阅读说明：本技术 一种垃圾焚烧炉空冷炉墙及炉墙冷却风系统和垃圾焚烧炉 (Air cooling furnace wall of garbage incinerator, furnace wall cooling air system and garbage incinerator ) 是由 翟少栋 董康 汪小继 王诗行 许钞俊 苏虎 巩李明 于 2020-05-12 设计创作，主要内容包括：本发明公开了垃圾焚烧炉空冷炉墙及炉墙冷却风系统和垃圾焚烧炉,空冷炉墙的内部设置有空冷层,空冷层中形成有S形空腔回路,空冷层还包括在燃烧段设置的冷却风入口管以及在干燥段前部和燃尽段后部设置的冷却风出口管,冷却风入口管和冷却风出口管与S形空腔回路连通。冷却风系统包括空冷炉墙、冷却风引风机、一次风机和一次风预热器,空冷炉墙的冷却风入口管与冷却风源连通且冷却风出口管与冷却风引风机的入口管相连,冷却风引风机的出口管依次通过一次风机和一次风预热器与垃圾焚烧炉中炉排片下方的风斗相连。垃圾焚烧炉包括上述垃圾焚烧炉空冷炉墙或者包括上述垃圾焚烧炉空冷炉墙和垃圾焚烧炉炉墙冷却风系统。本发明能解决现有技术的相关问题。(The invention discloses an air cooling furnace wall of a garbage incinerator, a furnace wall cooling air system and the garbage incinerator. The cooling air system comprises an air cooling furnace wall, a cooling air draught fan, a primary air fan and a primary air preheater, a cooling air inlet pipe of the air cooling furnace wall is communicated with a cooling air source, a cooling air outlet pipe is connected with an inlet pipe of the cooling air draught fan, and an outlet pipe of the cooling air draught fan is connected with an air hopper below a grate segment in the garbage incinerator sequentially through the primary air fan and the primary air preheater. The garbage incinerator comprises the air cooling furnace wall of the garbage incinerator or the air cooling furnace wall of the garbage incinerator and a garbage incinerator furnace wall cooling air system. The present invention solves the problems associated with the prior art.)

一种垃圾焚烧炉空冷炉墙及炉墙冷却风系统和垃圾焚烧炉

技术领域

本发明涉及垃圾焚烧炉的技术领域，更具体地讲，涉及一种垃圾焚烧炉空冷炉墙及炉墙冷却风系统和垃圾焚烧炉。

背景技术

随着社会经济的快速发展，我国城镇化进程不断加快，生活垃圾的产量急速增加，许多城市正面临着垃圾围城的困扰。在多种处理方式中，垃圾焚烧发电具有资源化、减量化、无害化等特点，垃圾焚烧发电是目前国内公认的最为妥当的垃圾处理方式。近年来，垃圾焚烧炉结焦问题一直困扰着垃圾焚烧发电厂的正常运行，有些垃圾电厂焚烧炉每连续运行3个月左右就会因为结焦问题而不得不停炉，从而影响垃圾电厂的经济效益。

结焦的一个重要原因就是炉膛温度过高，当垃圾热值过高，或者连续超负荷运行，炉膛就会超温，如果这时的温度高于灰分的软化温度T2或者融化温度T3,就会结焦。另一方面，炉膛温度的提高，势必会引起炉墙外壁温度的升高，要想把外壁温度降到规定温度(50℃)以下，就需要把炉墙做的很笨重，这势必会增加成本。

针对炉墙结焦和炉墙外壁温度过高的问题，有些电厂采用全水冷炉膛来解决这一问题，但是当垃圾热值过低时，炉膛温度有可能达不到要求值，影响二噁英的分解。有些垃圾焚烧炉即使采用空冷炉墙，这些空冷炉墙在长期运行后，都会存在拱包、脱落或倒塌的问题，究其原因，就是这些空冷炉墙采用大面积空腔形式，炉墙在使用过程中，由于垃圾湿度或者热值波动导致炉内温差波动而引起的热应力，以及反复停、启操作造成的结构应力双重作用下，导致炉墙高温段应力集中而破坏。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提出了一种避免采用大面积空腔形式的垃圾焚烧炉空冷炉墙及炉墙冷却风系统和垃圾焚烧炉。

