在垃圾焚燒爐的耐火材料設(shè)計(jì)中，為節(jié)約能源，需按規(guī)定進(jìn)行熱力設(shè)備和管道的保溫，并合理選擇保溫材料及厚度，計(jì)算原則推薦為：

1、對(duì)具有下列情況之一的熱力設(shè)備、管道、風(fēng)煙道及其附件必須進(jìn)行保溫：外表溫度高于50℃且需要減少散熱損失者;要求防凍、防凝露或延遲介質(zhì)凝結(jié)者;工藝不需要保溫、其外表面溫度超過60℃，而又無法采取其他措施防止?fàn)C傷人員的部位;

2、計(jì)算保溫厚度時(shí)，室內(nèi)環(huán)境溫度一般取20℃，室外環(huán)境溫度按歷年平均溫度取值，防燙傷保溫環(huán)境溫度按最熱月平均溫度取值;

3、保溫層材料的選擇：介質(zhì)溫度≥350℃的設(shè)備保溫采用硅酸鋁纖維，介質(zhì)溫度<350℃的設(shè)備保溫采用巖棉制品;直徑≥38mm、介質(zhì)溫度≥350℃的汽水管道及附件采用硅酸鋁纖維管殼保溫;直徑≥38mm、350℃>介質(zhì)溫度≥50℃的汽水管道采用巖棉管殼保溫;直徑<38mm的汽水管道及附件均采用硅酸鋁纖維繩保溫;管道彎頭保溫采用硅酸鋁或巖棉材料;熱風(fēng)道、煙道采用巖棉板保溫;直徑(DN)≥40mm的閥門、異形件采用成型保溫套(包括內(nèi)層，主體保溫層及外保護(hù)層)，外保護(hù)層材料為可拆式金屬保護(hù)革，保證材盾及厚度與其所連接的管道相同。DN<40mm的閥門保溫采用硅酸鋁纖維繩，保溫厚度與其所連接的管道相同，外保護(hù)層材料為0.1mm厚的低堿玻璃布。

1、爐排爐

爐排爐中，燃燒室內(nèi)通常煙氣溫度最高，但是不同的部位也存在較大的溫度差別。例如存在高溫火焰的主燃燒區(qū)與爐渣漸漸冷卻的燃盡區(qū)就存在幾百度的溫差。在主燃燒區(qū)的兩側(cè)壁，高溫燃燒且不斷移動(dòng)中的垃圾層與耐火層接觸，低熔點(diǎn)爐渣會(huì)熔融附著在耐火層表面上，對(duì)耐火層產(chǎn)生侵蝕，同時(shí)移動(dòng)的垃圾層對(duì)耐火層產(chǎn)生摩擦。此部位要求耐火材料具有高強(qiáng)度，不僅耐磨、耐腐蝕，而且還要抗熔渣的侵蝕。而燃盡段的側(cè)壁，采用普通黏土質(zhì)耐火材料即可。

       兩側(cè)壁與垃圾層可能接觸的部位，對(duì)于存在高溫火焰的主燃燒區(qū)通常采用含SiC85%以上的耐火材料，不存在高溫火焰的其他部位通常采用含SiC40%左右的耐火材料。SiC耐火材料具有較高的強(qiáng)度，具有良好的耐磨性、抗熱震性和導(dǎo)熱性能。燃燒室其他部位通常根據(jù)爐內(nèi)溫度分布選擇合適耐火度的材料。

      盡管在主燃燒區(qū)采用SiC85%以上的SiC材料，爐膛內(nèi)溫度超過1000℃后，兩側(cè)墻會(huì)燒結(jié)附著大量爐渣，高溫下不斷熔融生長(zhǎng)，嚴(yán)重時(shí)影響爐排的正常運(yùn)動(dòng).不得不停爐清理。而且800℃以上的高溫使SiC材料氧化，抗侵蝕性下降，嚴(yán)重降低使用壽命。因此，在爐排爐主燃燒區(qū)兩側(cè)壁還通常設(shè)計(jì)成空冷結(jié)構(gòu)。通過空氣冷卻使耐火工作層表面溫度保持在800℃以下，可有效延長(zhǎng)耐火層使用壽命。

