大型垃圾焚烧炉二次风的风管布置

438 编辑：中冶有色技术网来源：广州环投设计研究院有限公司

2023-12-28 11:10:10

权利要求书： 1.一种大型垃圾焚烧炉二次风的风管布置，它包括垃圾焚烧炉的前墙和后墙，风管，喷管，其特征是在前墙、后墙、前墙的前拱、后墙的后拱上都分别独立安装有二次风管，二次风管上安装有喷管，穿过前墙、后墙、前墙的前拱、后墙的后拱让喷口在墙内凸出，所述的前墙和后墙上都分别设置有上、下两排管径与喷射风速相等的喷管，两条相邻的喷管前后间距为1000mm；所述的前墙和后墙分前、后两段，在前墙和后墙的前段上，穿过前墙的喷管向前倾斜喷射，穿过后墙的喷管向后倾斜喷射；在前墙和后墙的后段上，穿过前墙的喷管向后倾斜喷射，穿过后墙的喷管向前倾斜喷射，使前墙和后墙的前段空间内形成旋转气流，在前墙和后墙的后段空间内形成与前段旋转气流旋转方向相反的旋转气流，所述的前墙的前拱和后墙的后拱分别都设置有一排喷管，前拱上喷管的管径与喷射风速大于后拱上喷管的管径与喷射风速，前拱上的喷管与垂直线之间形成的夹角小于后拱上喷管与垂直线之间形成的夹角，使前拱和后拱的之间的空间内形成旋转气流。

2.根据权利要求1所述的一种大型垃圾焚烧炉二次风的风管布置，其特征是所述的前墙和后墙上喷管的管径为114mm，喷射风速为60～80m/s，前拱上喷管的管径为89mm，喷射风速为35～55m/s，后拱上喷管的管径为76mm，喷射风速为20～37m/s。

3.根据权利要求1所述的一种大型垃圾焚烧炉二次风的风管布置，其特征是所述的前拱上喷管与垂直线之间形成的锐角是51°，后拱上喷管与垂直线之间形成的锐角是65°。

4.根据权利要求1所述的一种大型垃圾焚烧炉二次风的风管布置，其特征是所述前墙和后墙上、下两排喷管位置纵向错开，每排的管数为双数，前墙和后墙的前段与后段上喷管数分别是总喷管数的一半，所述前墙和后墙的喷管倾斜角为43°～82°，前墙的前、后两段的喷管倾斜角由外至内倾斜角依次由大至小，倾斜递减度数为5°～10°，后墙的前、后两段的喷管倾斜角由外至内倾斜角依次由小至大，倾斜递增度数为5°～10°，在前墙的前段与后墙的前段上对角线的喷管倾斜度相同，倾斜方向相反，在前墙的后段与后墙的后段上对角线的喷管倾斜度相同，倾斜方向相反。

5.根据权利要求4所述的一种大型垃圾焚烧炉二次风的风管布置，其特征是前墙上每排喷管数为六条，上、下两排共十二条喷管，前墙的前、后两段分别由外至内六条喷管倾斜角依次为82°、72°、63°、55°、48°、43°。

