一種垃圾焚燒鍋爐防止煙道局部腐蝕的防護(hù)層結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種垃圾焚燒鍋爐防止煙道局部腐蝕的防護(hù)層結(jié)構(gòu)，包括：豎直設(shè)置的第一煙道前墻和第一煙道后墻，所述第一煙道前墻和第一煙道后墻形成第一煙道；豎直設(shè)置的第二煙道前墻和第二煙道后墻，所述第二煙道前墻和第二煙道后墻形成第二煙道；所述第一煙道和第二煙道上部連通、并設(shè)置頂棚連接第一煙道前墻和第二煙道后墻，所述第一煙道后墻頂端和第二煙道前墻頂端連接；所述第一煙道前墻上部靠近所述頂棚處設(shè)置第一防護(hù)層，所述頂棚前部設(shè)置第二防護(hù)層，所述頂棚后部設(shè)置第三防護(hù)層，所述第二煙道前墻上部設(shè)置第四防護(hù)層，通過局部腐蝕防護(hù)層的阻隔，減少腐蝕性氣體與管壁接觸反應(yīng)的幾率，從而減少腐蝕減薄的速度。
【專利說明】一種垃圾焚燒鍋爐防止煙道局部腐蝕的防護(hù)層結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種防腐蝕層結(jié)構(gòu)，特別是涉及一種垃圾焚燒鍋爐防止煙道局部腐蝕的防護(hù)層結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]城市生活垃圾成分復(fù)雜多變，包括廚余類、木竹類、紡織類、紙類、橡塑類，不可燃類。在不可燃類中包括金屬類、玻璃類、磚瓦類等。垃圾是一種隨機(jī)混合的燃料，隨著季節(jié)的變化，其含水率也有很大的差異，從而導(dǎo)致其熱值發(fā)生很大的變化。另外，隨著人們生活水平的提高，垃圾的熱值也在不斷上升，若垃圾分類回收處理得到良好開展，未來城市生活垃圾的熱值將會進(jìn)一步得到提高。
[0003]由于城市生活垃圾焚燒發(fā)電可以實(shí)現(xiàn)減容明顯、處理量大、占地面積小、可以有效實(shí)現(xiàn)資源化利用，成為目前我國城市生活垃圾處理的主要發(fā)展方向。垃圾進(jìn)入爐膛后，易揮發(fā)性金屬受熱揮發(fā)，在煙氣帶動(dòng)下流入煙道，粘結(jié)在水冷壁受熱面上。當(dāng)水冷壁受熱面接觸到揮發(fā)性金屬，容易反應(yīng)形成低熔點(diǎn)共晶混合物，從而大大降低水冷壁的腐蝕反應(yīng)溫度，力口速水冷壁受熱面的腐蝕；與常規(guī)的化石燃料不同，垃圾中含有大量的橡塑類物質(zhì)，燃燒時(shí)橡膠塑料等會釋放出大量的含氯化合物，氯化物在水蒸氣等作用下容易與水冷壁管面進(jìn)行反應(yīng)，破壞原有的氧化保護(hù)膜。目前普遍認(rèn)為垃圾焚燒中的腐蝕以氯腐蝕為主。無論是無機(jī)氯化物還是有機(jī)氯化物(垃圾中的合成樹脂含有較多的有機(jī)氯化物，廚房垃圾中含有氯化鈉、氯化鉀和氯化鎂等無機(jī)氯化物)其焚燒后的主要產(chǎn)物是HC1。其中揮發(fā)性的氯更是HCl的主要來源。一般認(rèn)為，垃圾焚燒中HCl的形成主要是由于有機(jī)氯化物的存在，如聚氯乙烯廢物、聚偏二氯乙烯廢物、氯丁二烯橡膠廢物等。而國內(nèi)的垃圾焚燒處理起步較晚，沒有大型配套的機(jī)械分離裝置，所以目前沒有進(jìn)行含氯有機(jī)廢物的回收處理，這使得國內(nèi)垃圾焚燒中的高溫HCl腐蝕更為突出。研究表明:氯、硫化物的同時(shí)存在并借助于H2O和O2，不僅可加速硫酸鹽的生成，也有利于HCl、Cl2的形成，進(jìn)而加速高溫腐蝕過程。