本发明提供了一种垃圾焚烧炉空冷炉墙，所述空冷炉墙的内部设置有空冷层，所述空冷层中形成有S形空腔回路，其中，所述空冷层还包括在燃烧段设置的冷却风入口管以及在干燥段前部和燃尽段后部设置的冷却风出口管，所述冷却风入口管和冷却风出口管与S形空腔回路连通。

根据本发明垃圾焚烧炉空冷炉墙的一个实施例，所述空冷炉墙与前拱水冷壁、后拱水冷壁、侧墙水冷壁、炉排片以及炉排片落差处浇注料共同形成垃圾焚烧炉的密闭炉膛空间，其中，空冷炉墙与侧墙水冷壁之间通过膨胀节连接。

根据本发明垃圾焚烧炉空冷炉墙的一个实施例，所述空冷炉墙的内壁与炉排片的侧面紧贴，在空冷炉墙的内壁与炉排片侧面直接接触的地方敷设耐磨板。

根据本发明垃圾焚烧炉空冷炉墙的一个实施例，所述空冷炉墙包括五层并且由外到内依次为外侧耐火砖层、硅酸铝纤维毡层、轻质隔热浇注料层、空冷层和内侧耐火砖层，其中，所述空冷层由镶嵌在轻质隔热浇注料层与内侧耐火砖层之间的隔墙来形成所述S形空腔回路，空冷层两侧的各层通过V型抓钉固定。

根据本发明垃圾焚烧炉空冷炉墙的一个实施例，每层耐火砖层和轻质隔热注料层在适当位置设置有膨胀缝并在膨胀缝中填塞有陶瓷纤维绳。

根据本发明垃圾焚烧炉空冷炉墙的一个实施例，所述空冷炉墙通过V型抓钉固定在外墙板上，外墙板上焊接双拼支撑件，双拼支撑件固定在立柱上；整个空冷炉墙支撑在倾斜的H型支撑件上，H型支撑件上固定有与炉排片相连的炉排轴支座及炉排轴，炉排轴支座通过罩壳与空冷炉墙隔离，罩壳的一侧开有供炉排轴穿过的圆形孔。

本发明的另一方面提供了一种垃圾焚烧炉炉墙冷却风系统，所述冷却风系统包括空冷炉墙、冷却风引风机、一次风机和一次风预热器，所述空冷炉墙的冷却风入口管与冷却风源连通且冷却风出口管与冷却风引风机的入口管相连，冷却风引风机的出口管依次通过一次风机和一次风预热器与垃圾焚烧炉中炉排片下方的风斗相连。

根据本发明垃圾焚烧炉炉墙冷却风系统的一个实施例，所述空冷炉墙中的温度最高处设置有温度传感器，所述温度传感器实时监测炉膛温度并传输给垃圾焚烧炉的自动控制系统，所述自动控制系统根据实测温度与设定温度的对比反馈调节所需冷却风量。

根据本发明垃圾焚烧炉炉墙冷却风系统的一个实施例，所述一次风机的入口管还与垃圾坑空气源相连。

本发明的再一方面提供了一种垃圾焚烧炉，所述垃圾焚烧炉包括上述垃圾焚烧炉空冷炉墙或者包括上述垃圾焚烧炉空冷炉墙和上述垃圾焚烧炉炉墙冷却风系统。

与常规方案相比，本发明的垃圾焚烧炉空冷炉墙及炉墙冷却风系统和垃圾焚烧炉与不采用空冷结构相比可以使得炉膛内侧耐火砖层的温降由5℃左右增大到60℃左右，使得炉墙外壁的温度由100℃以上降低到50℃以下，有效地解决了炉膛超温结焦问题以及炉墙外壁温度过高问题，减少因为结焦引起的非停，提高垃圾焚烧炉的效率。同时本发明的空冷炉墙结构通过S形回路的隔墙加固、V型抓钉固定、双拼支撑件加筋作用，使得炉墙更坚固并且在一定程度上解决了炉墙拱包、脱落、倒塌的问题。

