一种余热综合利用的烟气自循环装置的制作方法

1.本实用新型属于焚烧炉设备领域，涉及一种余热综合利用的烟气自循环装置。


背景技术：

2.生活垃圾由于高水分、高灰分、低热值的特点，为保证焚烧彻底，焚烧时需要提高一次风温度，垃圾热值约低，一次风温度越高，一般炉排炉的一次风温度在200℃~220℃，北方寒冷地区冬季需要的一次风温度更高。
3.目前主流的一次风加热方法是用余热锅炉的汽包抽汽和汽轮机的一抽在空预器内给一次风加热升温，由于蒸汽品质较高，加热一次风时能源浪费情况较为严重，如需提高一次风温度，必须继续扩大空预器容量和增加抽汽量；另外北方冬季寒冷地区对焚烧炉一次风温度要求更高，现有一次风加热技术想要进一步提高一次风温度较为困难，如要进一步提高风温，能源浪费将会更加严重；干燥段一次风的主要作用是对入炉的新鲜垃圾进行干燥，只有表层极少部分垃圾可能会开始着火，而空气中的高浓度氧气无法被充分利用，导致焚烧炉过量空气系数虚高，提高排烟热损失、增加nox的生成。
4.目前与本发明相近的专利较少，绝大多数烟气再循环均利用循环烟气作为二次风从焚烧炉上部喷入（cn208382176u，cn110822446a），有相近的专利是用高温风机从引风机后抽取再循环烟气返回一次风灰斗内进行提温（cn110486728a），但是由于循环烟气温度较低（130~140℃）、且需要使用高温风机，加热效果不明显且成本较高；部分专利采用抽取余热锅炉中部烟气返回炉内作为二次风使用（cn209706057u）。本发明与以上各方案有明显的不同。


