展及城镇化水平的提高,纸类和塑料所占比例将随之提高,厨余、金属、玻璃等所占比例随之降低,生活垃圾热值总体将呈增长趋势需根据焚烧厂整个运行期的设备使用效率和设备安全来设定垃圾特性为了追求设备配置的合理性和效率,也为了保证在垃圾低位热值升高时进厂垃圾不减量此外,焚烧厂处理的垃圾基准热值应充分考虑到远期生活垃圾热值的提高,将本项目的进炉基准垃圾低位热值设计为7326kJ/kg1750kCal/kgo本项目最终入炉焚烧的生活垃圾,必须处理运营期间任何季节和所有年份的垃圾,因此考虑了可能出现的低质垃圾和高质垃圾考虑到本区域某些季节的垃圾水分高、热值低,所以进炉低质垃圾的热值宜设定在l,000kCal/kg左右另外,随着生活水平的提高以及垃圾分类收集的普及而带来垃圾热值的上升,所以高质垃圾的热值有可能进一步上升因此,将本项目的进炉低质和高质垃圾热值设定如下:进炉低质垃圾低位热值=4,186kJ/kg1,000kCal/kg进炉高质垃圾低位热值=8,372kJ/kg2,000kCal/kg关于垃圾的水分含量,根据上述垃圾调查数据,现状垃圾的含水率在55%左右,随着干湿垃圾的分类收集,标准垃圾和上限垃圾的含水率势必会有所下降
1.3垃圾成分预测根据上述生活垃圾的检测数据,经过分析,并参考国内相同规模城市的经验确定焚烧炉入炉垃圾成分及热值见下表:表2-19入炉垃圾特性表项目单位下限垃圾基准垃圾上限垃圾低位热kJ/kg418673268372值kCal/kg100017502000LHV水分含量%
57.
2345.
6941.85灰分含量%202020可燃成分含%
27734.
3138.15量C%
18919.
4521.64H%
1.
95943.280%
7.
2110.88111N%
0.
320.
480.54S%
0.
110.
120.12C1%
0.
280.
430.473垃圾接收、储存及上料
3.1垃圾接收系统生活垃圾由垃圾收集车或垃圾中转车运入本厂,经地磅房地磅自动称重并由计算机记录和存储数据后,通过垃圾运输坡道进入主厂房卸料大厅该系统包括以下子系统
3.
1.1垃圾称量系统1系统功能垃圾称重系统主要功能是对进厂的垃圾进行统计和称重,主要包括称重、记录、传输、打印与数据处理等功能实现日常数据处理,制作日报表、月报表及向中央数据处理装置的数据传送,设有监控与数据传输系统,同时将报表定期送交有关部门进行核算和计费系统的配套电脑还留有数据通讯接口,可以和全厂微机管理系统连接,把有关数据直接送到所需要的部门,同时为垃圾焚烧厂的上级监管机构实时监控垃圾输送车辆进出的情况提供准确的文字数据和实时图像数据2系统组成垃圾称重系统采用计算机控制,分为硬件系统和软件系统两部分组成系统硬件设备包括网络硬件设备含服务器、工作站、网络配件、UPS电源等、感应式IC卡及读写设备、全自动挡车道闸、车辆检测器、LED中文电子收费显示屏、交通灯红绿灯、电子汽车衡地磅等软件系统包括服务器操作系统和数据库管理系统3地磅数量及规格本项目采用具有国际先进水平的地磅系统,该系统由地磅和车辆自动识别称重管理系统组成当安装有电子车牌的车辆通过地磅系统时,地磅可实现不停车全自动称量(即自动指挥车辆上下秤、自动识别车号、称重数据自动记录和保存),可以大大提高工作效率和工作质量本项目设置2台额定称量为60t的地磅,双向称量全部地磅均安装在厂区物流大门入口处,共用一个控制室地磅输出信号将连接到中央控制室,记下时间,车辆编号,总重和净重等数据在地磅前后均设有检视缓冲区,以提供空间方便地磅管理人员对于需检查车辆的检查,在检查的同时又不影响其他车辆的正常进出地磅前的缓冲区还可以作为高峰时的车辆缓冲区,以避免堵塞进厂道路,也避免车辆停留在厂外道路,从而影响周边居民的正常生活
3.
1.2垃圾卸料系统垃圾的卸料在卸料大厅内完成,卸料大厅通过垃圾运输坡道与地磅站相连;设有上车道和下车道经称量后的垃圾运输车按指定路线和信号灯指示驶入卸料大厅垃圾卸料大厅供垃圾车辆的驶入、倒车、卸料和驶出,以及垃圾车辆的临时抢修根据提供的垃圾车基础资料,考虑垃圾车的回转及交通顺畅,本工程卸料大厅宽度约为24m,长度约为57mo卸料大厅设有一定的坡度可供冲洗水及渗滤液进入渗滤液收集池采取高位卸车方式可增加地表以上垃圾坑有效容积、减少垃圾坑土建投资费用本工程设置4个卸料门,设置在垃圾坑中部,卸料门采用中开式,并采用气密性设计,防止垃圾坑臭味外泄卸料门的开启关闭由吊车控制室控制,垃圾运输车到达时,由垃圾吊控制室打开指定的卸料门卸料门上方设红、黄、绿灯指示,显示卸料门启闭状态不卸料时,卸料门关闭卸料门既可用吊车控制室控制盘操作,也可用现场操作同时,卸料门的开关与吊车抓斗位置互锁为使垃圾车司机能准确无误地将车对准垃圾卸料门,在每个密封门前设有白色斑马线标志和防撞杆在每个卸料门前设置高度为350nlm的车挡以防车辆倒退掉进垃圾坑内,车挡与卸料平台整体一次性浇筑垃圾卸料门间设有隔离岛,以避免垃圾车相撞,并给工作人员提供作业空间为了方便将卸料平台上集水排入垃圾坑,卸料门前设置一定的排水坡度,并在车挡中间设置1个宽500nmi的排水口,方便卸料平台集水通过排水口排入垃圾坑
3.2垃圾储存及上料系统垃圾的储存和上料在垃圾坑内完成,垃圾坑为全密封结构,主要为了防止臭气的外溢垃圾坑下部为垃圾坑供垃圾储存,顶部布置有垃圾抓斗起重机供垃圾上料,同时还设置渗滤液导排系统、除臭系统等
3.1垃圾储存垃圾由卸料运输车辆经卸料门倾倒于垃圾坑内,在垃圾坑内完成储存、发酵等过程垃圾坑是具有防渗防腐功能的钢筋混凝土池本项目垃圾坑垃圾贮坑长50米,宽约27米,深约14米,其中地上部分7米,地下部分7米总有效容积18900m3本垃圾池按照贮存垃圾平均容重
0.4t/m
3、平均日处理1000t计算,计算可贮存大于7天的焚烧量,可以满足垃圾贮存要求垃圾贮坑剖面如图3T所示图3-1垃圾贮坑示意图(剖面)
3.2垃圾上料垃圾坑顶部设2台起重量为15t(包括抓斗),抓斗容积为8m3的橘瓣式垃圾抓斗起重机供垃圾上料使用,同时供垃圾进行搬运、搅拌、倒垛,按顺序堆放到预定区域,以保证入炉垃圾组分均匀、燃烧稳定垃圾抓斗起重机轨顶标高
33.6m,起重机跨度约33m垃圾抓斗起重机控制室设置在垃圾坑靠卸料大厅一侧的
25.75m层操作人员在控制室里对起重机运行及卸料门的启闭进行控制
3.3渗滤液收集及排出垃圾坑内设有垃圾渗滤液收集系统,垃圾产生的渗滤液经不锈钢隔栅进入渗滤液沟,渗滤液沟底坡度为1沆使渗滤液能自流到收集池中在渗滤液收集槽处设置水冲装置,对收集槽进行定期冲洗疏通,防止此处聚集的污泥等杂物造成收集槽堵塞;同时在渗滤液收集槽外侧设置了检修通道,万一隔栅及收集槽堵塞,可进入检修通道进行疏通,并且在检修通道中也可对隔栅进行疏通和更换当使用检修通道时,采取机械通风措施,一侧送风机送入外界空气,另一侧吸出并排入垃圾坑,以保证检修人员的安全垃圾坑长度方向一侧设一个有效容积约300m3渗滤液收集池,池内设液位测量,与渗滤液泵连锁控制,液位和报警信号可送入DCS系统进行监控渗滤液池内的垃圾渗滤液由渗滤液泵抽出后,送往厂区渗滤液处理站统一处理
3.4卸料大厅的防渗除臭措施1垃圾卸料大厅地面采取防渗措施2在卸料大厅入口设置快关门和风幕,以防臭气外溢3在卸料平台设置冲洗水接口,以利于清洗卸料时污染的地面,卸料大厅设计有一定的坡度使之易于排出清洗污水4卸料平台通往运转层设置过渡间,以防臭气外溢5垃圾运输坡道入口设置快关门,以防臭气外溢
3.5垃圾坑的防渗除臭措施1为了减少垃圾坑臭气外逸污染环境,在垃圾坑上部设抽气风道,由一次风机抽取作为焚烧炉燃烧空气,使得垃圾坑保持负压状态2在停炉检修时,通过除臭风机抽取垃圾坑臭气,经活性炭除臭装置处理后排入大气3垃圾坑0米及以下、渗滤液收集池内均做防渗防腐米以上,卸料门侧防渗防腐高度应延伸到卸料平台,其他三侧防渗防腐高度应延伸至进料斗平台高度,其余墙面均采用外墙涂料4屋顶必须为独立结构,墙体与屋面彩钢板应采取密闭连接方式,墙体应采用现浇混凝土或者砖砌体进行密封,缝隙采用密封材料封闭5穿墙管线及桥架应集中布置,统一严格密封;禁止穿墙管线及桥架直接从垃圾坑进入垃圾吊控制室或电气室;墙体上穿墙管、结合面、检修门、窗户等潜在泄露点必须进行全面密封处理6垃圾坑与其他房间的连通口必须设过渡间,门采用密封门
3.3主要设备及技术参数
3.