说明书：一种大型垃圾焚烧炉二次风的风管布置技术领域[0001] 本实用新型涉及一种大型垃圾焚烧炉二次风的风管布置，用于城市生活垃圾焚烧处理。背景技术[0002] 随着我国经济的高速发展和物质水平提高，“垃圾围城”是大多数国内城市所面临的难题，若不进行有效处置，将会对环境造成严重污染。垃圾焚烧发电以其“减量化、资源化、无害化”的特点成为了现在城市垃圾处理的主流选择，其中机械炉排炉是垃圾焚烧领域应用面最大、技术更成熟的炉型。该焚烧炉具有技术完善、容量大和适应性强等特点，更适合中国垃圾热值低和水分高的特性。合理设计和优化二次风布置对提高焚烧炉的燃烧性能、水冷壁防腐蚀能力和降低污染物的排放具有重要意义。发明内容[0003] 本实用新型的目的提供一种大型垃圾焚烧炉二次风的风管布置，通过对800t/d生活垃圾焚烧炉配风方式进行数值模拟，分析其流场和温度场特性，合理设计二次风管数量、排数、速度、位置和角度等，从而使焚烧炉内达到较好的燃烧效果、较强的防高温腐蚀能力和较低的污染物排放等效果。[0004] 本实用新型的技术解决方案是在前墙和后墙，风管，喷管的基础上，特点是在前墙、后墙、前墙的前拱、后墙的后拱上都分别独立安装有二次风管，二次风管上安装有喷管穿过前墙、后墙、前墙的前拱、后墙的后拱让喷口在墙内凸出，所述的前墙和后墙上都分别设置有上、下两排管径与喷射风速相等的喷管，两条相邻的喷管前后间距为1000mm；所述的前墙和后墙分前、后两段，在前墙和后墙的前段上，穿过前墙的喷管向前倾斜喷射，穿过后墙的喷管向后倾斜喷射；在前墙和后墙的后段上，穿过前墙的喷管向后倾斜喷射，穿过后墙的喷管向前倾斜喷射，使前墙和后墙的前段空间内形成旋转气流，在前墙和后墙的后段空间内形成与前段旋转气流旋转方向相反的旋转气流，所述的前墙的前拱和后墙的后拱分别都设置有一排喷管，前拱上喷管的管径与喷射风速大于后拱上喷管的管径与喷射风速，前拱上的喷管与垂直线之间形成的夹角小于后拱上喷管与垂直线之间形成的夹角，使前拱和后拱的之间的空间内形成旋转气流。[0005] 以上所述的前墙和后墙上喷管的管径为114mm，喷射风速为60～80m/s，前拱上喷管的管径为89mm，喷射风速为35～55m/s，后拱上喷管的管径为76mm，喷射风速为20～37m/s。[0006] 本实用新型所述的前拱上喷管与垂直线之间形成的锐角是51°，后拱上喷管与垂直线之间形成的锐角是65°。[0007] 本实用新型所述前墙和后墙上、下两排喷管位置纵向错开，每排的管数为双数，前墙和后墙的前段与后段上喷管数分别是总喷管数的一半，所述前墙和后墙的喷管倾斜角为43°～82°，前墙的前、后两段的喷管倾斜角由外至内倾斜角依次由大至小，倾斜递减度数为