附图说明

图1示出了根据本发明示例性实施例的垃圾焚烧炉的结构示意图。

图2示出了根据本发明示例性实施例的垃圾焚烧炉空冷炉墙的整体结构示意图。

图3示出了根据本发明示例性实施例的垃圾焚烧炉空冷炉墙的局部结构示意图。

图4示出了根据本发明示例性实施例的垃圾焚烧炉空冷炉墙中S形空腔回路的结构示意图。

附图标记说明：

1-前拱水冷壁、2-后拱水冷壁、3-侧墙水冷壁、4-空冷炉墙、5-膨胀节、6-冷却风入口管、7-第一冷却风出口管、8-第二冷却风出口管、9-外墙板、10-外侧耐火砖层、11-硅酸铝纤维毡层、12-轻质隔热浇注料层、13-V型抓钉、14-空冷层、15-隔墙、16-内侧耐火砖层、17-膨胀缝、18-S型空腔回路、19-温度传感器、20-炉排片、21-炉排片落差处浇注料、22-耐磨板、23-H型支撑件、24-炉排轴支座、25-炉排轴、26-罩壳、27-双拼支撑件、28-立柱、29-风斗、30-冷却风引风机、31-一次风机、32-一次风预热器。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

下面对本发明的垃圾焚烧炉空冷炉墙及炉墙冷却风系统和垃圾焚烧炉进行详细说明。

图1示出了根据本发明示例性实施例的垃圾焚烧炉的结构示意图，图2示出了根据本发明示例性实施例的垃圾焚烧炉空冷炉墙的整体结构示意图，图3示出了根据本发明示例性实施例的垃圾焚烧炉空冷炉墙的局部结构示意图。

如图1至图3所示，根据本发明的示例性实施例，所述垃圾焚烧炉空冷炉墙4的内部设置有空冷层14，空冷层14中形成有S形空腔回路18，其中，空冷层14还包括在燃烧段设置的冷却风入口管6以及在干燥段前部和燃尽段后部设置的冷却风出口管(如图1中所示的第一冷却风出口管7和第二冷却风出口管8)，冷却风入口管6和冷却风出口管与S形空腔回路18连通。其中，垃圾焚烧炉按照垃圾处理进程通常分为干燥段、燃烧段和燃尽段，本发明不对此进行详细描述。

如图1和图2所示，具体地，空冷炉墙4与前拱水冷壁1、后拱水冷壁2、侧墙水冷壁3、炉排片20以及炉排片落差处浇注料21共同形成垃圾焚烧炉的密闭炉膛空间，其中，空冷炉墙4与侧墙水冷壁3之间通过膨胀节5连接便于空冷炉墙4受热后的膨胀余量释放。空冷炉墙4的内壁与炉排片20的侧面紧贴，为了延缓磨损，在空冷炉墙4的内壁与炉排片20侧面直接接触的地方敷设耐磨板22。

如图3所示，本发明中的空冷炉墙5包括五层并且由外到内依次为外侧耐火砖层10、硅酸铝纤维毡层11、轻质隔热浇注料层12、空冷层14和内侧耐火砖层16，空冷层14由镶嵌在轻质隔热浇注料层12与内侧耐火砖层16之间的隔墙来形成S形空腔回路18，空冷层14两侧的各层通过V型抓钉13固定。其中，内侧耐火砖层16需要耐受更高的温度，例如可以选用SIC耐火砖；外侧耐火砖层的耐受温度低一些，例如可以选用B-1耐火砖。

S形空腔回路18的结构具体如图4所示，其通过隔墙长度和布置方向的调整实现S形空腔回路的设置，S型空腔回路18的设置可使得空冷炉墙4得到加固，避免拱包和坍塌，还可以使得通入的冷却空气流动更均匀且降温效果更好。