3.1地磅本装置主要计量入厂垃圾、生产辅助原料和出厂灰渣的重量,由IC卡片阅读机、车辆积载台、显示重量的计量装置、连接两者的计算机装置和传送打印等设备构成根据业主提供的垃圾车资料并考虑一定的余量,地磅参数及配置如下1设备参数及配置•地磅的数量为2台,设置容量为60t,精度为20kg•地磅积载台尺寸设计为
3.4mX14mo•地磅为静态称量方式全电子式,以全自动方式操作,实现无人值守计算机系统能全自动测・定总重与净重并打印称量数据每次过磅所得资料均储存于计算机系统的硬盘驱动器内•设置一台收据打印机•地磅控制室内装设通讯设施,可直接与中央控制室进行通讯联络计量器中设置有日常数据处理装置,进行运入、运出物日报、・月报的制作及向中央控制室中央数据处理装置的数据传送•在地磅房内设置一套工业级计算机做档案记录正常操作时具有监控台功能,可同时控两套地磅及执行相关报表的打印功能,同时与厂内主控计算机联网,所记录的数据不能修改•磅秤前设置减速带及相应的交通标志,以控制进、出厂的车流量2安全措施•两套地磅所用的计算机系统采用网络彼此连接,任一地磅所得资料均可传送至另一地磅的计算机系统,达到信息共享一旦一套地磅的计算机系统发生故障,仍可由另一台地磅的计算机系统进行操作•计算机系统配置有备用电源系统,以确保计算机系统在停电瞬间不会遗失资料且可持续操作3称重过程中记录的资料主要有•垃圾供应与运输公司的车辆车牌号•IC卡号•入厂垃圾总重/出厂物料总重•入厂垃圾净重/出厂物料净重•入厂时间与日期4地磅设置的收据打印机打印内容•序号•IC卡号机械炉排炉采用层状燃烧技术,具有对垃圾的预处理要求不高、对垃圾热值适应范围广和运行维护简便等优点机械炉排炉是目前世界上最常用、处理量最大、适用性最好的城市生活垃圾焚烧炉型,在欧美等发达国家得到广泛使用,其单台最大处理规模可达1200t/d,技术成熟可靠垃圾在炉排上通过三个区段预热干燥段、燃烧段和燃烬段垃圾在炉排上着火,热量不仅来自炉膛的辐射和烟气的对流,还来自垃圾层的内部炉排上已着火的垃圾通过炉排的往复运动,产生强烈的翻转和搅动,引起底部的垃圾燃烧连续的翻转和搅动也使垃圾层松动、透气性加强,有利于垃圾的干燥、着火、燃烧和燃烬2流化床焚烧炉流化床焚烧炉的焚烧原理与燃煤流化床相似,都是利用床料的热容量来保证垃圾的着火燃烬床料一般加热至60CTC左右再投入垃圾,保持床层温度在85CTC以上流化床焚烧炉燃烧十分彻底,但对垃圾有严格的破碎预处理要求流化床技术在70年前被开发,20世纪70年代用来焚烧生活垃圾,80年代日本市场占有率在10%以上90年代后期,随着烟气排放标准的提高,流化床焚烧炉燃烧工况不易控制,作为危险废物的飞灰量高等缺点,使其在生活垃圾焚烧上的应用受到限制在国内,近些年来流化床焚烧炉得到了一定程度的应用,但该炉型因故障率较频繁导致停炉频次过多,年运行小时数一般在6000h左右多用于日处理垃圾500吨以下规模的项目,且基本上需要加煤助燃才能正常运行3热解焚烧炉日期(年、月、日)•时间(时、分)•垃圾运输车辆的车牌号•空车重量/总重/净重•另外,提供两个额外的登录空间供其他必要的数据与资料使用
3.
3.2垃圾卸料门本项目设置液压对开式垃圾卸料门4套,卸料门尺寸为3700(W)X6500(H)垃圾卸料门把卸料大厅与垃圾坑分开,卸料门设计成密闭构造在垃o圾车集中运行的时间段,为使卸料工作顺畅进行和安全启闭,并防止垃圾坑内的粉尘、臭气扩散,选用的卸料门应满足持久耐用、开关迅速及气密性好的要求
3.
3.3垃圾抓斗起重机根据本项目总体规划日垃圾处理量1000t的要求,本项目设置2台起重量15t半自动式垃圾抓斗起重机抓斗起重机配有计量装置,具有自动称重、自动显示、自动累计、打印、超载保护及防摆、防倾、防撞和自定位等功能本项目垃圾抓斗起重机设备,主要技术参数如下1)起重机
①设计基础原料垃圾最大密度
0.