2、流化床焚燒爐

流化床焚燒爐中，爐膛下部的濃相區(qū)由于大量的床料顆粒運(yùn)動(dòng)的沖刷和所產(chǎn)生的震動(dòng)，要求工作層耐火材料具有更高的耐磨性和強(qiáng)度，同時(shí)具有良好的抵抗床料層中腐蝕性氣體侵濁的性能。通常采用耐火度1100℃以上、耐磨性達(dá)到按ASTMO704規(guī)范≤6cm3的高鋁質(zhì)耐磨澆注料。

3、回轉(zhuǎn)式焚燒爐

回轉(zhuǎn)窯式焚燒爐中，磚窯內(nèi)垃圾隨轉(zhuǎn)窯回轉(zhuǎn)并不斷翻動(dòng)、拋落，耐火層溫度隨之不斷地變化，因此要求具有耐磨性、抗熱震性好的材料，一般選用高鋁質(zhì)耐磨澆注料，也可使用高鋁質(zhì)耐火磚、SiC耐火磚。

燃燒室內(nèi)布置鍋爐水冷壁時(shí)，水冷壁表面要敷設(shè)耐火材料以保護(hù)水冷壁管。通常使用黏土質(zhì)耐火材料，爐膛內(nèi)溫度較高時(shí)，可使用導(dǎo)熱性更好的SiC材料。

燃燒室耐火材料通常敷設(shè)厚度100~150mm，水冷壁表面敷設(shè)厚度80~100mm。

廢熱鍋爐回收的效率取決于所產(chǎn)生的過飽和蒸汽條件，目前大銦垃圾焚燒廠使用的廢熱鍋爐系統(tǒng)多采用中溫中壓蒸汽系統(tǒng)，爐水循環(huán)方式多采用自然循環(huán)式，主要由燃燒室水管墻、鍋爐內(nèi)管群、汽水鼓和水鼓、過熱器、節(jié)熱器及空氣預(yù)熱器等組成。廢熱鍋爐的主要部件名稱及位置如圖1所示。日本早期垃圾焚燒廠的蒸汽條件約為2.5MPa(絕壓)，280℃左右，采用低溫低壓形式，以純粹焚燒垃圾為主，不考慮能源回收；德國目前的垃圾焚燒廠蒸汽條件約為3.5MPa(絕壓)，350℃到4.5MPa(絕壓)，450℃左右，采用中溫中壓形式，以避免爐管高溫腐蝕為主；美國的焚燒廠多為民營企業(yè)，因考慮發(fā)電收入，故多采用高溫高壓方式，以提高能源回收效率，故一般多將蒸汽條件設(shè)計(jì)在5.2MPa(絕壓)，420℃以上，并采用較好的爐管材質(zhì)，以減緩腐蝕的發(fā)生。

整體而言，垃圾焚燒廠及廢熱回收的設(shè)計(jì)與燃煤電廠不同之處在于垃圾性質(zhì)多變，熱值不穩(wěn)定，又含有硫、氯等元素，易于對(duì)爐管產(chǎn)生腐蝕。故垃圾焚燒廠的廢熱回收鍋爐設(shè)計(jì)上有兩項(xiàng)變革。第一為燃燒室改為多氣道型，將鍋爐置于下游對(duì)流區(qū)內(nèi)，以避免鍋爐直接吸收輻射區(qū)的高溫廢熱。第二為利用布置于爐床上方的水管墻來降低及調(diào)控廢氣離開輻射區(qū)的溫度，但接近爐床的水管墻必須以耐火材料包覆。這些改進(jìn)措施，配合各種傳熱管材質(zhì)的改善，線上除灰系統(tǒng)的配置，及自動(dòng)化的燃燒控制，能夠使現(xiàn)在的過熱蒸汽可以操控在400℃及5.5MPa(絕壓)的狀態(tài)。

垃圾焚燒發(fā)電廠主要由垃圾接收系統(tǒng)、焚燒系統(tǒng)、余熱鍋爐系統(tǒng)、燃燒空氣系統(tǒng)、汽輪發(fā)電系統(tǒng)、煙氣凈化系統(tǒng)、灰渣、滲濾水處理系統(tǒng)、蒸汽及冷凝水系統(tǒng)、廢金屬囬收、自動(dòng)控制和儀表系統(tǒng)等組成。