[0004]在煙氣的主流區(qū)域，尤其是頂棚區(qū)域，煙氣受爐膛幾何形狀的限制在頂棚附近改變流向，導(dǎo)致頂棚中后部的煙氣沖刷強(qiáng)度明顯大于其他受熱面。由于煙氣中含有飛灰，煙氣的長期沖刷容易導(dǎo)致水冷壁遭受飛灰磨損，在主流區(qū)與弱流區(qū)相間之處，由于流場梯隊(duì)變化距離，容易形成弱流區(qū)的積灰現(xiàn)象。積灰層的出現(xiàn)會大大減弱水冷壁的換熱能力，導(dǎo)致局部管壁溫度上升，形成傳熱惡化。目前許多垃圾焚燒鍋爐均采用SNCR法進(jìn)行脫硝。氨水SNCR脫硝時(shí)，若氨反應(yīng)不完全，會導(dǎo)致氨逃逸，同時(shí)氨也會與受熱面發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致一定程度的腐蝕。尤其是采用尿素SNCR脫硝時(shí)，尿素?zé)峤馍a(chǎn)NH4和HNC0，HNC0在1250K溫度下與氧氣和氫氧根反應(yīng)活性很低。由于HNCO具有很強(qiáng)的酸性，在尿素噴入后的區(qū)域內(nèi)，溫度水平普遍不超過IIOO0C，具有較多的HNCO惰性反應(yīng)區(qū)域，為此容易造成HNCO對受熱面的腐蝕。為此，在垃圾焚燒中，要針對水冷壁局部受熱面進(jìn)行重點(diǎn)防護(hù)，以避免腐蝕減薄速度過快，導(dǎo)致爆管現(xiàn)象的出現(xiàn)。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明解決了垃圾焚燒鍋爐水冷壁受熱面中，在頂棚區(qū)域、第二煙道前墻上部區(qū)域，由于腐蝕性氣體、積灰層、煙氣沖刷等存在，導(dǎo)致水冷壁局部受熱面腐蝕速率過快等問題，提供了一種垃圾焚燒鍋爐防止煙道局部腐蝕的防護(hù)層結(jié)構(gòu)，有效保護(hù)了垃圾焚燒鍋爐，通過局部腐蝕防護(hù)層，減少腐蝕性煙氣與水冷壁管的接觸，減少煙氣對管壁的沖刷，避免局部的腐蝕加速現(xiàn)象。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0007]—種垃圾焚燒鍋爐防止煙道局部腐蝕的防護(hù)層結(jié)構(gòu)，包括:
[0008]豎直設(shè)置的第一煙道前墻和第一煙道后墻，所述第一煙道前墻和第一煙道后墻形成第一煙道；
[0009]豎直設(shè)置的第二煙道前墻和第二煙道后墻，所述第二煙道前墻和第二煙道后墻形成第二煙道；
[0010]所述第一煙道和第二煙道上部連通、并設(shè)置頂棚連接第一煙道前墻和第二煙道后墻，所述第一煙道后墻頂端和第二煙道前墻頂端連接；
[0011]所述第一煙道前墻上部靠近所述頂棚處設(shè)置第一防護(hù)層，所述頂棚前部設(shè)置第二防護(hù)層，所述頂棚后部設(shè)置第三防護(hù)層，所述第二煙道前墻上部設(shè)置第四防護(hù)層。
[0012]進(jìn)一步，所述第一防護(hù)層設(shè)置于距離所述頂棚O?2m區(qū)域，所述第二防護(hù)層設(shè)置于距離所述頂棚前端O?3m區(qū)域，所述第三防護(hù)層設(shè)置于距離所述頂棚后端O?3m區(qū)域，所述第四防護(hù)層設(shè)置于距離所述第二煙道前墻頂端O?3m區(qū)域。
[0013]進(jìn)一步，所述第一防護(hù)層、第二防護(hù)層以及第四防護(hù)層為無機(jī)高溫防腐涂料層，所述第三防護(hù)層包括以內(nèi)到外的無機(jī)高溫防腐涂料層和耐酸澆筑料層。
[0014]進(jìn)一步，所述無機(jī)高溫防腐涂料層包括無機(jī)高溫防腐涂料底漆和無機(jī)高溫防腐涂料中間漆。
[0015]進(jìn)一步，所述所述第一防護(hù)層、第二防護(hù)層以及第四防護(hù)層的無機(jī)高溫防腐涂料層外部還涂裝有面漆。
[0016]進(jìn)一步,所述無機(jī)高溫防腐涂料層厚度小于250 μ m。