30.6t/m3〜水份40%57%〜
②数量2台(配3个抓斗,2用1备)
③型式双梁桥式起重机
④起重量约15t
⑤跨距(轨道中心)~33m
36.4m〜除抓斗外,均采用变频控制@起升高度手动/半自动方式,可相互切换
⑦调速控制
⑧起重机控制方式:0~50nl/min
⑨工作速度0^50m/min大车运行速度2x
5.5kW小车运行速度
7.5kW⑩电机功率165kW小车行走大车行走3台(二用一备)起升电机电动液压多瓣式2)抓斗8m3抓斗数量4焚烧炉抓斗形式为了余热利用,每个锅炉产生
6.4MPa(g),450本项目有2条焚烧,每条处理能力500t/doC的蒸汽过热蒸汽用来推动汽轮机发电
4.1系统概述焚烧系统由进料系统、焚烧炉本体及炉排、燃烧空气系统、点火辅助燃烧系统、排渣系统等组成垃圾由进料斗进入焚烧炉,被推料器推入炉排,在燃烧室内燃烧燃烧后的炉渣经过出渣机推入渣坑,生成的高温烟气经过辐射受热面及对流受热面用于产生蒸汽后,进入烟气净化设施最后由引风机经烟囱排放到大气中生活垃圾在炉排炉中燃烧经过干燥段、燃烧段和燃烬段三个过程在干燥点火段是垃圾预热、水分蒸发及升温着火吸热过程;在燃烧段是以挥发分空间燃烧为主段放热过程;在燃烬段是以固定碳完全燃烧为主段放热过程几个燃烧阶段互相渗透,无明显界限生活垃圾首先被推入到焚烧炉内,吸收炉内高温烟气有组织到辐射热,并在炉排下送入到一次空气作用下,在100~23TC范围内预热,实现垃圾水分快速蒸发到过程此后,垃圾继续吸热升温到可燃质与氧发生剧烈反应在此过程中,化学反应使温度升高,而温度升高又促使化学反应速度更快,反应放热增加,如此反复生活垃圾在燃烧过程中,垃圾可燃物中的挥发分占70%80%,垃圾焚烧是以挥发分的空〜间燃烧为±o垃圾焚烧炉要求燃烧炉排具备均匀分配燃烧空气,垃圾处于良好混合状况,较好到炉排片冷却效果,均匀移送垃圾,具有耐热应力,耐磨蚀,抗冲击等功能垃圾沿炉排长度方向展开燃烧过程,且炉排长度方向各局部区域的燃烧过程各不相同,局部配风量多少也就不同燃烧空气配给量最大的区域是挥发分剧烈析出,迅速燃烧并大量释放热量的局部区域;固定碳燃烬区则需要相对较少的燃烧空气燃烧空气从垃圾池上方抽取垃圾池内的气体,以便同时消除垃圾池内产生的恶臭余热锅炉是整个垃圾焚烧电厂中的关键设备之一余热锅炉最重要的特点是高效、灵活,良好的适应性和维护性能由于垃圾发热值的变化,良好的适用性尤其重要,尽可能产生稳定的蒸汽,汽轮发电机组才能有效地工作本余热锅炉为单锅筒自然循环立式水管锅炉该余热锅炉受热面的设置使烟气以快速降至25CTC以下,由于在250~50TC温度范围内极易生成二嗯英,因此,在余热锅炉的设计中尽量减少了烟气在该温度范围内的停留时间,以防止二嗯英的生成
4.2进料系统本系统用于将垃圾抓斗吊投入的垃圾顺畅、连续和安全地输送到炉排,垃圾接受料斗能防冲撞、耐腐蚀及耐磨损,具有先进的破桥装置和推料器系统由下列设备和子系统构成一垃圾料斗一料斗门兼破桥装置一垃圾溜管—推料器—连接膨胀节—冷却系统料斗内的垃圾经设置在底部的垃圾溜管送到推料器上在设计上充分注意了避免垃圾料斗和溜管架桥现象的发生,使供料保持顺畅万一发生架桥,可由料斗出口的破桥装置破桥该破桥装置兼有料斗门的作用,停炉时可以隔断炉膛与垃圾坑垃圾堆料器重复往复运动,连续、顺畅且稳定地向炉排供料推料器的运动速率由液压缸控制
4.1垃圾料斗、溜管及连接膨胀节料斗、溜管以及连接部分的膨胀节是为了将垃圾顺畅地输送到焚烧炉内为了实现这个功能,它具有以下的特征1为了避免垃圾堆积架桥,溜管底部采用宽口式结构2对应垃圾抓斗吊投料处安装有耐磨板,并设计了加强结构使其能承受抓斗的偶尔撞击或大块垃圾掉下时的冲击另外,在焚烧炉进口处设置了可更换的保护板,以防止该区域耐火砖的磨损和损坏3料斗的倾角为40,能够保证供料顺畅4料斗开口尺寸的设计考虑了抓斗张开尺寸以及垃圾不撒落到料斗平台上,避免抓斗撞击垃圾料斗等因素,尺寸至少比抓斗打开时宽1m5充分考虑斗容,容量为1小时以上的垃圾处理量6料斗及溜管中的垃圾足以保证炉膛的气密性,防止空气和烟气泄露7料斗的底部及溜管处设置了水冷夹套,以防止炉内热辐射或回火对设备造成热损伤8料斗和溜管之间设置了可以充分吸收炉内热膨胀的高气密性膨胀节9为安全起见,料斗口顶部高于料斗平台1米以上10料斗上设有带喷嘴的灭火装置
4.2料斗挡板兼破桥装置1料斗挡板兼破桥装置装在垃圾料斗出口的锅炉一侧,由液压缸驱动停炉时以及启动升温过程中,料斗挡板应关闭2料斗门兼破桥装置的开关既可以在DCS操作也可以在就地操作作为料斗门使用时,挡板关闭直到全关限位开关打开,反之开启直到全开限位开关打开作为破桥装置使用时,挡板关闭直到中间限位开关打开该两项操作使用不同的按钮因此,本设备有3个限位开关,由燃烧系统控制盘控制在下列任一情况下,系统会发出料斗架桥的报警垃圾料斗中的料位在超过某个规定的时间约lOmin时还不变化;垃圾溜管的温度升高3定时器检测料斗挡板兼破桥装置动作时间,停滞报警统一发往DCS o4为便于维修,在料斗挡板阀门组的供应及回路管道上设置了手动断流阀由供油和回路系统上的速度控制器调节液压缸运动速度,由3位电磁阀切换前进和后退动作5料斗门兼破桥装置上设置水冷系统以防止炉内热辐射或回火对设备的损坏
4.3推料器推料器的供料能力满足500t/d的垃圾处理量1通过推料器的前后运动将垃圾溜管内的垃圾推向炉排当推料器后退到尽头时,垃圾因重力而掉落到刚腾出的空间,接着由推料器的下一个前进动作,把垃圾堆到炉排上2推料器由2组构成,每组用1个液压缸驱动,速度由ACC控制3推料器既可远程操作也可就地操作当远程操作,可以使其重复前进和后退的动作当就地操作装入ACC中的燃烧系统控制盘,可以通过按动前进/停止/后退的各个按钮,进行微动4在DCS上推料器的速度控制有联动/自动/手动3种控制模式前进和后退的速度由DCS发出的速度控制信号控制,该信号在联动模式下由ACC决定,经过装在燃烧系统控制盘内的放大器放大,根据放大信号由供油系统中的电磁比例流量调节阀控制油量5为了便于推料器阀门组的维修,在电磁阀组内集成了检修阀并使用3位电磁阀切换前进动作和后退动作6定时器检测推料器动作时间,停滞报警统一发往DCS7当放大器和/或电磁比例流量调节阀发生故障时,可以通过手动调节阀和速度控制阀带按键进行推料器操作速度控制阀设置在电磁比例流量调节阀的旁路上8考虑到垃圾含水率高,在推料器部分产生的渗沥液通过推料器下部的料斗和溜管,排放到渗沥液收集间
4.4料位计料斗的垃圾料位由超声波式料位计监测,低低位(LL)、低位(L)和高位(H)警报传送到垃圾抓吊及DCSo低低位警报是为了防止丧失气密性,高位警报是为了减少架桥
4.5冷却系统冷却水从高位水箱送到垃圾料斗、垃圾溜管的水冷套和料斗门兼破桥装置从各个设备中排出的冷却水送至回水箱在出口管道设置温度传感器和变送器,在入口管道设置流量传感器和变送器,进行实时DCS监测高温(H)报警和低流量(L)报警送至DCS流量控制基本上以手动阀门的开度进行调整
4.3炉排系统炉排系统包括干燥炉排、燃烧炉排、燃尽炉排、炉排液压系统、炉排冷却系统炉排由活动炉排列和固定炉排列组成,通过活动炉排列的反复前进和后退,实现炉排的动作,使垃圾一边燃烧一边被运送炉排分为二列,干燥、燃烧、燃烬炉排分别靠4个液压缸恒速驱动,动作间隔时间由ACC控制在燃烧图的运行范围内,炉排的表面积能够实现热灼减率在3%以下各设备和系统的说明如下
(1)干燥炉排、燃烧炉排和燃烬炉排虽然上述各炉排的作用不同,但驱动原理完全是一样的
①各炉排可以远程控制和就地控制远程控制时,在自动模式下,各炉排重复前进、后退动作;在手动模式下,仅做1次循环动作在就地(燃烧系统控制盘)控制时,可以按下前进/停止/后退各按钮进行微动
②为了便于维修在电磁阀组内集成了检修阀由速度控制器调节液压缸运动速度使用3位电磁阀切换前进和后退的动作在各炉排阀门组的供油和回流管道上设置了手动截断阀在供油管道上设置了速度控制器以调节液压缸运动速度使用3位电磁阀切换前进和后退的动作
③各炉排的运行由ACC的停止定时器功能控制,炉排的运行速度是恒定的定时器控制的各炉排的停止时间由ACC决定
④定时器检测各炉排动作时间,停滞报警统一发往DCS2液压驱动系统本系统是为了液压驱动的推料器、炉排、料斗挡板兼破桥装置以及出渣机而设置,由液压泵、油箱、液压油冷却器等组成本系统主要特点结构简单,设备数量少,易于维修
①液压泵把液压油升压后,向各被驱动装置供油泵的形式是叶片泵
②焚烧线设置2台液压泵在自动模式下,一用一备,如果在运行中液压泵出故障时,备用泵自动启动