1、 卸料

垃圾車進(jìn)廠后，首先在地磅處稱重，.該處能自動(dòng)識(shí)別車輛、記錄垃圾種類等位息，并將其傳至主廠房中央控制室。稱重后的車輛沿區(qū)。高架道路駛?cè)霕?biāo)高為+5m的閉式卸料廳，卸入有給出信號(hào)的卸料口。廳里設(shè)置了12個(gè)卸料門，每個(gè)都裝有密閉門，保證坑內(nèi)能維持負(fù)壓，不使臭味散出。垃圾坑底標(biāo)高為-8m，容積超過1×104m3，可貯存5d以上的垃圾量。

2、進(jìn)入焚燒爐

垃圾坑上方標(biāo)高29m處裝有2臺(tái)帶動(dòng)力抓斗的橋式吊車，一臺(tái)用于從坑M抓起垃圾送人標(biāo)高23m處的焚燒爐給料斗;另一臺(tái)用于將垃圾坑中的垃圾混合均勻或進(jìn)行堆垛貯存。橋吊由設(shè)在標(biāo)高為13m的控制室中的操作員出手控或半自動(dòng)操縱。垃圾從給料斗經(jīng)斜溜槽進(jìn)入焚燒爐，由液壓給料機(jī)推入爐內(nèi)爐排上。給料機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)吋控制進(jìn)人焚燒爐內(nèi)的垃圾量。

3、余熱鍋爐

本項(xiàng)目引進(jìn)的是SITY-2000型往復(fù)傾斜逆推爐排，為適應(yīng)浦東新區(qū)垃圾的低熱值(4600?7500kJ/kg)和高水分，ALSTOM公司作了專門的配置設(shè)計(jì)。在焚燒爐上方，直接安裝了回收爐內(nèi)900?1050t煙氣熱量的余熱鍋爐，其蒸汽壓力為4MPa，溫度為400℃，為自然循環(huán)式，有4個(gè)通道，配有2個(gè)膜式壁，一個(gè)包括蒸發(fā)器和過熱器，另一個(gè)包括省煤器。在垃圾熱值為6000kJ/kg時(shí)，當(dāng)處理量15.2t/h產(chǎn)出的蒸汽量為29.5t/h,3臺(tái)焚燒爐產(chǎn)生約88t/h的過熱蒸汽，全部經(jīng)過高壓母管送至兩臺(tái)冷凝式汽輪發(fā)電機(jī)組用來發(fā)電。做功后的蒸汽在水冷式冷凝器中凝結(jié)，然后送回至鍋爐給水箱。冷卻水則在空氣冷卻塔中冷卻后作回路循環(huán)。

4、爐渣

當(dāng)垃圾在爐排末端燃盡時(shí)，只留下殘?jiān)?。爐渣由出渣機(jī)經(jīng)水冷到50℃，然后用出渣吊車經(jīng)渣斗取出，通過振動(dòng)篩和磁選機(jī)分離出廢鋼鐵，爐渣經(jīng)卸渣口，卸入卡車運(yùn)出。

5、煙氣凈化系統(tǒng)

為達(dá)到現(xiàn)行環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)，在每臺(tái)鍋爐出口處均設(shè)置了煙氣凈化系統(tǒng)，以清除煙氣中含有的灰粒、酸性氣體和重金屬。鍋爐的210℃煙氣進(jìn)入洗滌塔，將配置的Ca(OH)2溶液從塔頂端由轉(zhuǎn)速為1000r/min的旋轉(zhuǎn)噴霧器的噴嘴噴入，形成粒徑極細(xì)的泥漿，通過水分的揮發(fā)降低了廢氣的溫度，并提高其濕度，使酸氣與石灰漿反應(yīng)，生成物受到高溫?zé)煔饧訜岣稍锍杉?xì)末，其顆粒則掉落至底部。帶有飛灰及其顆粒物的氣體則再經(jīng)后級(jí)布袋除塵器進(jìn)行分離。為了達(dá)到對(duì)汞等重金屬的排放要求，在袋式除塵器的進(jìn)口的煙氣連接管道設(shè)置了活性炭噴射系統(tǒng)。噴射活性炭也能清除煙氣中的二嗯英和呋喃等有害氣體成分。

