本發(fā)明涉及一種燃燒垃圾并利用余熱發(fā)電的焚化設(shè)備，尤其是對大型垃圾焚燒來說能優(yōu)化燃燒和簡化爐膛結(jié)構(gòu)的無后拱順流設(shè)備。

背景技術(shù)：

隨著國民經(jīng)濟(jì)及城市建設(shè)的發(fā)展，垃圾產(chǎn)生量越來越多，土地資源越來越緊張。根據(jù)國家環(huán)保部預(yù)測，垃圾量在2015年和2020年將達(dá)到1.79、2.1億噸，使得垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)成為許多城市解決垃圾出路的新趨勢和新熱點(diǎn)。垃圾焚燒法可以使垃圾減容90％、減量70％-80％,使所占用的土地面積大為減少,符合減量化的要求；垃圾焚燒余熱還可供熱、發(fā)電，可實(shí)現(xiàn)資源化的目的。

中國各地區(qū)甚至是沿海發(fā)達(dá)城市所產(chǎn)生的垃圾中廚余垃圾多，熱值低、水分高、灰分大、成分復(fù)雜。根據(jù)近年來對全國垃圾焚燒廠調(diào)查數(shù)據(jù)分析，國內(nèi)焚燒爐有2/3以上的燃燒不正常。另外在爐膛設(shè)計(jì)方面，由于缺乏對中國低熱值、高水分、高灰分的垃圾特點(diǎn)的認(rèn)識，爐膛的容積熱負(fù)荷和爐排面積熱負(fù)荷設(shè)計(jì)方面缺乏經(jīng)驗(yàn)，對爐膛的前拱和后拱的輻射和對流傳熱考慮不足，使得爐膛內(nèi)火焰充滿度較差，爐膛內(nèi)整體溫度不高，對于低熱值的濕垃圾尤其明顯，不得不加較多的煤或油輔助燃燒。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種垃圾焚燒爐無后拱順流設(shè)備，由此達(dá)到處理中國低熱值、高水分、高灰分垃圾并發(fā)電的目的，或是對現(xiàn)有的爐膛結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡化達(dá)到優(yōu)化爐膛內(nèi)焚燒處理中國垃圾并發(fā)電的目的。

本發(fā)明技術(shù)解決方案是包括第一煙道9,其特別在于還包括有爐膛7，所述爐膛(7)包括前拱(5)、前拱下集箱(6)、后墻(8)，所述爐膛的前拱(5)上部的水冷壁鰭片設(shè)有至少一個(gè)的上層二次風(fēng)噴嘴(3)及至少一個(gè)的下層二次風(fēng)噴嘴(4)，各層二次風(fēng)噴嘴的進(jìn)風(fēng)口各連通有二次風(fēng)管(1)，所述的各層二次風(fēng)噴嘴與二次風(fēng)管(1)連接處設(shè)置有二次風(fēng)門(2)。

所述的上層二次風(fēng)噴嘴(3)所在水平截面與前拱下集箱(6)垂直距離為1.6m～1.8m，下層二次風(fēng)噴嘴(4)所在水平截面與前拱下集箱(6)垂直距離為1.0m～1.3m。

所述前拱的上下兩層二次風(fēng)噴嘴，每層有6個(gè)噴嘴，依次分別間隔布置在前拱上，兩層共有12個(gè)二次風(fēng)噴嘴。

所述的前拱(5)的傾斜角β為10～20°，上層二次風(fēng)噴嘴(3)入噴角度α1為50°～60°，下層二次風(fēng)噴嘴(4)入噴角度α2為40°～50°。

所述的各層二次風(fēng)噴嘴的射流速度相同，均為70～90m/s，二次風(fēng)均以冷風(fēng)供入。

下層二次風(fēng)風(fēng)量與上層二次風(fēng)風(fēng)量之比為16:1，射流速度相同均為70～90m/s，二次風(fēng)均以冷風(fēng)供入。