5°～10°，后墙的前、后两段的喷管倾斜角由外至内倾斜角依次由小至大，倾斜递增度数为

5°～10°，在前墙的前段与后墙的前段上对角线的喷管倾斜度相同，倾斜方向相反，在前墙的后段与后墙的后段上对角线的喷管倾斜度相同，倾斜方向相反。

[0008] 以上所述前墙上每排喷管数为六条，上、下两排共十二条喷管，前墙的前、后两段分别由外至内六条喷管倾斜角依次为82°、72°、63°、55°、48°、43°。[0009] 本实用新型的工作原理是通过焚烧炉在不同工况条件下的燃烧状况进行分析，得出燃烧效果较为良好的二次风管道布置方案。[0010] 1、前后墙设置二次风管对冲，在截面处能较好形成双切圆形态，增强扰动，提高了与氧气混合的能力，促进挥发分充分燃烧。此外将前后墙二次风管双层布置，可以提高切圆的完整度，有利于将高温烟气集中在烟道中心，较好的保护水冷壁，避免高温贴墙现象。[0011] 2、前后拱二次风喷管角度分别布置为51°和65°，在炉膛中可以形成较为完整的涡旋，炉膛内高温烟气回流增强，挥发分与氧气混合更均匀，停留时间延长，更有利于垃圾的充分燃烧，同时NOx的生成量减少。[0012] 3、前后墙各设置12根二次风管对冲，保证二次风管合理的风速，切圆形态较好，烟气混合均匀，更有利于垃圾的燃烧。若管数增加，风速降低，削弱烟气的混合，不利于垃圾的燃烬。若管数减少，风速增加，不利于延长炉膛烟气停留时间，从而对SNCR脱硝效果有一定影响。[0013] 垃圾从第一级炉排入口到第二级中部，通过与前后拱和烟气的辐射换热，以及底部一次风的加热进行垃圾的干燥过程。从第二级炉排中部起，垃圾的干燥阶段基本完成，挥发分开始析出。挥发分的主要成分为碳氢化合物、CO、CO2、H2、O2等，这些气体与透过垃圾床层的一次风以及前后拱二次风进行混合燃烧，在第二级到第三级炉排上方形成一个高温燃烧区域，温度约为1200K～1500K。前后拱二次风口喷出的二次风在燃烧室内形成强烈扰动，同时在卷吸作用下在前后拱形成明显的涡旋回流区域，使可燃气体和氧气混合更加充分，改善燃烧状况，延长烟气在炉膛内停留的时间。烟气随着前后拱二次风的涡旋回流以及一次风向上的趋势，围绕炉膛中心做螺旋上升运动。同时高温燃烧区域随着烟气而移动，前后墙的二次风喷入带来新的氧气，使烟气中未燃尽的可燃气体可以二次燃烧。随后高温烟气在充分燃烧后进入第一烟道。[0014] 本实用新型的优点是提高焚烧炉的燃烧性能、水冷壁防腐蚀能力和降低污染物的排放。附图说明[0015] 图1是本实用新型整体结构示意图；[0016] 图2是本实用新型前墙和后墙的风管和喷管在图1中俯视结构示意图；[0017] 图3是本实用新型前拱和后拱的风管和喷管在图1中俯视结构示意图；[0018] 图4是本实用新型前墙的风管和喷管侧视结构示意图；[0019] 图5是本实用新型后墙的风管和喷管侧视结构示意图。具体实施方式[0020] 根据图1、图2、图3、图4、图5所示，本实用新型用于垃圾焚烧炉前墙5和后墙6的二次风的风管1、2、3、4进行喷管9、10、11、12的喷射气流布局，特点是在前墙5、后墙6、前墙的前拱7、后墙的后拱8上都分别依次独立安装有风管1、2、3、4，所述的前拱7、后拱8是分别指前墙5、后墙6各自底部向外转折部位，二次风管上安装有喷管穿过前墙、后墙、前墙的前拱、后墙的后拱让喷口在墙内凸出，所述的前墙5和后墙6上都分别设置有上、下两排管径与喷射风速相等，并且前墙5上层的喷管9数量和位置与后墙6上层的喷管11相对，前墙5下层的喷管10数量和位置与后墙6下层的喷管12相对，两条相邻的喷管前后间距为1000mm；，所述的前墙5和后墙6分前、后两段，在前墙和后墙的前段上，穿过前墙的喷管向前倾斜喷射，穿过后墙的喷管向后倾斜喷射；在前墙5和后墙6的后段上，穿过前墙的喷管向后倾斜喷射，穿过后墙的喷管向前倾斜喷射，使前墙和后墙的前段空间内形成左、右旋转气流，在前墙5和后墙6的后段空间内形成右、左旋转气流，所述的前墙的前拱和后墙的后拱分别都设置有一排喷管，前拱上喷管的管径与喷射风速大于后拱上喷管的管径与喷射风速，前拱上的喷管与垂直线之间形成的夹角小于后拱上喷管与垂直线之间形成的夹角，使前拱和后拱的之间的空间内形成上、下旋转气流。所述的前墙和后墙上喷管的管径为114mm，喷射风速为60～80m/s，前拱上喷管的管径为89mm，喷射风速为35～55m/s，后拱上喷管的管径为76mm，喷射风速为20～37m/s。

[0021] 所述前拱上喷管与垂直线之间形成的锐角是51°，后拱上喷管与垂直线之间形成的锐角是65°。[0022] 所述前墙和后墙上、下两排喷管位置纵向错开，每排的管数为双数，前墙和后墙的前段与后段上喷管数分别是总喷管数的一半，所述前墙和后墙的喷管倾斜角为43°～82°，前墙的前、后两段的喷管倾斜角由外至内倾斜角依次由大至小，倾斜递减度数为5°～10°范围内的一个整数，后墙的前、后两段的喷管倾斜角由外至内倾斜角依次由小至大，倾斜递增度数为5°～10°范围内的一个整数，在前墙的前段与后墙的前段上对角线的喷管倾斜度相同，倾斜方向相反，在前墙的后段与后墙的后段上对角线的喷管倾斜度相同，倾斜方向相反。所述前墙上每排喷管数为六条，上、下两排共十二条喷管，前墙的前、后两段分别由外至内六条喷管倾斜角依次为82°、72°、63°、55°、48°、43°。