6、集合煙囪

每條焚燒生產(chǎn)線配備了變頻調(diào)速的引風(fēng)機(jī)。使焚燒爐維持負(fù)壓和把凈化后的煙氣輸送到80m高的煙囪排入大氣。煙囪由3根直徑1.6m的鋼制煙囪組成集合煙囪，每根鋼煙囪裝備一套完整的分析系統(tǒng)用來監(jiān)視和控制放煙氣的質(zhì)量。焚燒爐用高鋁磚在砌筑前，應(yīng)經(jīng)外觀尺寸檢查并挑選合格后方可使用，挑選后的高鋁磚應(yīng)分類堆放并標(biāo)識(shí)，選磚分類按砌筑方式?jīng)Q定：平砌磚層時(shí)按厚度和長(zhǎng)度分類;側(cè)砌磚層時(shí)按寬度和厚度分類;立砌磚層時(shí)按長(zhǎng)度和厚度(寬度)分類;砌筑宜采用成品泥漿，泥漿的最大粒徑不應(yīng)大于規(guī)定磚縫厚度的30%。當(dāng)無成品耐火泥漿，需現(xiàn)場(chǎng)配制時(shí)，應(yīng)計(jì)量準(zhǔn)確、攪拌均勻，當(dāng)班攪拌泥漿當(dāng)班用完;砌體應(yīng)錯(cuò)縫砌筑，同一磚層內(nèi)前后相鄰列和上下相鄰磚層的磚縫不得重縫;砌體應(yīng)橫平豎直，表面光滑平整，盡量做到無錯(cuò)臺(tái);濕砌砌體磚縫泥漿應(yīng)飽滿、表面勾縫，干砌砌體磚縫應(yīng)以干耐火粉填滿，磚面應(yīng)清潔;耐火砌體中不得使用寬度、長(zhǎng)度小于原磚1/2的磚或厚度小于原磚2/3的磚，磚的加工面和有缺陷的表面不宜朝向爐膛和煙氣通道的內(nèi)表面;在耐火澆注料基層上砌筑爐底時(shí)，基層達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后方可進(jìn)行，并應(yīng)按設(shè)計(jì)標(biāo)高找平，砌筑穩(wěn)固、表面平整;各部位砌體的磚縫厚度及砌體允許偏差均應(yīng)符合設(shè)計(jì)及相關(guān)規(guī)范的規(guī)定;砌體膨脹縫的留設(shè)應(yīng)符合下列規(guī)定：砌體膨脹縫的間隙、構(gòu)造及分布位置應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定，當(dāng)設(shè)計(jì)沒有規(guī)定時(shí)，每米長(zhǎng)砌體膨脹縫的間隙尺寸平均數(shù)值可根據(jù)下列數(shù)據(jù)留設(shè)，粘土磚砌體為：5-6mm;高鋁磚砌體為：7-8mm;剛玉磚砌體為：9-10mm;鎂鋁磚砌體為：10-11mm;硅磚砌體為：12-13mm;鎂磚砌體為：10-14mm留設(shè)膨脹縫的位置應(yīng)避開受力部位、爐體骨架和砌體中的孔洞;砌體內(nèi)外層的膨脹縫不能相互貫通，上下層宜互相錯(cuò)開;當(dāng)耐火砌體工作面的膨脹縫與隔熱砌體串通時(shí)，該處的隔熱磚應(yīng)用高鋁磚代替;膨脹縫的留設(shè)應(yīng)均勻平直，縫內(nèi)保持清潔，并按規(guī)定填充材料;托磚板與其下部砌體之間，托磚板上部砌體與下部砌體之間均應(yīng)留有間隙，當(dāng)托磚板下的膨脹縫不能滿足設(shè)計(jì)尺寸時(shí)，可加工托磚板下部的磚，加工后磚的厚度不應(yīng)小于原磚厚度的2/3。