③液压泵既可以远程控制,也可以在就地启停
④油箱是为了储存液压油而设置的液压油在通过油箱出口的过滤器后,被液压泵送到各驱动装置,回油通过冷却器和过滤器后回到油箱
⑤油箱装有温度开关、温度计、液位开关、液位仪高温H和高液位L报警信号传入DCS
⑥油压由溢流阀调节,由安装在输出侧的就地压力仪表可确认压力
⑦液压油冷却器是为了回油而设置的采用壳管式热交换器,冷水冷却3炉排冷却装置从炉排下漏渣斗进入的一次风冷却炉排为了提高冷却效率,炉排片上装有散热片一次风从活动炉排和固定炉排之间以及设置在炉排片上的通风孔均匀地吹出,因此炉排几乎不会被烧损通过从一次风管分出的冷却空气管道和支撑炉排的双梁,向设置在各炉排最上游的挡板提供冷却空气本炉排不需要专用的冷却设备,挡板和双梁需要专用的冷却管道炉排表面温度探测器设置在燃烧段上,信号实时送往DCS如果有高温H警报发给DCS,应手动调节一次风量或温度
4.4焚烧炉系统本系统是为了垃圾稳定地焚烧、并将炉渣排到除渣机而设置的1焚烧炉本体
①焚烧炉由炉排、锅炉水管以及包括空冷壁的耐火砖墙组成空冷壁可防止在炉壁上结渣为避免高温及烟气腐蚀,锅炉水管被耐火材料覆盖
②考虑烟气流型基础上,决定炉体的形状燃烧室有足够的容积满足燃烧热负荷,提高燃烧效率热解焚烧炉是指在缺氧或非氧化性气氛中,在温度500℃^600℃下使垃圾中的有机物热分解为可燃混合气体,然后将热解气引入燃烧室内燃烧,从而分解有机污染物,余热用于发电、供热热解技术适用范围广,可用来处理多种垃圾但是,由于城市生活垃圾性质的波动较大,热解产生的可燃混合气性质热值、成分等不稳定,所以燃烧不易控制、垃圾难以燃尽且环保不易达标此技术在加拿大和美国部分小城市得到一些应用,但是大中型城市一般不予采用另外,在欧洲和日本,热解焚烧炉多采用流化床等形式,并在其后面加上燃烧熔融炉,将焚烧灰渣熔融为玻璃质,达到稳定化要求此技术要求垃圾热值较高,工厂建设成本高,且运行成本为机械炉排的两倍以上4回转窑焚烧炉回转窑焚烧炉与水泥工业的回转窑相类似,主要由一倾斜的钢制圆筒组成,筒体内壁采用耐火材料砌筑,也可采用管式水冷壁,用以保护滚筒垃圾由进料端进入筒体,并随筒体现旋转在重力作用下一边翻转一边向窑的另一端运动,垃圾的干燥、着火、燃烧、燃烬均在筒体内完成可通过改变筒体的转速调节垃圾在窑内的停留时间回转窑焚烧炉常用于处理成分复杂、有毒有害的工业废物和医疗垃圾,在当前城市生活垃圾焚烧中应用较少表1-1四类常见生活垃圾焚烧炉特点比较项目机械炉排炉流化床焚烧炉热解焚烧炉回转窑焚烧炉炉床及炉体特点机械炉排面积及炉固定式炉床,炉膛多为立式固定炉靠炉体的旋转带动膛体积较大体积较小排,12个燃烧室垃圾移动〜
③炉体钢构具有足够的强度
(2)耐火材料1)考虑炉体各处所需的耐热性、磨损性、传热率而选定各种合适的耐火石专和耐火材料2)在推料器侧面的炉墙、炉排上方侧墙底部、干燥段中下部等与炉渣和垃圾有接触的地方,使用耐磨损性能良好的SiC-85耐火砖和耐火材料3)SK-34耐火碑用于干燥段的上部,防止因吸收垃圾产生的水分而膨胀造成的损伤4)为了保持炉内温度,焚烧炉上部使用SK-34耐火砖,它的传热性较低5)Si3N4-SiC的耐磨损性非常高,因而用于干燥炉排到燃烧炉排、燃烧炉排到燃烬炉排的落差部,防止与垃圾和炉渣接触而引起的磨损6)考虑到热负荷高时的因减少通风量而引起烟气量减少(提高锅炉水冷壁的热回收量而增加锅炉效率)以及热负荷低时烟气温度要保持在85CTC以上2秒钟(调节锅炉水冷壁的热回收量而降低助燃点),因而在锅炉的第一烟道中使用碳化硅耐火材料7)考虑炉体各处所需的耐热性、磨损性、传热率而选定各种合适的耐火石专和耐火材料
⑦碳化硅耐火材料,用于与垃圾和炉渣接触的部位粘土质耐火材料,用于各炉排的上部,原因与SK-34相同高氧化铝耐火材料的抗侵蚀性强、热震稳定性好,用于炉体的进料部位考虑到热负荷高时的因减少通风量而引起烟气量减少(提高锅炉水冷壁的热回收量而增加锅炉效率)以及热负荷低时烟气温度要保持在85CTC以上2s(调节锅炉水冷壁的热回收量而降低助燃点),因而在锅炉的第一烟道中使用碳化硅耐火材料锅炉第一烟道出口的烟气温度已经降到高温腐蚀区域以下,所以锅炉的其他部分不需要用耐火材料8)隔热耐火豉(B-13)砌在炉壁的第2或第3层,降低焚烧炉和锅〜炉的散热
(3)保温材料在耐火砖层与炉壳之间充填硅酸铝纤维棉和硅酸盐板荷重较高的地方宜使用硅酸盐板
(4)炉排下的漏渣料斗和一次风风道
①炉排下的漏渣料斗炉排漏渣料斗设置在各个炉排的下面,在干燥炉排下设置2个、燃烧炉排下设置6个、燃烬炉排下设置4个漏渣料斗既有把从炉排的间隙处掉下的漏渣收集到料斗下部的功能,又有从侧面接收一次风,从炉排的底部向焚烧炉均匀供应燃烧空气的功能为了避免漏渣的架桥现象,漏渣料斗设计足够的倾斜角度和尺寸如果发生熔融铝、焦油等粘着的情况,可以用设置在料斗的喷嘴定期喷水,冲落粘着物,并且使用温度仪和自动喷水阀应对干燥段料斗内可能发生的火灾
②一次风风道为了防止恶臭的扩散,一次风从垃圾坑上部抽取,然后从各炉排底部以足够的压力供给炉内空冷壁排风也汇入一次风一次风的压力在蒸汽空气预热器出口检测一次风由蒸汽空气预热器加热到要求的温度该温度的设定值由ACC决定燃烧空气温度由蒸汽空气预热器的旁路空气量控制提供给各炉排的风量由ACC根据垃圾量、蒸汽量、过量空气系数决定,由各个风门控制在考虑热膨胀、荷载、维修和排布的基础上,设计一次风道所需的支撑、膨胀节、人孔、排污阀等5二次风风道及喷嘴
①二次风通过安装在炉体前壁和余热锅炉鼻状部第一隔墙的喷嘴喷入焚烧炉二次风的作用是防止炉内产生异常高温、提供合适的氧浓度及适当混合可燃性气体
②根据炉内热电偶实际测出的温度和省煤气出口的氧气浓度来决定喷入焚烧炉内的二次风量
③在考虑热膨胀、荷载、维修和排布的基础上,设计二次风道所需的支撑、膨胀节、人孔、排污阀等6落渣管
①炉渣料斗和溜管设置在燃烬炉排的下游,从燃烬炉排排出的炉渣被引入出渣机
②炉渣料斗和溜管采用坚固的构造同时为避免炉渣发生架桥现象,料斗设计了充分的倾斜角度和尺寸
③为了防止热辐射以及炉渣燃烧引起的热损伤,在炉渣料斗底部设置水冷夹套
④在冷却水夹套和炉渣溜管上设置温度传感器,检测冷却水和溜管金属表面的异常高温高温H报警送入DCSo操作人员可根据警报分析是否发生冷却水管堵塞、水量不足或炉渣架桥
⑤斗和溜管之间设置可以充分吸收热膨胀的、高密封性的膨胀节
⑥考虑到维修、排堵或破桥、大修等因素,在炉渣料斗和溜管上设置适当的人孔和检修口
⑦从炉排漏渣输送传送带排出的漏渣,经过专用的漏渣溜管引入炉渣溜管7焚烧炉和锅炉间的连接和密封因锅炉和焚烧炉本体的热膨胀不同,它们的外壳之间用膨胀节连接以吸收热膨胀炉内为负压时空气会漏入焚烧炉,炉内为正压时烟气会从炉内喷出,这些问题对安全稳定的燃烧来说非常重要因此,在设计上充分考虑了密封结构8炉内火焰检测器炉内的火焰由设置在焚烧炉后壁的闭路电视摄像头进行监视,信号送往中央控制室内的监视器采用水冷空冷防止摄像机的热损伤,空气吹扫清洁摄像机另外,摄像机的安装位置还考虑了能够良好地观察燃烧状态和受排渣粉尘的影响最小9炉墙冷却系统本系统是为了防止炉壁结渣附着于增厚而设置,空冷耐火砖设置在燃烧炉排炉壁上方的两侧
4.5助燃系统1启动燃烧器能满足焚烧炉启炉时投入运行的要求,能够由冷杰启动焚烧炉,并依照焚烧图中提供的数据,在垃圾低热值时提供完全燃烧2燃烧器具备自动点火、功率调节和熄火保护等功能3每条焚烧线配置各自独立的点火和辅助燃烧系统,燃料为0#轻柴油4燃烧器系统采用标准的设计形式和配置,且该配置符合相关的规范和标准5燃烧器系统满足焚烧炉每小时升温50℃,并能使整个炉膛从冷态均匀加热至约85CTC并满足耐火材料烘炉的需要6燃烧器的安装位置及规格可避免使炉膛和锅炉区域内的飞灰软化7在启动过程内无保护的炉排不会过热8炉膛烟气温度降低至850C时辅助燃烧器能自动投入运行9辅助燃烧器功率不低于50%炉膛热负荷10每台炉各配置一台点火燃烧器、两台辅助燃烧器11辅助燃烧系统设计就地MCC,控制柜和介质调整装置,就地MCC或控制柜上设有设备的失效信号,燃烧器能就地/远程操作辅助燃烧系统的控制纳入全厂DCS,向DCS提供如下内容
①燃烧器报警条件燃烧器故障/失效,熄火、油压低、压缩空气压力低若有、风压低、未检测到火焰等
②顺序控制如清洗程序、完全清洗、燃烧器自动的启动操作和/或辅助燃烧器操作的切换、燃烧器具备手动/自动操作切换功能
③辅助燃烧器系统具备与其他外围系统联系的接点,如炉膛吹扫等
④燃烧器油的流量及远程控制
4.6燃烧空气系统
4.
