一種垃圾焚燒鍋爐防止煙道局部腐蝕的防護層結構的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種垃圾焚燒鍋爐防止煙道局部腐蝕的防護層結構，包括：豎直設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置第一防護層，所述頂棚前部設置第二防護層，所述頂棚后部設置第三防護層，所述第二煙道前墻上部設置第四防護層，通過局部腐蝕防護層的阻隔，減少腐蝕性氣體與管壁接觸反應的幾率，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層結構
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種防腐蝕層結構，特別是涉及一種垃圾焚燒鍋爐防止煙道局部腐蝕的防護層結構。
【背景技術】
[0002]城市生活垃圾成分復雜多變，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。垃圾是一種隨機混合的燃料，隨著季節的變化，其含水率也有很大的差異，從而導致其熱值發生很大的變化。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一步得到提高。
[0003]由于城市生活垃圾焚燒發電可以實現減容明顯、處理量大、占地面積小、可以有效實現資源化利用，成為目前我國城市生活垃圾處理的主要發展方向。垃圾進入爐膛后，易揮發性金屬受熱揮發，在煙氣帶動下流入煙道，粘結在水冷壁受熱面上。當水冷壁受熱面接觸到揮發性金屬，容易反應形成低熔點共晶混合物，從而大大降低水冷壁的腐蝕反應溫度，力口速水冷壁受熱面的腐蝕；與常規的化石燃料不同，垃圾中含有大量的橡塑類物質，燃燒時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行反應，破壞原有的氧化保護膜。目前普遍認為垃圾焚燒中的腐蝕以氯腐蝕為主。無論是無機氯化物還是有機氯化物(垃圾中的合成樹脂含有較多的有機氯化物，廚房垃圾中含有氯化鈉、氯化鉀和氯化鎂等無機氯化物)其焚燒后的主要產物是HC1。其中揮發性的氯更是HCl的主要來源。一般認為，垃圾焚燒中HCl的形成主要是由于有機氯化物的存在，如聚氯乙烯廢物、聚偏二氯乙烯廢物、氯丁二烯橡膠廢物等。而國內的垃圾焚燒處理起步較晚，沒有大型配套的機械分離裝置，所以目前沒有進行含氯有機廢物的回收處理，這使得國內垃圾焚燒中的高溫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，進而加速高溫腐蝕過程。
[0004]在煙氣的主流區域，尤其是頂棚區域，煙氣受爐膛幾何形狀的限制在頂棚附近改變流向，導致頂棚中后部的煙氣沖刷強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致水冷壁遭受飛灰磨損，在主流區與弱流區相間之處，由于流場梯隊變化距離，容易形成弱流區的積灰現象。積灰層的出現會大大減弱水冷壁的換熱能力，導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法進行脫硝。氨水SNCR脫硝時，若氨反應不完全，會導致氨逃逸，同時氨也會與受熱面發生反應，導致一定程度的腐蝕。尤其是采用尿素SNCR脫硝時，尿素熱解生產NH4和HNC0，HNC0在1250K溫度下與氧氣和氫氧根反應活性很低。由于HNCO具有很強的酸性，在尿素噴入后的區域內，溫度水平普遍不超過IIOO0C，具有較多的HNCO惰性反應區域，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行重點防護，以避免腐蝕減薄速度過快，導致爆管現象的出現。
【發明內容】

[0005]本發明解決了垃圾焚燒鍋爐水冷壁受熱面中，在頂棚區域、第二煙道前墻上部區域，由于腐蝕性氣體、積灰層、煙氣沖刷等存在，導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層結構，有效保護了垃圾焚燒鍋爐，通過局部腐蝕防護層，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象。
[0006]為了解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的:
[0007]—種垃圾焚燒鍋爐防止煙道局部腐蝕的防護層結構，包括:
[0008]豎直設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置第一防護層，所述頂棚前部設置第二防護層，所述頂棚后部設置第三防護層，所述第二煙道前墻上部設置第四防護層。
[0012]進一步，所述第一防護層設置于距離所述頂棚O?2m區域，所述第二防護層設置于距離所述頂棚前端O?3m區域，所述第三防護層設置于距離所述頂棚后端O?3m區域，所述第四防護層設置于距離所述第二煙道前墻頂端O?3m區域。
[0013]進一步，所述第一防護層、第二防護層以及第四防護層為無機高溫防腐涂料層，所述第三防護層包括以內到外的無機高溫防腐涂料層和耐酸澆筑料層。
[0014]進一步，所述無機高溫防腐涂料層包括無機高溫防腐涂料底漆和無機高溫防腐涂料中間漆。
[0015]進一步，所述所述第一防護層、第二防護層以及第四防護層的無機高溫防腐涂料層外部還涂裝有面漆。
[0016]進一步,所述無機高溫防腐涂料層厚度小于250 μ m。
[0017]進一步,所述耐酸燒筑料厚度在IOmm以內。
[0018]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
[0019]1、通過局部腐蝕防護層的阻隔，減少腐蝕性氣體與管壁接觸反應的幾率，從而減少腐蝕減薄的速度。
[0020]2、通過在主流沖刷區域涂裝耐高溫防腐涂料和耐酸澆筑料的復合保護層，在保障耐腐性的同時，增強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，減少積灰和低熔點共晶結合物的粘結于管壁的可能性，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明的進一步理解，與本發明的實施例一起用于解釋本發明，并不構成對本發明的限制，在附圖中:
[0023]圖1是本發明所述一種垃圾焚燒鍋爐防止煙道局部腐蝕的防護層結構示意圖；[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——第一防護層；
[0030]9—第二防護層；10—第三防護層；
[0031]11—第四防護層。
【具體實施方式】
[0032]以下結合附圖對本發明的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用于說明和解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0033]如圖1所示，本發明所述的一種垃圾焚燒鍋爐防止煙道局部腐蝕的防護層結構，包括:豎直設置的第一煙道前墻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處設置第一防護層8，第一防護層8設置于距離頂棚70~2m區域，頂棚7前部設置第二防護層9，第二防護層9設置于距離頂棚7前端O~3m區域，頂棚7后部設置第三防護層10，第三防護層10設置于距離所述頂棚7后端O~3m區域，第二煙道前墻4上部設置第四防護層11，第四防護層11設置于距離第二煙道前墻4頂端O~3m區域。
[0035]第一防護層8、第二防護層9以及第四防護層11為無機高溫防腐涂料層，第三防護層10包括以內到外的無機高溫防腐涂料層和耐酸澆筑料層。
[0036]由于一般有機高溫防腐蝕涂料最高工作溫度為600°C左右，在實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合、相互間的熱脹冷縮特性技術尚未完善，因此，在高溫防腐涂料的選擇上，要選擇無機高溫防腐涂料，而不采用陶瓷涂層和有機高溫防腐涂料，無機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，無機高溫防腐涂料層包括無機高溫防腐涂料底漆和無機高溫防腐涂料中間漆。
[0037]在進行防護層涂裝施工前應對各煙道及頂棚7金屬表面進行除油、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，使無機高溫防腐涂料底漆和無機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到IS08501-l(GB8923-88)Sa2.5級要求。在局部修補涂層時，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進行涂裝，直至規定厚度。應注意無機高溫防腐涂料底漆和無機高溫防腐涂料中間漆的復涂間隔，如已超過最長復涂間隔，則應對無機高溫防腐涂料底漆和無機高溫防腐涂料中間漆進行打毛處理。