一种用在垃圾焚烧锅炉上的过热器

本发明涉及余热锅炉利用，具体涉及一种用在垃圾焚烧锅炉上的过热器。

背景技术：

1、随着我国城市化进程的加快，城市垃圾快速增长与土地资源紧缺的矛盾日益明显，垃圾焚烧作为集中处理生活垃圾的有效途径之一，已成为大城市垃圾无害化、资源化、减量化处理最佳的选择。

2、在垃圾焚烧腐蚀结焦特性方面，国内外研究发现垃圾焚烧产生的烟气中包含hcl、so2、h2s等腐蚀性气体，以及大量的低熔点碱金属(na、k)盐颗粒，容易在受热面上沉积，从而引发高温腐蚀、积灰和结焦等问题。腐蚀程度与受热面管壁温度相关，见图1(高温腐蚀曲线)，当管壁温度超过400℃后腐蚀速度加快，当管壁温度超过480℃后腐蚀速度呈指数上升。随着锅炉参数的不断提高，垃圾焚烧炉锅炉受热面的腐蚀结焦现象越来越严重，经常造成受热面爆管。所以垃圾发电汽轮机主蒸汽温度一直处于中温的水平，大多数在400～450℃，低于常规燃煤火电机组。

3、因此，我国主流的垃圾焚烧电厂基本都采用中温中压(4.0mpa、400℃)的锅炉蒸汽参数，发电效率一般在20％～22％，约为常规燃煤电厂的一半。目前国内生活垃圾焚烧电厂的收益主要来源于垃圾处理补贴费收入和发电上网售电收入，其中发电上网约占垃圾焚烧主要收入的75％。

4、由于近几年随着垃圾焚烧电厂的高速发展，其竞争日渐激烈，以及可再生能源电价补助政策的变化等迫使垃圾焚烧电厂在保证环保效果的前提下，进一步提高发电收益。国内的一些大型焚烧发电项目都纷纷提高了锅炉蒸汽参数，采用中温次高压(6.4mpa、450℃)参数，发电效率能达到25％。在主蒸汽参数提高能力受限的情况下，国内垃圾焚烧发电厂甚至开始采用再热循环方式，尝试设置炉内或炉外再热器，采用中温超高压(13mpa、450℃)参数，可大幅提高发电机组的热效率，发电效率能达到30％。

5、目前再热方式有炉外再热和炉内再热两种，从使用情况来看，无论是设置炉内再热器还是炉外再热器，锅炉蒸汽参数只提高了压力参数，从中压、次高压提升到了超高压，但温度参数仅仅极少数项目从450℃提升到了485℃。而且还采用碳钢+inconel625复合管、热喷涂、堆焊等方法来抑制或延缓腐蚀，提升材质抗腐蚀能力，但仍然存在成本高昂、堆焊稀释率较高等问题，导致换热器高温防腐蚀性能下降；同时，蒸汽温度的提高导致过热器温压降低，过热器面积增加，同时为了提高材料的抗腐蚀性能需要选用耐热耐腐蚀的优质合金钢材料(13cr1movg等)，甚至在部分过热器采用镍基管或合金钢镍基堆焊技术来延长管壁的使用寿命，这些设计提高了设备投资成本。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用在垃圾焚烧锅炉上的过热器，对烟气中富含高碱颗粒物等有害物质的烟尘进行预脱除，以解决现有技术烟气中碱金属沉积对受热面腐蚀的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：一种用在垃圾焚烧锅炉上的过热器，设置在焚烧炉和余热锅炉之间，包括：腔体，其顶部设有烟气出口，其底部设有排灰口，其侧壁设有烟气进口；所述腔体侧壁的棱角位置为圆弧平滑过渡结构；进烟管，其设置在烟气进口处，所述进烟管与腔体相连，优选相切；第一换热管束，其设置在腔体的内部，所述第一换热管束两端的管口穿过腔体，位于腔体的外部；排烟管，其设置在腔体的烟气出口处，所述排烟管的一端与余热锅炉相连接，排烟管的另一端位于腔体的内部。

3、进一步的，所述腔体包括筒体和漏斗体，所述筒体设置在漏斗体的上方，两者一体成型；

4、所述烟气出口位于筒体的顶部，所述烟气进口位于筒体的侧壁；所述排灰口位于漏斗体的底部。

5、进一步的，所述进烟管处，其位于腔体外部的一端高于其位于腔体内部的一端。

6、进一步的，所述第一换热管束诶密排管或膜式壁管，呈螺旋向下的线圈结构，其螺旋方向与烟气进入到腔体内的气流方向一致。

7、进一步的，所述第一换热管束设置在腔体的内侧壁上。

8、进一步的，所述第一换热管束设置在腔体和进烟管之间的空间内，腔体的内侧壁和第一换热管束之间形成烟气通道。

9、进一步的，所述腔体的排灰口处设有集灰仓。

10、进一步的，所述集灰仓内设有第二换热管束，第二换热管束两端的管口穿过集灰仓，位于集灰仓的外部。

11、进一步的，所述集灰仓底部的卸灰口处设有卸灰阀。

12、进一步的，所述腔体的内侧壁以及第一换热管束和烟气接触的表面，喷涂防磨涂层。

13、本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：通过烟气进入腔体内发生的漩涡气流，在除尘的同时，对烟气中高碱颗粒物等有害物质进行预脱除，能够解决烟气中碱金属沉积对受热面腐蚀的问题。

14、采用该过热器并结合酸性气体脱除技术后，垃圾焚烧锅炉蒸汽压力可以提高至次高压6.4mpa以上，温度提高中温485℃以上，发电效率提高至25％以上，大大增加垃圾焚烧厂发电厂的效益。

技术特征：

1.一种用在垃圾焚烧锅炉上的过热器，设置在焚烧炉和余热锅炉之间，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的用在垃圾焚烧锅炉上的过热器，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的用在垃圾焚烧锅炉上的过热器，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的用在垃圾焚烧锅炉上的过热器，其特征在于，

5.根据权利要求1或4所述的用在垃圾焚烧锅炉上的过热器，其特征在于，

6.根据权利要求1或4所述的用在垃圾焚烧锅炉上的过热器，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的用在垃圾焚烧锅炉上的过热器，其特征在于，

8.根据权利要求7所述的用在垃圾焚烧锅炉上的过热器，其特征在于，

9.根据权利要求8所述的用在垃圾焚烧锅炉上的过热器，其特征在于，

10.根据权利要求1所述的用在垃圾焚烧锅炉上的过热器，其特征在于，

技术总结本发明公开了一种用在垃圾焚烧锅炉上的过热器，设置在焚烧炉和余热锅炉之间，包括：腔体，其顶部设有烟气出口，其底部设有排灰口，其侧壁设有烟气进口；所述腔体侧壁的棱角位置为圆弧平滑过渡结构；进烟管，其设置在烟气进口处，所述进烟管与腔体相连，优选相切；第一换热管束，其设置在腔体的内部，所述第一换热管束两端的管口穿过腔体，位于腔体的外部；排烟管，其设置在腔体的烟气出口处，所述排烟管的一端与余热锅炉相连接，排烟管的另一端位于腔体的内部。对烟气中富含高碱颗粒物等有害物质的烟尘进行预脱除，以解决现有技术烟气中碱金属沉积对余热锅炉受热面腐蚀的问题。技术研发人员：魏小林,程珩,赵京受保护的技术使用者：中国科学院力学研究所技术研发日：技术公布日：2024/4/29