6.1一次风供应系统1一次风机
①一次风机是单侧吸入涡轮式风机
②一次风机从垃圾坑吸入空气,并将其作为燃烧空气从炉排下的渣斗向各炉排提供空气为了防止吸入异物对设备造成损伤,在垃圾坑的吸风口设置金属网
③为了利用余热,空冷壁排风被送入一次风机吸入口
④一次风机启停由DCS或就地控制在启动时,如果一次风门的开度超过5%或风机的转速在额定转速的10%以上时,安全联锁将使风机不能启动以保护电机,防止超载
⑤用防振垫和膨胀节防止振动传递到一次风风道和建筑物
⑥在一次风机电动机的各个相上,装有线圈温度传感器2一次风预热器为了预热一次风,设置一次风预热器该预热器为4段式,分别使用汽包蒸汽抽汽和汽机蒸抽汽作为热媒3一次风控制风门
①为了控制一次风温度,设置了一次风预热器主风门A和一次风预热器旁路风门B风门A设置在一次风预热器入口风道、风门B设置在一次风空o气预热器的旁路风道在热风和常温风混合处的下游测量预热空气的温度通过A或B风门中的一个开和另一个关,由一次风预热器出口温度控制器TICA控制温度,在联动模式时根据垃圾热值的函数进行控制,在自动模式时自动控制为恒温
②各流量控制风门的入口设置流量计ACC根据燃烧状态和蒸汽量,计算所需风量因此,风门可以采用联动/自动/手动控制手动执行器可以调节各处风量的分配比例
③除了上述的作用之外,为了使热灼减量最小化,燃烬炉排的风量控制风门根据燃烬炉排上部的温度自动控制
46.2二次风供应系统本系统是为了使可燃气体完全燃烧,调节炉内温度而向炉内供应空气的设备由下列设备和子系统组成1二次风机
①二次风通过二次风喷嘴供给炉内为了避免吸入损害机器的异物,在各吸风口设置金属网
②二次风风机启停由DCS或就地控制在启动时,如果二次风门的开度超过5%或风机的转速在额定转速的10%以上时,安全联锁将使风机不能启动以保护电机,防止超载
③用防振垫和膨胀节防止振动传递到二次风风道和建筑物
④二次风风机电动机的各个相上,装有线圈温度探测器2二次风预热器为了预热二次风,设置二次风预热器该预热器为1段式,使用汽机抽汽作为热媒
(3)二次风控制风门为了控制二次风的温度,设置了二次风预热器风门A和二次风预热器旁路风门B风门A设置在二次风预热器入口风道,风门B设置在二次风预热器的旁路风道在热风和常温空气混合处的下游处测量预热的空气温度由二次风温度控制器(TIC)通过A或B风门中的一个开关和另一个开关控制温度,在联动模式下根据垃圾热值的函数控制温度;或在自动模式下自动控制成恒温空预器在结构设计上,充分考虑预热器断面和风管的对齐方式、受热面的热膨胀问题蒸汽预热器设置足够的清扫口及检修门,入口设置导流板空气预热器设计保温的同时采取必要的防腐措施蒸汽空气预热器换热面采用轧制翅片管,并考虑足够的余量,保证性能要求保证设备的使用寿命不小于15年空气预热器设计形式大大减少了灰尘堵塞(热交换片的间距大)空气预热器所采用的鳍片式钢管适用于水或蒸汽清洁
4.7本项目拟采用垃圾焚烧技术及业绩投标方采用的焚烧炉制造商为上海康恒环境股份有限公司上海康恒发挥自身的国际优势,于2009年得到日立造船VON ROLL炉排垃圾焚烧技术的转让和生产授权,两者同时建立了战略合作关系完全实现了各规模焚烧线设计、制造、供货、运营、技术服务国产化,上海康恒与技术合作方一直保持着良好的合作关系,并在工程经验和技术创新等方面建立了长期稳定的交流机制,实现了相关技术的共享
4.
7.1大型焚烧炉供货业绩根据情况,自行填写焚烧线数单台规模序号项目名称项目类型量t/d总规模投运条t/d年根据情况,自行填1根据情况,自行填写写2根据情况,自行填写3根据情况,自行填写4根据情况,自行填写5根据情况,自行填写6根据情况,自行填写7根据情况,自行填写8根据情况,自行填写9根据情况,自行填写10根据情况,自行填写
4.