所述兩層二次風(fēng)噴嘴的入射角度之間相差10°為佳。

當(dāng)燃燒處理熱值較低、水份較高的垃圾時(shí)，垃圾干燥和著火需要更多的能量，這時(shí)應(yīng)投入位于前拱的下層二次風(fēng)噴嘴，反之，當(dāng)燃燒處理垃圾的熱值較高、水份較低時(shí)應(yīng)投入位于前拱的上層二次風(fēng)噴嘴。

本發(fā)明的有益效果是：

1、無后拱順流的爐膛結(jié)構(gòu)是基于對中國低熱值、高水分、高灰分的垃圾特點(diǎn)的認(rèn)識，通過設(shè)計(jì)計(jì)算爐膛的容積熱負(fù)荷和爐排面積熱負(fù)荷，并對爐膛內(nèi)輻射和對流傳熱深入研究，得到的新型爐型，這種新型爐型結(jié)構(gòu)使得爐膛內(nèi)火焰既充滿爐膛空間又不會直接沖刷爐膛壁面，對于燃用低熱值的濕垃圾尤其明顯，而且不需要加較多的煤或油輔助燃燒。

2、前拱布置有兩層二次風(fēng)噴嘴，非常適合中國復(fù)雜多變的城市垃圾特點(diǎn)，根據(jù)不同類型的垃圾特性選擇性使用前拱的兩層二次風(fēng)噴嘴，達(dá)到最佳的焚燒處理垃圾效果并實(shí)現(xiàn)利用余熱供暖發(fā)電的目的。

3、前拱布置的二次風(fēng)噴嘴的射流在爐膛內(nèi)形成良好的空氣動(dòng)力場以利氣相燃燒，同時(shí)延長粒子在爐膛內(nèi)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間以使?fàn)t膛空間得到充分利用，形成良好的混合條件并適當(dāng)?shù)亟档腿紵郎囟?，最大限度地抑制熱力合成NOx的生成。

本發(fā)明技術(shù)手段簡便易行，不僅具備以上優(yōu)點(diǎn)，而且無后拱順流的爐膛結(jié)構(gòu)形式，在二次風(fēng)高速氣流的配合下，使燃燒高溫區(qū)的熱煙氣從爐膛后方卷吸到爐膛前方以使垃圾干燥并著火；同時(shí)在燃盡段處創(chuàng)建富氧氣氛強(qiáng)化該處的輻射熱流以使?fàn)t渣中的可燃物燃燼。

國內(nèi)常見爐型通過比較長的后拱結(jié)構(gòu)將煙氣引導(dǎo)至爐排前部；無后拱爐膛結(jié)構(gòu)通過高速的二次風(fēng)(速度80m/s)，使煙氣在爐膛內(nèi)產(chǎn)生湍流，充分紊亂混合后形成均勻的溫度場和速度場，可充分提高燃燒效率，保證足夠的煙氣停留時(shí)間，避免局部高溫腐蝕。

附圖說明

圖1為本發(fā)明垃圾焚燒爐無后拱順流設(shè)備；

圖2為本發(fā)明的俯視圖；

圖3為本發(fā)明的左視圖；

圖4為本發(fā)明的前拱下層二次風(fēng)噴嘴速度矢量圖。

圖中：1二次風(fēng)管，2二次風(fēng)門，3上層二次風(fēng)噴嘴，4下層二次風(fēng)噴嘴，5前拱，6前拱下集箱，7爐膛，8后墻，9第一煙道，10喉口上層二次風(fēng)噴嘴，11喉口下層二次風(fēng)噴嘴，12焚燒爐兩側(cè)墻，13垃圾進(jìn)料斗，14進(jìn)料擋板，15水冷斜槽，16推料器，17灰斗，18爐排，19出渣機(jī)。