此外，优选地在每层耐火砖层和轻质隔热注料层的适当位置设置有膨胀缝并在膨胀缝中填塞有陶瓷纤维绳，便于各部分受热后具有一定的膨胀余量，避免拱包和坍塌。

如图2和图3所示，空冷炉墙4通过V型抓钉13固定在外墙板9上，外墙板9上焊接双拼支撑件27，双拼支撑件27固定在立柱28上；整个空冷炉墙4支撑在倾斜的H型支撑件23上，H型支撑件23上固定有与炉排片20相连的炉排轴支座24及炉排轴25，炉排轴支座24通过罩壳26与空冷炉墙4隔离，罩壳26的一侧开有供炉排轴25穿过的圆形孔。其中，上述隔墙15、外墙板9、双拼支撑件27、H型支撑件23和罩壳26等均可以为钢制件。

如图1所示，本发明的垃圾焚烧炉炉墙冷却风系统则包括空冷炉墙4、冷却风引风机30、一次风机31和一次风预热器32，空冷炉墙4的冷却风入口管5与冷却风源连通且冷却风出口管与冷却风引风机30的入口管相连，冷却风引风机30的出口管依次通过一次风机31和一次风预热器32与垃圾焚烧炉中炉排片20下方的风斗29相连。其中，冷却风源通常是来自外界环境的空气。

由此，来自外界环境的空气作为冷却风从冷却风入口管6进入空冷炉墙4的空冷层14，流过S型空腔回路18对炉墙进行冷却后，通过冷却引风机30从冷却风出口管(7、8)引出通过一次风机31送入一次风预热器32，经一次风预热器32预热后进入炉排片20下方的风斗29，通过炉排片20上的开孔进入炉膛中。

其中，冷却风的量与冷却风的温升有关，例如，当冷却风温升为30℃时，冷却风的量约为1600Nm³/h，当冷却风温升为80℃时，冷却风的量约为600Nm³/h，当冷却风温升为130℃时，冷却风的量约为370Nm³/h。优选地，在空冷炉墙中的温度最高处设置温度传感器19，用于实时监测炉膛温度并传输给垃圾焚烧炉的自动控制系统(ACC系统)，自动控制系统根据实测温度与设定温度的对比反馈调节所需冷却风量。

进一步优选地，一次风机31的入口管还与垃圾坑空气源相连，由此从冷却风出口管(7、8)引出的热空气会与来自垃圾坑上方的空气汇合后再经过预热后进入炉膛中，能够同时实现对垃圾空气的处理。

基于上述两部分结构，本发明还提供了一种垃圾焚烧炉，该垃圾焚烧炉包括上述垃圾焚烧炉空冷炉墙或者包括上述垃圾焚烧炉空冷炉墙和垃圾焚烧炉炉墙冷却风系统。

也即，本发明的空冷炉墙中的空冷层避免采用大面积空腔形式，而采用S型空腔回路，S型空腔回路通过镶嵌在空冷层两侧耐火砖(浇注料)中的隔墙来实现。空冷层靠近空冷炉墙内侧，冷却风从燃烧段温度最高处通入空冷层并在空冷层中按照S形路径流动，对空冷炉墙冷却后从干燥段前部和燃烬段后部的出口流出。流出的热空气送入一次风回路，经预热器预热后进入炉排下方的风斗并送入炉膛，进而实现热量的循环利用。空冷炉墙内设置的温度测点可根据反馈的炉墙温度实时调节冷却风量，进而保证空冷炉墙的温度保持在一个合理范围内，避免空冷炉墙温度过高结焦。

综上所述，本发明与不采用空冷结构相比，可以使得炉膛内侧耐火砖层的温降由5℃左右增大到60℃左右，使得炉墙外壁的温度由100℃以上降低到50℃以下，有效地解决了炉膛超温结焦问题以及炉墙外壁温度过高问题，减少因为结焦引起的非停，提高垃圾焚烧炉的效率；同时本发明空冷炉墙通过S形回路的隔墙加固、V型抓钉固定、双拼支撑件加筋作用，使得炉墙更坚固，在一定程度上解决了炉墙拱包、脱落、倒塌的问题。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。