7.2炉排运行形式本项目采用日立造船-Vonroll机械式炉排炉焚烧工艺炉排形式为往复式顺推列动炉排,由活动炉排列和固定炉排列交错布置构成,在炉排冷态下炉排片之间间距为12nuii,在炉排热态运行时,间隙〜约
0.5Imm,在保证低漏渣率的条件下,为炉排片的热膨胀预留了充裕的空〜间,可以有效避免炉排之间直接摩擦,降低炉排更换率,炉排使用寿命长1干燥炉排、燃烧炉排以及燃烬炉排炉排采用模块化设计理念,针对本项目机械炉排由2列组成,每列有3个炉排模块,合计6个模块组成,各炉排模块分别由2个液压缸、按ACC(自动燃烧控制)控制的间隔定速驱动炉排的主要技术特点如下所示a)炉排为三段式的炉排结构,即干燥炉排、燃烧炉排和燃烬炉排各段炉排的运动速度可以根据焚烧炉内燃烧状况单独调节,保证垃圾的完全燃烧燃烧炉排示意图(供参考)垃圾预处理不需要需要热值较低时需要不需要设备占地大小中中炉渣热灼减率易达标连续助燃可达标不易达标不易达标垃圾在炉内停留较长较短最长长时间过量空气系数大中小大目前单台炉最大1200t/d800t/d200t/d500t/d处理规模燃烧空气供给易调节较易调节不易调节不易调节通过调整干燥段运对垃圾含水量的炉温易随垃圾含水可通过调节垃圾在可通过调节滚筒转动适应不同含水量适应性量的变化而波动炉内的停留时间适速来适应垃圾的含的垃圾应垃圾含水量变化水量变化对垃圾不均匀性空气不分段调节,可通过炉排拨动垃较重垃圾迅速到达难实现炉内垃圾翻的适应性圾反转,使其均匀炉底,不易燃烧完动,大块垃圾难燃大块垃圾不易燃烬化全烬烟气中含尘量较低很高较低高燃烧介质不用载体需用石英砂不用载体不用载体自动燃烧控制较易不易不易不易运行费用低低较高较高烟气处理较易较难不易较易维修工作量较少较多较少较少运行业绩最多国外较少,我国相少生活垃圾很少,多对较多用于工业垃圾要求垃圾热值综合评价对垃圾的适应性需前处理且故障率无熔融热解炉不易较高(2500kCal/kg强,故障少,处理性较高,需加煤焚烧,燃烬,炉渣热灼减以上)且运行能和环保性能好,环保不易达标率高,环保不易达成本较高成本低标本工程适用性适用不适宜不适用不适用燃烬炉排示意图(供参考)b)炉排边缘与炉墙处采用柔性板密封,既能有效地吸收热膨胀,又可以减少漏灰、漏渣,使炉排漏渣率低于
0.5%柔性板结构示意图c)各段炉排之间设置了约
1.3m的落差段,对垃圾的翻转、破碎起到十分有利的作用,同时可通过控制活动炉排的运动速度实现垃圾的扰动和分散落差墙示意图d)各段炉模块下设置独立的风室,实现独立配风,保证了炉排宽度方向上垃圾燃烧的均匀性,防止偏烧炉排采用风冷形式,燃烧空气经过炉排块上的通风孔和炉排片之间的缝隙进入燃烧着的燃料层内,既能保证燃烧空气均匀地吹出,又对炉排片进行冷却防止炉排片烧损炉排下风室结构示意图炉排片通风孔示意图e)炉排长度长,可实现垃圾在焚烧炉内停留时间长达
1.55h,保证了〜垃圾的完全燃烧炉排面积裕量大,本项目按照实际垃圾处理量1000t/d(MCR工况),炉排机械负荷小,超负荷能力强,可以实现连续、稳定燃烧f)炉排片材质为现行欧洲焚烧厂中被广泛应用的高铭耐热铸钢(铝含量大于20%),具有极强的耐磨损性和耐腐蚀性,能承受很高的机械强度,年平均更换率低,整体使用寿命达10年以上炉排片结构设计巧妙,炉排片采用搭扣设计,可由单人完成更换操作,维护便捷g)炉排采用模块化设计,其生产、制造以及冷态调试均在制造厂内完成,不仅有利于保证炉排的加工制造精度,还可以大大减少现场安装工作量,缩短安装周期炉排模块结构
4.73翻转与破碎各段炉排之间设置了约
1.3m的落差段,对垃圾的翻转、破碎起到十分有利的作用,同时可通过控制活动炉排的运动速度实现垃圾的扰动和分散,保证垃圾的完全燃烧自动燃烧控制系统(ACC)
1、自动燃烧控制ACC系统的相关专利投标方采用的焚烧炉制造商取得的与自动燃烧控制系统ACC相关的专利如下专利清单根据情况,自行填写序专利名称专利号备注号1根据情况,自行填写2根据情况,自行填写3根据情况,自行填写4根据情况,自行填写5根据情况,自行填写5余热锅炉垃圾焚烧产生热能通过余热锅炉产生蒸汽本锅炉为立式布置单锅筒、自然循环、中压锅炉,采用前吊后支架结构由汽包、下降管、集箱、膜式水冷壁、蒸发管束组成锅炉汽包水经布置在锅炉水冷壁外侧的降水管引入底部的集箱,在吸收烟气热量的同时流经锅炉水冷壁和蒸发管,回到汽包蒸汽在饱和状态下产生,在汽包内从水汽状态分离高温烟气经第
一、
二、三通道冷却和沉降后进入尾部垂直钢通道,依次进入蒸发器、过热器、省煤器后经烟道排往烟气净化系统锅炉补水为来自水处理间的除盐水,经除盐水泵送到除氧器除氧,13CTC的锅炉给水从除氧器水箱流至低压给水母管,再经给水泵加压,通过锅炉高压给水管供余热锅炉的给水和减温水;给水经省煤器加热后进入汽包为了控制汽包水位和主蒸汽温度,在锅炉给水和减温水管上设电动调节阀门,锅筒水位是通过三冲量串级调节,操作员可通过设在水位计旁摄像头在中控室的工业电视上观察锅筒水位锅筒中产生的饱和蒸汽通过三级过热器(低温、中温、高温)和二级喷水减温器后得到压力为
6.4MPa,温度为45CTC过热蒸汽,余热锅炉产生主蒸汽通过主蒸汽管供2台12MW汽轮机和2台15MW发电机组发电锅炉加药需用的药水,由加药装置的加药泵送至锅筒为保证蒸汽品质,锅炉设连续排污和定期排污,连续排污水和定期排污水分别进入连续排污扩容器和定期排污扩容器连续排污扩容器二次蒸汽排往除氧器,其排污水排往定期排污扩容器;定期排污扩容器二次蒸汽直接排入空气,其排污水排入室外降温池,降温后排入下水管道为了防止烟尘在锅炉各水冷壁积累而导致锅炉热效率降低,余热锅炉采用激波清灰方式激波清灰技术工作原理是利用可燃气体乙焕,与空气按一定比例混合成具有爆燃特性的气体,在高旋流状态和可调脉冲频率基础上,通过燃烧混合气体产生强波喷射气流、同时伴有冲击波及高速气流激振加辐射热,它通过综合应用气体的动能,声能和热能进行除灰炉灰经灰斗、锁气器排至出渣机垃圾焚烧余热锅炉腐蚀分为高温腐蚀和低温腐蚀,目前来看以高温腐蚀为主本项目蒸汽参数为
6.4MPa、450℃,可划分为三个腐蚀程度不同的风险区域辐射通道由于烟气温度高,存在CO、HC1等还原性气体,同时可能存在SNCR雾化效果不佳、渗滤液回喷等不利影响,因此辐射通道为第一风险区域;高温过热器由于管内工质温度较高,当温度控制不佳和积灰严重也可能发生腐蚀,为第二风险区域;当部分运行工况不正常时省煤器给水温度可能低于13CTC,造成部分区域管壁温度处于酸露点以下,省煤器为第三风险区域为防范腐蚀风险,主要采取以下针对措施优化燃烧室结构,本项目燃烧室前后拱为水冷壁结构,燃烧段采用空冷墙,第一通道两侧墙水冷壁包覆至二次风喷口附近,以增大燃烧室吸热量同时合理调配一二次风量以控制焚烧炉出口温度,防止下游辐射通道因温度过高等原因引发的腐蚀高温过热器防腐蚀措施在设计过程中选用适宜的高温过热器入口烟温,同时高温过热器采用顺流布置,降低管外壁温度使其远离高温腐蚀区域合理设计过热器受热面积,配置二级减温器,控制管内工质温度,避免管内蒸汽超温高温过热器采用较大横纵向节距,并采用激波吹灰器,避免积灰性腐蚀;考虑到国内垃圾热值波动较大,在某些特殊运行状况下,可能会出现排烟温度较低的情况,对此专门设计了给水加热装置,该装置设计在锅筒汽空间内,利用蒸汽将给水加热后回流至省煤器,从而提高排烟温度,减少低温状况,同时可满足烟气处理的要求为了保证过热器的使用寿命,高温过热器前后两排壁温较高区域采用TP347H材质相对于常规高温过热器材质12CrlMoVG,TP347H材质中辂、锲含量高,并且有稳定化学元素铝,故有很好的耐高温腐蚀性能,可以保证高温过热器的使用寿命
5.1余热锅炉构造本锅炉为单锅筒、自然循环、次高压锅炉,采用前吊后支结构锅炉为立式布置,由三个垂直膜式水冷壁通道(即炉室I、II、in)和一个尾部垂直钢通道组成,在炉室ni从下至上依次布置了蒸发器、高温过热器、中温过热器、低温过热器;尾部垂直钢烟道内布置五组省煤器在过热器之间布置了二级喷水减温器,用来调节过热器出口汽温构架采用钢结构,按7度地震设计,室内布置锅炉采用集中下降管,锅炉走道平台为栅格平台本系统由以下设备和子系统组成一锅筒一炉膛水冷壁一锅筒一过热器(S/H)(包括一级S/H,二级S/H,三级S/H)一省煤器一构架、刚性梁、外护板及平台扶梯一锅炉范围内管道一清灰装置—输灰系统一炉墙及密封各个设备和系统详述如下
