田亚宾 任大陆
中国电建集团河南工程有限公司 河南省郑州市 450000
摘要：近些年，我国的城市建设规模逐渐扩大，城市建设力度加强，城市人口数量和企业数量也逐渐增多，随之而来的生产生活垃圾越来越多，城市垃圾日均增长量已经达到800t，而当前的城市垃圾处理设备无法满足城市垃圾处理需求，需要进一步改造。基于此，本文就城市垃圾发电锅炉技术特性展开研究，首先阐述了垃圾发电锅炉基本情况，其次对其技术进行了分析，以期能够为设备改造提供参考。
关键词：城市垃圾；垃圾发电；锅炉技术
随着社会经济的迅速发展，垃圾问题越发严重，城市垃圾处理问题已经城市当前重要的环保问题。城市垃圾处理和能源回收发电、供热等技术近些年发展迅速，已经成为发达国家的重要环保产业之一。就全球技术发展而言，垃圾处理的最合理方式就在于焚烧回收发电、供热，而该方式的实施重要设备就是垃圾焚烧锅炉，我国的垃圾焚烧锅炉技术在综合了国内外锅炉设计和经验基础上实现了自主研发，与我国的垃圾处理情况更相符，运行更安全、可靠。
一、垃圾发电锅炉基本情况
我国的垃圾发电锅炉主要用于处理工业和城市生活类垃圾，日均处理量为200t，发热值不低于1000kcal/kg，采用挑推式往复炉排，燃料主要为柴油。主蒸汽流量、压力、温度分别为11t/h、3.9MPa、400℃，锅筒压力为4.3MPa，给水、热风、排烟温度分布为105℃、250℃、180℃。锅炉效率设计为72.5%。
垃圾焚烧发电锅炉日处理垃圾为200t，可以用于生活垃圾和焚烧垃圾的处理，并回收利用余热。垃圾锅炉包括焚烧、余热回收两部分，其中焚烧部分包括炉排、燃烧室，主要采用的是挑推式往复炉排，而余热回收部分包括炉膛、水平和垂直两个烟道。如图1所示。此外，除本体锅炉外还配置了烟气净化系统[1]。
炉排上燃烧的垃圾在燃烧后会产生烟气，烟气从炉膛通过水平烟道以及凝渣管流入进尾部烟道中，再向下通过省煤器、空气预热器流入到净化设施中，将二氧化硫等酸性物质去除后从引风机在流入到烟囱中，最终排入到外界空气内。锅炉给水从省煤器流入到锅筒中，之后与下降管和水冷壁形成循环回路进而实现自然循环，其所产生的整齐从锅筒顶端进入到过热器中吸取热量，为蒸汽轮机提供热量动力。为了能够使垃圾焚烧炉烟气排放污染得到有效控制，本研究重点对二噁英等物质排放控制进行了研究，从燃烧机理设置科学参数继而遏制二噁英等物质生产，并采用活性炭吸收处理有毒物质。对此，需要采用绝热燃烧室，并设置前后共，使垃圾能够保持温度，并保证烟气停留时间。同时在炉排下通过分段供奉保证烟气中氧量，充分燃烧，控制有毒物质产生。
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图1 垃圾焚烧发电锅炉
二、垃圾发电锅炉技术分析
（一）焚烧
1.炉排。垃圾发电锅炉使用挑推式往复炉排是为了在焚烧中使垃圾可以均匀移动，并翻转搅拌垃圾，提高透气性，充分燃烧，提高垃圾处理效率。该炉排包括定炉、动炉、梁、架、传动机构等部分。定炉排组中包括了多个定炉排，固定在梁上，相邻定炉排组间设置了动炉排阻，下部滑槽和梁上导向滑到吻合安装，各动炉排阻两遍下部都装设了齿条，并设置了托滚和传动齿轮轴，各组传动轴两边利用轴承座将其固定在炉排架上，其中一边设置了被动齿轮和齿条，齿条反复运动会带动炉排沿着固定家督、距离实现往复挑推式运动。反复运动可以完全搅拌垃圾，且能够在移动中实现不停翻转，进而在干燥和焚烧垃圾时能够充分接触烟气、热风，进而实现迅速干燥、完全燃烧[2-4]。
2.燃烧室。锅炉燃料为低热值垃圾，为了提高燃烧效率和稳定性，燃烧室采取了绝热形式，并配置了前后拱。
（二）余热回收
余热回收是利用炉膛和烟道布置的受热面吸收焚烧产生的热能，其产生的压力和温度整齐可以用于发电。该系统中包括炉膛、空气预热器、锅筒、管道、附件、过热器等部分。受压元件设计与《锅炉受压元件前度计算标准》等规定相符，确保了锅炉性能稳定可靠，结构也科学合理。
1.炉膛。炉膛周边由管子组成了水冷壁，材料是20G，前墙的水冷壁顶管调度倾斜30°，炉外拉稀后直接进入到锅筒中，后墙水冷壁管出口是凝渣管束，之后进到锅筒中。两遍墙的水冷壁与侧水冷壁集箱汇入，之后进入到锅筒。
2.锅筒。筒身和封头都是由20g钢板制作的，封头两边开孔，可以用于装配检修。筒内设置了汽水分离器，其中包括了一次分离、二次分离两个元件，其中一次包括了旋风分离器、波形板分离器，二次包括了气孔板、百叶窗。可以充分分离汽水。为了能够提高蒸汽质量，锅筒中也设置了排污口和加药接口。为了能够增强安全性，锅筒配有安全阀，并排至了压力表、水位控制接口等。
3.过热器。锅炉对流过热器属于双级设置，管子采取顺列排列方式，材质分为12Cr1MoV以及20G两种。过热器间设置了减温器，对锅炉出口的整齐温度进行调节，以满足参数要求。喷水减温器采用的是套管端部喷水构造，其长度可以充分混合雾化水、高温整齐，进而实现汽温调节作用。
4.省煤器用来洗手烟道中烟气的热量，使锅炉热效率能够得到提升。锅炉尾端部位配置了省煤器，采用蛇形管进行错列排放，其材质选择的是20G。
5.空气预热器位于尾部烟道位置，采用的管式，主体分成两部分，两部分之间预留了检修空间。其装置可以将冷风加热成温度，温度从20℃提升到250℃。
6.管道和附件。锅炉管道和附件的设置需要根据锅炉本体中的热力系统进行设置，其是按照运行所需的汽水接口以及公称压力、连接尺寸、阀门仪表等设置的。
结束语：
综上所述，本研究设计的垃圾发电锅炉主要用来处理城市生活垃圾，可以解决城市垃圾问题，体现环保理念。该锅炉中所用的技术是在国内外同类型锅炉设计和应用经验基础上进行自主研发设计的，其是基于环保性与当前先进工艺结合起来，使产品结构更加合理，运行也更加安全、可靠，发展前景更为广阔。
参考文献：
[1]浅谈垃圾发电厂垃圾焚烧锅炉改造经济分析[J].沈家远.建筑工程技术与设计,2018,000(030):3727.
[2]城市生活垃圾焚烧发电厂锅炉安装技术探讨[J].翟志君.城市周刊,2019,000(014):P.61-61.
[3]垃圾焚烧中二恶英的形成和控制[J]. 沈伯雄,姚强.??电站系统工程.?2002(05)
[4]垃圾焚烧炉拱的结构设计及数值模拟[J]. 刘效洲,余战英,蒋宏利,惠世恩,徐通模.??动力工程.?2002(04)