[0017]進(jìn)一步,所述耐酸燒筑料厚度在IOmm以內(nèi)。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0019]1、通過局部腐蝕防護(hù)層的阻隔，減少腐蝕性氣體與管壁接觸反應(yīng)的幾率，從而減少腐蝕減薄的速度。
[0020]2、通過在主流沖刷區(qū)域涂裝耐高溫防腐涂料和耐酸澆筑料的復(fù)合保護(hù)層，在保障耐腐性的同時(shí)，增強(qiáng)抵御煙氣沖刷的能力。
[0021]3、依靠耐高溫防腐涂料面漆的光潔度，減少積灰和低熔點(diǎn)共晶結(jié)合物的粘結(jié)于管壁的可能性，從而降低腐蝕速率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制，在附圖中:
[0023]圖1是本發(fā)明所述一種垃圾焚燒鍋爐防止煙道局部腐蝕的防護(hù)層結(jié)構(gòu)示意圖；[0024]圖2是煙氣速度分布圖；
[0025]圖3是煙氣中水分分布圖。[0026]圖中，I——第一煙道前墻；2——第一煙道后墻；
[0027]3—第一煙道； 4—第二煙道前墻；
[0028]5——第二煙道后墻；6——第二煙道；
[0029]7——頂棚；8——第一防護(hù)層；
[0030]9—第二防護(hù)層；10—第三防護(hù)層；
[0031]11—第四防護(hù)層。
【具體實(shí)施方式】
[0032]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0033]如圖1所示，本發(fā)明所述的一種垃圾焚燒鍋爐防止煙道局部腐蝕的防護(hù)層結(jié)構(gòu)，包括:豎直設(shè)置的第一煙道前墻I和第一煙道后墻2,第一煙道前墻I和第一煙道后墻2形成第一煙道3 ;豎直設(shè)置的第二煙道前墻4和第二煙道后墻5，第二煙道前墻4和第二煙道后墻5形成第二煙道6 ;第一煙道3和第二煙道6上部連通、并設(shè)置頂棚7連接第一煙道前墻I和第二煙道后墻5,第一煙道后墻2頂端和第二煙道前墻4頂端連接；
[0034]第一煙道前墻I上部靠近所述頂棚7處設(shè)置第一防護(hù)層8，第一防護(hù)層8設(shè)置于距離頂棚70~2m區(qū)域，頂棚7前部設(shè)置第二防護(hù)層9，第二防護(hù)層9設(shè)置于距離頂棚7前端O~3m區(qū)域，頂棚7后部設(shè)置第三防護(hù)層10，第三防護(hù)層10設(shè)置于距離所述頂棚7后端O~3m區(qū)域，第二煙道前墻4上部設(shè)置第四防護(hù)層11，第四防護(hù)層11設(shè)置于距離第二煙道前墻4頂端O~3m區(qū)域。
[0035]第一防護(hù)層8、第二防護(hù)層9以及第四防護(hù)層11為無機(jī)高溫防腐涂料層，第三防護(hù)層10包括以內(nèi)到外的無機(jī)高溫防腐涂料層和耐酸澆筑料層。
[0036]由于一般有機(jī)高溫防腐蝕涂料最高工作溫度為600°C左右，在實(shí)際工作中可能超過工作溫度上限；而陶瓷涂層雖然具有很好的耐高溫和耐腐蝕性，但是陶瓷涂層與金屬基體的結(jié)合、相互間的熱脹冷縮特性技術(shù)尚未完善，因此，在高溫防腐涂料的選擇上，要選擇無機(jī)高溫防腐涂料，而不采用陶瓷涂層和有機(jī)高溫防腐涂料，無機(jī)高溫防腐涂料工作溫度上限需大于1200°C，具備良好的耐腐蝕性能，無機(jī)高溫防腐涂料層包括無機(jī)高溫防腐涂料底漆和無機(jī)高溫防腐涂料中間漆。