具體實(shí)施方式

下面對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

實(shí)施例1

如圖1所示，在現(xiàn)有基礎(chǔ)的焚燒爐兩側(cè)墻12，垃圾進(jìn)料斗13，進(jìn)料擋板14，水冷斜槽15，推料器16，灰斗17，爐排18，出渣機(jī)19基礎(chǔ)上，本發(fā)明特別是有煙道9，在煙道9下方有爐膛7，爐膛7一側(cè)邊是后墻8，爐膛7內(nèi)有前供5及前供下集箱6，所述前供9上部的水冷壁鰭片設(shè)有至少一個(gè)的上層二次風(fēng)噴嘴3和喉口上層二次風(fēng)噴嘴10，及至少一個(gè)的下層二次風(fēng)噴嘴4，和喉口下層二次風(fēng)噴嘴11各層二次風(fēng)噴嘴的進(jìn)風(fēng)口各連通有二次風(fēng)管(1)所述的各層風(fēng)噴嘴與二次風(fēng)管(1)連接處設(shè)置有二次風(fēng)門(2)。

實(shí)施例2

同實(shí)施例1相同，只是所述的上層二次風(fēng)噴嘴3所在水平截面與前拱下集箱6垂直距離為1.6m～1.8m，下層二次風(fēng)噴嘴4所在水平截面與前拱下集箱6垂直距離為1.0m～1.3m。

實(shí)施例3

同實(shí)施例1相同，只是所述前拱的上下兩層二次風(fēng)噴嘴，每層有6個(gè)噴嘴，依次分別間隔布置在前拱上，兩層共有12個(gè)二次風(fēng)噴嘴。

實(shí)施例4

與實(shí)施例1相同，只是前拱5的傾斜角β為20°，上層二次風(fēng)噴嘴3入噴角度α1為60°，下層二次風(fēng)噴嘴4入噴角度α2為50°。

實(shí)施例5

與實(shí)施例1相同，只是前拱5的傾斜角β為10°，上層二次風(fēng)噴嘴3入噴角度α1為50°，下層二次風(fēng)噴嘴4入噴角度α2為40°。

實(shí)施例6

與實(shí)施例1相同，只是前拱5的傾斜角β為15°，上層二次風(fēng)噴嘴3入噴角度α1為55°，下層二次風(fēng)噴嘴4入噴角度α2為45°。

實(shí)施例7

與實(shí)施例1相同，只是各層二次風(fēng)噴嘴的射流速度相同，均為70～90m/s，二次風(fēng)均以冷風(fēng)供入。

實(shí)施例8

如圖2所示，與實(shí)施例1相同，只是每層二次風(fēng)噴嘴數(shù)量是6個(gè)，依次分別間隔布置在前拱5上。噴嘴之間的距離可以根據(jù)實(shí)際具體情況確定。上下兩層二次風(fēng)噴嘴采用相同的的管材和管徑，噴嘴設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)風(fēng)量和風(fēng)速的要求選用合適的噴嘴管材和管徑。

二次風(fēng)管1接到二次風(fēng)箱上圖中未示出，二次風(fēng)均以冷風(fēng)供入，二次風(fēng)量占總風(fēng)量的30％左右，每層二次風(fēng)量由對應(yīng)的二次風(fēng)門2控制。

根據(jù)垃圾焚燒爐設(shè)計(jì)參數(shù)，通過熱力計(jì)算和模擬計(jì)算，得到表1所示的結(jié)果。在燃用低熱值、高水分、高灰分垃圾時(shí)，使用下層二次風(fēng)噴嘴，如圖3所示。結(jié)果表明，無后拱順流的焚燒爐結(jié)構(gòu)中，采用合適的二次風(fēng)量和風(fēng)速、二次風(fēng)噴入角度時(shí)，爐膛7內(nèi)形成紊流狀態(tài)，如圖4所示，有很高的燃燒效率，使垃圾中的可燃物燃燒殆盡；爐膛7內(nèi)均衡的溫度和熱負(fù)荷降低了高溫腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)，最大限度地抑制熱力合成NO_X的生成。

表1