(1)锅筒锅筒内径为61500mm,壁厚346mm,筒身直段长约10000mm,材料为Q345R,锅筒两端封头均设有人孔装置,锅筒用吊架悬吊在顶板上,吊架对称布置在锅筒两侧,在水平方向上可向左右自由膨胀锅筒正常水位在锅筒中心线以下50nnn处,最高和最低水位距正常水位±75mm锅筒内一次分离装置为20只4290的旋风分离器,二次分离装置在锅筒顶部,采用波形板分离器锅筒上设有两个备用管座,用于系统抽气为了保证蒸汽品质良好,锅筒内部还装有加药管、连续排污管,并装有紧急放水管2炉膛及水冷壁整个锅炉分为三个炉室炉室断面尺寸深度义宽度二11700mni7110mm按水冷壁中心线其中炉室I,即为燃烧室,其断面深度X宽度为4950mm X7110mm o炉室II为第二通道,其断面深义宽为3420mmX7110mmo炉室HI为第三通道,其断面深度义宽度为3330mm X7110mmo除炉室HI的后墙外,其余水冷壁均由660X
5、节距90mm的管子组成,均为用扁钢和管子焊成的膜式壁,管子材料为20G/GB5310o在炉室HI中还水平布置有一级蒸发受热面,蒸发器由力38X5的管片共32片组成,蒸发器横向节距220mm,纵向节距52mm在炉室H中布置有两个垂直分割屏,由638义
5、节距为70nlm的膜式壁组成为防止蒸发器的磨损,迎风面加装耐高温的防磨罩,材质06Crl9Nil0o炉室I内部区域采用碳化硅耐磨可塑料浇注和堆焊,炉室n部分水冷壁采用堆焊水冷壁外设有刚性梁,整个水冷壁组成刚性吊箍式结构,水冷壁本身及其所属炉墙及刚性梁等重量均通过水冷壁系统吊挂装置悬吊在顶板上,前后拱水冷壁及所属炉膛通过弹簧吊架悬吊于钢梁上,运行时均可向下自由膨胀本锅炉采用集中下降管,由数根管子将锅筒内的水引下,再由数十根小管将给水均匀供至水冷系统下集箱集中下降管通过弹簧吊架悬吊于钢梁上,并设置了数层导向装置用于管道止晃3过热器及汽温调节过热器由低温过热器、中温过热器、高温过热器组成,过热器蛇形管布置在水平烟道内,喷水减温器布置在两级过热器之间饱和蒸汽由连接管引入低温过热器进口集箱,再进入横向排数为49排451X5管子组成的低温过热器;蒸汽经过一级喷水减温器后进入中温过热器进口集箱,再进入横向排数为32排651X5管子组成的中温过热器,蒸汽经过二级喷水减温器后进入高温过热器进口集箱,再进入横向排数为32排651X5管子组成的高温过热器高温过热器、中温过热器管子的材料为12CrlMoVG低温过热器管子材料0为20G/GB5310,低温过热器、中温过热器均为单管圈逆流布置,高温过热器为单管圈顺流布置高温过热器横向节距为220mni,纵向节距68mm;中温过热器横向节距为220加,纵向节距68mll1;低温过热器横向节距为140mm,纵向节距68mni管子均为顺列布置为防止管子磨损,各级过热器前后排管束均设置厚度为3mm的耐高温防磨罩,材质为06Crl9Nil0过热器管子和集o箱均悬吊在顶梁上,一起向下膨胀4省煤器省煤器布置在尾部水平钢烟道内,共六组,由横向28排、纵向90排638X4的管子组成,材料为20G/GB/T5310,横向节距为100mm,纵向节距为90mm管子均为顺列、逆流布置为防止管子磨损,各级省煤器前排管o束均设置厚度为3mm的耐高温防磨罩,材质为12Crl3省煤器管子和集箱均悬吊在顶梁上,一起向下膨胀5构架、刚性梁、外护板及平台扶梯本锅炉按6度地震设防,构架按单排柱设计,柱间设有多层横梁相连,以增加整个构架的抗震性能,钢柱上面设有顶板,整个炉室、过热器、省煤器及刚性梁等的荷重均通过吊杆悬吊在顶板上,然后通过钢柱传递到柱基锅炉顶板由型钢及板梁组成炉膛水冷壁沿高度方向布置多层刚性梁,以增加整个水冷炉室的刚性,此外,后拱水冷壁设有两层刚性梁以增加后拱管排的刚性,刚性梁均为H型钢锅炉炉墙外均采用金属波纹外护板,用彩钢制成在操作、检修、测试门孔处等均设有平台,检修平台为花纹钢板结构,走道平台为栅格板结构,平台支撑在钢架上在锅炉顶部还设置了电动葫芦轨道,便于用户使用电动葫芦以满足现场运行及检修等起吊要求6锅炉范围内管道本锅炉为单母管给水,给水经给水操作台进入省煤器,给水操作台由一条DN80的主管路组成给水操作台中分两路进入喷水减温器,鉴于我国炉排型与循环流化床型垃圾焚烧炉并存的现状,分述如下:1机械炉排型垃圾焚烧炉相对于其它炉型有以下几个特点a.技术成熟、可靠,发达国家的大型生活垃圾焚烧厂大多采用机械炉排炉型,国内已建或在建的大型焚烧厂也多采用该炉型b.利用焚烧余热发电,具有一定的节能效益与经济效益C02减排效果优于其他生活垃圾处理设施c.对垃圾成分变化的特性适应性强;具有独立的预热干燥区,炉膛内垃圾焚烧产生的热量可对新进入的垃圾进行预热干燥,特别能适应我国城市生活垃圾高水分、低热值的特性d,操作简单方便,不易造成二次污染e.焚烧炉稳定可靠,设备寿命长,满足年运行时间大于8000h要求2循环流化床型垃圾焚烧炉具有炉渣热灼减率低等优点,但存在如下较为明显的不足
1.根据研究成果,C02排量明显高于炉排型焚烧炉;
2.运行稳定性尚不足,停炉频次高,年运行时间普遍在60007000h;〜
3.由于垃圾是以挥发分燃烧为主,固定碳燃烧仅占约20%,致使燃烧速率过快,不能很好地实现自动燃烧控制ACCo
4.另外国家建设部、国家环保总局、科技部发布的《城市生活垃圾处理及污染防治技术政策》中指出“目前垃圾焚烧宜采用以炉排炉为基础的成熟技术,审慎采用其他炉型的焚烧炉”喷水量可通过调节阀进行调节锅筒至省煤器入口设有再循环管,作为生火时保护省煤器用,锅筒装有各种监督、控制装置,如各种水位表、水位自控装置、压力表、紧急放水管、加药管、连续排污管,并装有两只PN100DN80的弹簧安全阀过热器出口汇汽集箱上装有一只PN100DN80的弹簧安全阀和热电偶插座,还装有升火排气管路、反冲洗管路和疏水管路在锅炉各最高点装有空气阀,最低点装有疏水阀或排污阀7清灰装置对于垃圾焚烧余热锅炉,在选择受热面清灰方式时,应着重考虑以下因素a烟气成分复杂,酸性气体含量高、腐蚀性较强;b烟气中的灰尘黏附性强因此,对于垃圾焚烧余热锅炉,必须选择具有强力清灰效果清灰方式目前蒸汽吹灰器、激波清灰器及机械振打三种清灰方式均在余热锅炉广泛应用,但由于机械振打易造成受热面吊点位置产生裂纹、蒸汽吹灰器后续的运行成本较高,故本技术方案采用激波吹灰的方式蒸发器、高温过热器、中温过热器、低温过热器、省煤器均采用激波吹灰,中温过热器前设置蒸汽吹灰器平台,预留蒸汽吹灰接口8输灰系统在炉室n和炉室ni下采用一组电动双层翻板阀、膨胀节、输灰管道直接输入焚烧炉后拱;在炉室w下采用绝热灰斗,并设置了刮板输送机、电动双层翻板阀、手动控制阀、膨胀节、输灰管道等,用于收集飞灰并将灰渣输送至焚烧炉尾部竖井内9炉墙及密封炉室和水平水冷通道外均采用敷管式炉墙,水平钢烟道外采用轻型护板墙,炉墙外面均布置有彩钢板穿墙部分及两水冷壁墙的交接处均设有密封板和密封罩
5.2锅炉排污系统本系统用于处理锅炉排污锅炉运行时的沉积物,特别是水垢容易在锅炉管道内表面形成,外界因素如加热会影响其在水中的溶解平衡每种污染物在水中都有其各自的溶解度,当浓度过高时便会沉淀如果水接触灼热表面,污染物的溶解度降低,形成沉淀,出现水垢水垢或沉淀的常见成分为磷酸钙、碳酸钙、氢氧化镁、硅酸镁、各种形态的氧化铁和这些沉淀吸附的二氧化硅这些沉淀会使得高温的锅炉管道产生严重的问题,引起热效率降低和爆管的危险因此,锅炉需要进行排污以排除这些污染物,系统主要由以下设备组成•连排扩容器•定排扩容器排污降温池・锅炉连续排污以避免上述问题连续排污水由汽包中心线部位排出,其总量约为蒸汽产量的现,流量由流量计FI测量和显示手动设置连续排污水总量占ACC系统中蒸汽设定流量值的比例锅炉定排管道设置在汽包底部和锅炉管道下集箱因为气压很高,管道上采用双重手动截断阀排污水送入锅炉连续排污扩容器,并因由液体闪蒸为蒸汽而降能排污水温度约为26CTC,排污水闪蒸压力为除氧器的压力闪蒸蒸汽被引入除氧器连排扩容器排污水进入定排扩容器操作压力为大气压,闪蒸蒸汽通过室外排放管排放定排扩容器排污水进入降温池,将温度约为iorc的锅炉排污和排放水冷却到4rc排至废水中和池冷却水量通过手动阀门调节,锅炉排污水出入口温度可由就地温度计显示6炉渣处理系统
6.1炉渣产生量本项目按机组日平均处理lOOOt,本项目排渣量如下表6-1炉渣产量表2台炉物料小时产生量t/h日产生量t/d年产生量X104t/a干灰渣
7.