[0037]在進(jìn)行防護(hù)層涂裝施工前應(yīng)對各煙道及頂棚7金屬表面進(jìn)行除油、除銹及污物處理，以提高漆膜的附著力，可使用具有中度堿性的水性清洗劑清除油污，然后用清水沖凈，使無機(jī)高溫防腐涂料底漆和無機(jī)高溫防腐涂料中間漆的表面保持潔凈、干燥、無油、無污染物、水份等。所有待涂鋼材表面必須噴丸或噴砂達(dá)到IS08501-l(GB8923-88)Sa2.5級要求。在局部修補(bǔ)涂層時(shí)，鋼材表面必須打磨到IS08501-1 (GB8923-88) St3級。表面粗糙度要求不大于40 μ m。第一道涂層表干后繼續(xù)進(jìn)行涂裝，直至規(guī)定厚度。應(yīng)注意無機(jī)高溫防腐涂料底漆和無機(jī)高溫防腐涂料中間漆的復(fù)涂間隔，如已超過最長復(fù)涂間隔，則應(yīng)對無機(jī)高溫防腐涂料底漆和無機(jī)高溫防腐涂料中間漆進(jìn)行打毛處理。無機(jī)高溫防腐涂料層過厚容易引起開裂，厚度不宜超過250 μ m,常溫干燥2天后才能使用。[0038]第一防護(hù)層8、第二防護(hù)層9以及第四防護(hù)層11只采用無機(jī)高溫防腐涂料層，為此在涂裝底漆、中間漆后，要涂裝面漆，保證表面的光潔度、不易粉化，在較好的光潔度下，飛灰粘結(jié)于表面的難度會增加。第三防護(hù)層10是煙氣主流沖刷區(qū)域，若僅采用無機(jī)高溫防腐涂料，涂層很容易在高溫?zé)煔夂惋w灰沖刷下磨損，失去保護(hù)作用，為此在該區(qū)域布置無機(jī)高溫防腐涂料層和耐酸澆筑料層，管壁處理要求與上述相同。涂裝順序?yàn)?無機(jī)高溫防腐涂料底漆、無機(jī)高溫防腐涂料中間漆、耐酸澆筑料層。為增強(qiáng)耐酸澆筑料層與無機(jī)高溫防腐涂料的結(jié)合強(qiáng)度，該處保護(hù)層的無機(jī)高溫防腐涂料只涂裝底漆和中間漆。在耐酸澆筑料的選擇上，要選擇輕質(zhì)、耐酸性強(qiáng)、傳熱系數(shù)高的輕質(zhì)耐酸燒筑料。耐酸燒筑料厚度控制在10_以內(nèi)。要控制好防護(hù)層的綜合傳熱系數(shù)，防止水冷壁受熱面?zhèn)鳠岵蛔銓?dǎo)致煙氣損失過大。
[0039]在運(yùn)行時(shí)，可以根據(jù)水冷壁受熱面減薄的速率，重點(diǎn)針對腐蝕減薄速率快的區(qū)域進(jìn)行重點(diǎn)防護(hù)。在重點(diǎn)沖刷的區(qū)域附加澆筑料，其余重點(diǎn)腐蝕區(qū)域則只采用無機(jī)高溫防腐涂料涂裝。通過綜合采用無機(jī)高溫防腐涂料和輕質(zhì)耐酸澆筑料，實(shí)現(xiàn)對垃圾焚燒鍋爐受熱面的重點(diǎn)腐蝕區(qū)域的局部防護(hù)，如全部防護(hù)將增加成本，對于第二煙道6出口煙溫過低的垃圾焚燒電廠，通過涂裝防護(hù)層后，減少水冷壁的吸熱量，會提高第二煙道6出口的煙溫，導(dǎo)致煙氣損失增大。
[0040]以一臺處理量為450t/d的逆推式往復(fù)階梯爐排的爐型進(jìn)行模擬計(jì)算，在第一煙道頂棚7附近形成多處煙氣回旋區(qū)域，速度分布圖見圖2，水蒸氣分布圖見圖3。由此可見，若該在煙氣回旋區(qū)域有未反應(yīng)的HNCO停留，將與水蒸氣結(jié)合，在回旋氣流的帶動(dòng)下，對回旋區(qū)域附近的水冷壁管造成長期的腐蝕。回旋區(qū)域氣流速度相對較小，氣流沖刷作用不明顯，容易導(dǎo)致積灰層增厚，若有低熔點(diǎn)共晶結(jié)合物或含氯化合物粘接于積灰層上，會大大增加腐蝕的速率。為此在上述煙氣回旋區(qū)域布置局部腐蝕防護(hù)層，能夠有效隔離腐蝕性煙氣與水冷壁管的接觸，減少積灰，在煙氣沖刷區(qū)域，借助澆筑料抵御飛灰磨損，從而大大降低該區(qū)域的腐蝕減薄速率。