無機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]第一防護層8、第二防護層9以及第四防護層11只采用無機高溫防腐涂料層，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，飛灰粘結于表面的難度會增加。第三防護層10是煙氣主流沖刷區域，若僅采用無機高溫防腐涂料，涂層很容易在高溫煙氣和飛灰沖刷下磨損，失去保護作用，為此在該區域布置無機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。涂裝順序為:無機高溫防腐涂料底漆、無機高溫防腐涂料中間漆、耐酸澆筑料層。為增強耐酸澆筑料層與無機高溫防腐涂料的結合強度，該處保護層的無機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、耐酸性強、傳熱系數高的輕質耐酸燒筑料。耐酸燒筑料厚度控制在10_以內。要控制好防護層的綜合傳熱系數，防止水冷壁受熱面傳熱不足導致煙氣損失過大。
[0039]在運行時，可以根據水冷壁受熱面減薄的速率，重點針對腐蝕減薄速率快的區域進行重點防護。在重點沖刷的區域附加澆筑料，其余重點腐蝕區域則只采用無機高溫防腐涂料涂裝。通過綜合采用無機高溫防腐涂料和輕質耐酸澆筑料，實現對垃圾焚燒鍋爐受熱面的重點腐蝕區域的局部防護，如全部防護將增加成本，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，導致煙氣損失增大。
[0040]以一臺處理量為450t/d的逆推式往復階梯爐排的爐型進行模擬計算，在第一煙道頂棚7附近形成多處煙氣回旋區域，速度分布圖見圖2，水蒸氣分布圖見圖3。由此可見，若該在煙氣回旋區域有未反應的HNCO停留，將與水蒸氣結合，在回旋氣流的帶動下，對回旋區域附近的水冷壁管造成長期的腐蝕。回旋區域氣流速度相對較小，氣流沖刷作用不明顯，容易導致積灰層增厚，若有低熔點共晶結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域布置局部腐蝕防護層，能夠有效隔離腐蝕性煙氣與水冷壁管的接觸，減少積灰，在煙氣沖刷區域，借助澆筑料抵御飛灰磨損，從而大大降低該區域的腐蝕減薄速率。
[0041]最后應說明的是:以上僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，盡管參照實施例對本發明進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換，但是凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種垃圾焚燒鍋爐防止煙道局部腐蝕的防護層結構，其特征在于:包括: 豎直設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置第一防護層，所述頂棚前部設置第二防護層，所述頂棚后部設置第三防護層，所述第二煙道前墻上部設置第四防護層。
2.根據權利要求1所述的垃圾焚燒鍋爐防止煙道局部腐蝕的防護層結構，其特征在于:所述第一防護層設置于距離所述頂棚O?2m區域，所述第二防護層設置于距離所述頂棚前端O?3m區域，所述第三防護層設置于距離所述頂棚后端O?3m區域，所述第四防護層設置于距離所述第二煙道前墻頂端O?3m區域。
3.根據權利要求1或2所述的垃圾焚燒鍋爐防止煙道局部腐蝕的防護層結構，其特征在于:所述第一防護層、第二防護層以及第四防護層為無機高溫防腐涂料層，所述第三防護層包括以內到外的無機高溫防腐涂料層和耐酸澆筑料層。
4.根據權利要求3所述的垃圾焚燒鍋爐防止煙道局部腐蝕的防護層結構，其特征在于:所述無機高溫防腐涂料層包括無機高溫防腐涂料底漆和無機高溫防腐涂料中間漆。
5.根據權利要求3所述的垃圾焚燒鍋爐防止煙道局部腐蝕的防護層結構，其特征在于:所述所述第一防護層、第二防護層以及第四防護層的無機高溫防腐涂料層外部還涂裝有面漆。
6.根據權利要求3所述的垃圾焚燒鍋爐防止煙道局部腐蝕的防護層結構，其特征在于:所述無機高溫防腐涂料層厚度小于250 μ m。
7.根據權利要求3所述的垃圾焚燒鍋爐防止煙道局部腐蝕的防護層結構，其特征在于:所述耐酸燒筑料厚度在IOmm以內。
【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 優先權日:2012年8月1日
【發明者】李茂東, 陳志剛, 馬曉茜, 倪進飛, 黎華, 唐玉婷, 賴志焱, 陳洪君, 馬括 申請人:廣州市特種承壓設備檢測研究院, 華南理工大學