74185.
766.192湿灰渣
11.
04264.
968.
8327.2除渣系统出渣系统包括出渣机、炉排漏渣输送机、渣仓和渣吊组成经过焚烧后的垃圾变成成分稳定的炉渣,从炉排的出渣口,经落渣井落入出渣机中,出渣机内保有一定水位的冷却水,将炉渣迅速冷却,冷却水还作为水封,防止外界空气进入炉内干扰燃烧系统的正常运行,为此必须使出渣机水位的波动保持正常状态,水位由电触点水位计进行监测,注水系统的电磁阀按水位信号指令进行注水补给沉积在出渣机底部的炉渣由刮板式推头推刮到水面,出渣机的出渣口较高,被推刮到水面的炉渣将已离开水面停留在出渣口的炉渣挤离出渣机落到渣池出渣机的这种结构原理可以使离开水面的炉渣有一个挤压和滤水的过程,避免带水呈浆状的炉渣进入渣坑出渣机的刮板式推头由油缸驱动,正常运行时,油缸的动作指令来自燃烧控制系统
6.3除渣系统设备参数
6.
3.1出渣机每台焚烧炉设置2台液压驱动式出渣机,每台最大出力
9.2t/h,周期性运行表6-2出渣机参数(单炉配置)项目单位数值形式——推动式数量—2最大出力能力(湿)t/h
9.2驱动—液压灰渣含水量%20-
256.
3.2渣吊本项目渣仓上部安装1台渣吊表6-3渣吊参数项目单位数值形式双轨桥式吊车数量台1起重能力t/h8提升高度m13跨度m
4.5抓斗容积m35抓斗型式双瓣抓斗数量只1传动方式电动液压
5.基于以上几点原因,选择机械炉排炉作为本项目焚烧炉炉型
1.3工艺概述本工程垃圾焚烧系统配置2台往复式机械炉排炉,每台日处理垃圾量500t/d,蒸汽出口参数为
6.4MPag.450℃,锅炉给水温度130℃,烟气出口温度为180o
46.3t/h不含汽包抽汽
3.9t/hSAH
0.9t/h,SGH
3.t/ho日处理生活垃圾1000吨,年处理生活垃圾
36.5万吨生活垃圾由垃圾收集车或垃圾中转车运入本厂,厂区入口设置称重计量设施进入厂内的垃圾车在交通控制统一指挥下,将垃圾卸入垃圾坑内,垃圾坑按贮存大于7天的垃圾处理量设计垃圾抓斗起重机将垃圾送入焚烧炉进行焚烧,产生的热量经余热锅炉回收后,产生过热蒸汽用于汽轮机发电废气经烟气净化系统脱酸、吸附、除尘等工艺去除二嗯英、重金属等有害物质后排入大气垃圾焚烧产生的炉渣贮存在渣仓,定期装车外运至河北易美迅环保工程有限公司综合利用,以防止产生二次污染烟气净化系统收集的飞灰在厂内经过稳定化处理并养护后外运填埋,以防止产生二次污染
1.4主要设备性能焚烧炉主要技术指标和参数见表1-2o表-2焚烧炉技术参数表性能参数名称单位数据焚烧炉单台额定处理量t/h
20.8焚烧炉超负荷运行时的最大处理量t/h29垃圾低位发热量设计值kJ/kg7326垃圾低位发热量变化范围kJ/kg4186^8372无助燃条件下使垃圾稳定燃烧的低位热值要求kJ/kg4605焚烧炉年正常工作时间h28000设计年处理能力万吨
16.67垃圾在焚烧炉中的停留时间h2〜烟气在燃烧室中的停留时间s2燃烧室烟气温度℃2850焚烧炉允许负荷范围%70^110余热锅炉过热蒸汽温度℃450余热锅炉过热蒸汽压力MPa
6.
446.3不含汽包抽汽
3.9t/hSAH
0.9t/h,额定蒸汽量指标t/h/炉SGH
3.t/h余热锅炉排烟温度℃180余热锅炉给水温度℃130一次风量(MCR)Nm3/h51250二次风量(MCR)Nm3/h16600一次风入炉温度℃170二次风入炉温度℃20焚烧炉出口烟气量(MCR)Nm3/h89580焚烧炉效率%
97.0焚烧炉渣热灼减率%3余热锅炉主要技术指标和参数见表1-3O表1-3余热锅炉技术参数表序号项目参数1数量22锅炉型式单锅筒,自然循环次高压锅炉3安装形式前吊后支无烟气回流MCR工况下单台余热锅炉蒸发量
46.3t/h,其4额定蒸发量中不含汽包抽汽
3.9t/h(SAH
0.9t/h,SGH
3.t/h)5额定蒸汽压力
6.4MPa6额定蒸汽温度450℃7锅筒工作压力(设计值)
7.2MPa g8给水温度130℃9热空气温度170℃10排烟温度180℃11排污率12减温方式两级喷水减温
1.5设计范围焚烧系统的主要范围包括垃圾受料与储存系统、垃圾上料系统、焚烧及余热锅炉系统、燃烧空气系统、点火辅助燃烧系统、出渣系统、余热锅炉汽水系统等相关配套有燃油供应系统、渗滤液收集系统、冷却水系统及补充水系统厂房布置包括焚烧系统主要设备及辅助设备的布置,主要管道的连接,设备检修起吊设施等辅助车间主要有油库油泵房、空压机间等2燃料1垃圾特性现状和预测
1.1垃圾成分组成某地生活垃圾主要检测结果如下表2-7某地原生垃圾的物理成分表(湿基)成分(重量%)砖橡塑混金玻瓦项合纸类厨余类纺织类木竹类其他合属璃陶灰土类目计类类类瓷料类样品表2-8某地原生垃圾的成分及低位热值表(给项目灰分可燃分水分低位热值(kj/kg)样品表2-9某地原生垃圾的元素分析(湿基,%)项目碳C氢(H)氮N氧
(0)硫(S)氯C1合计样品表2-10某地原采样原生垃圾的重金属含量(湿基,mg/kg)项目铅镉总络汞神样品1)某地生活垃圾主要检测结果如下:表2-11某地原生垃圾的物理成分表(湿基)成分(重量%)砖混金玻瓦合项目纸类橡塑料厨余类纺织类木竹类其他合属璃陶灰土类计类类类瓷类样口口口表2T2某地原生垃圾的成分及低位热值表(%)项目灰分可燃分水分低位热值(kj/kg)。