[0041]最后應(yīng)說明的是:以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換，但是凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種垃圾焚燒鍋爐防止煙道局部腐蝕的防護(hù)層結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括: 豎直設(shè)置的第一煙道前墻和第一煙道后墻，所述第一煙道前墻和第一煙道后墻形成第一煙道； 豎直設(shè)置的第二煙道前墻和第二煙道后墻，所述第二煙道前墻和第二煙道后墻形成第二煙道； 所述第一煙道和第二煙道上部連通、并設(shè)置頂棚連接第一煙道前墻和第二煙道后墻，所述第一煙道后墻頂端和第二煙道前墻頂端連接； 所述第一煙道前墻上部靠近所述頂棚處設(shè)置第一防護(hù)層，所述頂棚前部設(shè)置第二防護(hù)層，所述頂棚后部設(shè)置第三防護(hù)層，所述第二煙道前墻上部設(shè)置第四防護(hù)層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾焚燒鍋爐防止煙道局部腐蝕的防護(hù)層結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第一防護(hù)層設(shè)置于距離所述頂棚O?2m區(qū)域，所述第二防護(hù)層設(shè)置于距離所述頂棚前端O?3m區(qū)域，所述第三防護(hù)層設(shè)置于距離所述頂棚后端O?3m區(qū)域，所述第四防護(hù)層設(shè)置于距離所述第二煙道前墻頂端O?3m區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的垃圾焚燒鍋爐防止煙道局部腐蝕的防護(hù)層結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第一防護(hù)層、第二防護(hù)層以及第四防護(hù)層為無機(jī)高溫防腐涂料層，所述第三防護(hù)層包括以內(nèi)到外的無機(jī)高溫防腐涂料層和耐酸澆筑料層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的垃圾焚燒鍋爐防止煙道局部腐蝕的防護(hù)層結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述無機(jī)高溫防腐涂料層包括無機(jī)高溫防腐涂料底漆和無機(jī)高溫防腐涂料中間漆。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的垃圾焚燒鍋爐防止煙道局部腐蝕的防護(hù)層結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述所述第一防護(hù)層、第二防護(hù)層以及第四防護(hù)層的無機(jī)高溫防腐涂料層外部還涂裝有面漆。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的垃圾焚燒鍋爐防止煙道局部腐蝕的防護(hù)層結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述無機(jī)高溫防腐涂料層厚度小于250 μ m。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的垃圾焚燒鍋爐防止煙道局部腐蝕的防護(hù)層結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述耐酸燒筑料厚度在IOmm以內(nèi)。
【文檔編號】F23G5/44GK103574621SQ201210272439
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月1日
【發(fā)明者】李茂東, 陳志剛, 馬曉茜, 倪進(jìn)飛, 黎華, 唐玉婷, 賴志焱, 陳洪君, 馬括 申請人:廣州市特種承壓設(shè)備檢測研究院, 華南理工大學(xué)