技术实现要素：

5.解决的技术问题：针对上述技术问题，本发明提供了一种余热综合利用的烟气自循环装置，采用自循环方法将余热锅炉内少量高温烟气烟气返回炉前，与干燥段一次风直接掺混提温，可以替代部分一次风使用量，以及降低空预器负荷，进一步可以减少炉内过量空气系数，从而解决生活垃圾焚烧过程中干燥段一次风的加热问题，经济、高效的提高干燥段一次风温度，同时带来的效益包括减少炉内过量空气系数、减少排烟热损失和降低炉内氮氧化物（nox）的生成。
6.技术方案：一种余热综合利用的烟气自循环装置，包括焚烧炉、一次风空预器、余热锅炉、螺旋输灰机、文丘里管和回流管道，所述焚烧炉内设有三段炉排，所述三段炉排从左往右依次为干燥段、燃烧段及燃烬段，三段炉排的下方设置有从左往右依序排列的干燥段灰斗、燃烧段灰斗及燃烬段灰斗，炉体的右下壁设有落渣井，且落渣井位于三段炉排的右侧；落渣井的底部设有捞渣机，所述焚烧炉的出烟口与余热锅炉连接，所述一次风空预器通过三根管道分别与干燥段灰斗、燃烧段灰斗及燃烬段灰斗连接，且三根管道上分别设有干燥段一次风机、燃烧段一次风机及燃烬段一次风机，所述螺旋输灰机上端与余热锅炉连通，下端通过疏灰管与落渣井连通，所述文丘里管设于一次风空预器与干燥段一次风机之间的
管道上，所述回流管道为v形管，所述v形管的一端通过管道与文丘里管的最窄缩口处连通，另一端通过烟气回流管道与余热锅炉连通，所述v形管中间的最低处通过回流管道疏灰管与落渣井连通。
7.进一步，所述炉体的左侧壁上设有进料口。
8.进一步，所述v形管的另一端通过烟气回流管道与余热锅炉连通，且该烟气回流管道伸入到余热锅炉的第二烟道内的下部。
9.进一步，所述v形烟道内折角度≤100
°
。
10.进一步，所述螺旋输灰机上端与余热锅炉的第二烟道下端或第三烟道下端连通。
11.进一步，所述焚烧炉的喉口处侧壁上设有二次风进风口。
12.有益效果：
13.1．系统简单、投资少。本实用新型可对现有主流一次风加热系统进行辅助升级，只需增加部分管道、文丘里管和疏灰系统，以及阀门、仪表等，无需增加单独耐高温风机，系统简单，投资节省；
14.2．自回流抽烟气口位于余热锅炉中部，回流烟气温度高（650~700℃），具有较高的一次风加热能力，可以根据需要使用阀门开度动态调节回流烟气量；
15.3．烟气回流加热一次风可以节省空预器中高品质的汽包抽汽和汽轮机一抽用量，替代使用较低品质的烟气显热，系统热经济性提高；
16.4．回流烟气可以替代部分新鲜空气用量，降低焚烧过量空气系数，减少排烟热损失，同时还可以降低炉内nox的生成，具有一举多得的效果。
附图说明
17.图1为焚烧炉炉内配风及燃烧过程示意图。
18.图中，1-一次风空预器；2-文丘里管；3-干燥段一次风机；4-干燥段灰斗；5-干燥段；6-燃烧段；7-燃尽段；8-落渣井；9-捞渣机；10-焚烧炉；11-二次风进风口；12-余热锅炉；13-螺旋输灰机；14-疏灰管；15-烟气回流管道；16-回流管道疏灰管；17-第一烟道；18-第二烟道；19-第三烟道。
具体实施方式
19.下面结合附图对本实用新型做更进一步的解释。
20.实施例1
21.如图1所示，一种余热综合利用的烟气自循环装置，包括焚烧炉10、一次风空预器1、文丘里管2、余热锅炉12和螺旋输灰机13；所述焚烧炉包括炉体，炉体上部设有高温烟气出口，所述炉体的左侧壁上设有进料口，炉体的侧顶壁上设有二次风进风口11，所述高温烟气出口下方设有三段炉排，所述三段炉排从左往右依次为干燥段5、燃烧段6及燃烬段7，三段炉排的下方设置有从左往右依序排列的干燥段灰斗4、燃烧段灰斗及燃烬段灰斗，炉体的右下壁设有落渣井8，且落渣井8位于三段炉排的右侧；且落渣井的底部设有捞渣机9，所述高温烟气出口与余热锅炉12连接，所述一次风空预器1通过管道分别与干燥段灰斗4、燃烧段灰斗及燃烬段灰斗连接，所述一次风空预器与干燥段灰斗之间的管道上设有干燥段一次风机3，所述一次风空预器与燃烧段灰斗之间的管道上设有燃烧段一次风机，所述一次风空
预器与燃烬段灰斗之间的管道上设有燃烬段一次风机，所述螺旋输灰机13上端与余热锅炉12的第二烟道下端或第三烟道下端连接，下端通过疏灰管14与落渣井连通，所述余热锅炉内部的第一烟道17，将由所述燃烧室中的燃烧而产生的废气向上方引导；第二烟道18，将来自所述第一烟道的废气向下方引导，第三烟道19，将来自所述第二烟道的引导到下方的废气向上方引导。。
22.将文丘里管2设于一次风空预器与干燥段一次风机之间的管道上，文丘里管的作用有两个，一是在一次风机前进一步制造低压，增加烟气回流管道的压差，提高烟气回流能力，二是增加回流烟气与一次风的掺混，缩短混合所需管道的长度。所述回流管道为v形管，v形烟道内折角度宜≤100
°
，所述v形管的一端通过管道与文丘里管的最窄缩口处连通，另一端通过烟气回流管道15与余热锅炉12连通，烟气回流管道在余热锅炉的引出点位于蒸发屏换热器前，在烟道低点位置但比烟道下灰口位置要高，所以该烟气回流管道伸入到余热锅炉中部的第二烟道内，且回流管道的伸入端位于第二烟道内的下部，烟气回流管道上还设有阀门，所述v形管中间的最低处通过回流管道疏灰管16与落渣井连通，回流管道的设计和疏灰管也至关重要，回流烟道设计成v字形结构，方便飞灰在低点沉积，疏灰管道与焚烧炉的落渣井相连接，通过间歇性的打开管道阀门将沉积飞灰送入落渣井，有效地解决余热锅炉烟气飞灰含量高的问题。
23.由于一次风机前、空预器后为一次风系统的低压区，此处负压范围为-300~-1000pa，而余热锅炉中部负压在-50~-150pa，回流管道通过管道连接在一次风机前管道与余热锅炉中部，回流管道会在压差的作用下将余热锅炉内的烟气（650℃~700℃）抽往一次风；另外再将回流管道与一次风管的接口采用成文丘里管的设计，该设计具有增强烟气返流能力和促进混合的作用，大幅提高本实用新型的效果。结合上述设计，再加上回流烟气的温度较高，使得与干燥段一次风掺混后迅速提高一次风的温度至250℃~350℃，加热温度可以根据回流管道的阀门开度自由控制。利用焚烧炉系统内的自有压差将烟气自回流至干燥段一次风的设计方案。该方案具有原创性。同时回流烟气来自余热锅炉中部的高温烟气，具有非常强的一次风加热功能，尤其适合北方低热值垃圾、冬季焚烧困难的生活垃圾焚烧厂，是本实用新型的一大特色。本实用新型采取借助自循环的方式利用余热锅炉内的高温烟气给一次风进行提温，系统简单，投资节省提温效果明显；也可作为目前主流一次风加热方法的辅助升级技术，只要将现有系统进行改造升级，增加部分管道、文丘里管和疏灰系统，以及配套使用的阀门、仪表等，无需增加单独耐高温风机，对系统改动小，经济性高。