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文档简介
1 培训教材 一 培训教材 一 焚烧炉部分 日立造船 焚烧炉部分 日立造船 核准核准审核审核制定制定 2 目目 录录 1 1 垃圾接收系统垃圾接收系统 3 3 2 2 垃圾给料系统垃圾给料系统 4 4 3 3 炉排系统炉排系统 5 5 4 4 焚烧炉系统焚烧炉系统 9 9 5 5 自动燃烧设备自动燃烧设备 另有详细说明另有详细说明 ACCACC 控制原理控制原理 1313 6 6 空气供给系统空气供给系统 1515 7 7 余热锅炉系统余热锅炉系统 1717 8 8 烟气净化系统烟气净化系统 23 9 9 飞灰输送 储存设备飞灰输送 储存设备 27 10 飞灰稳定化和稳定化后飞灰储存系统飞灰稳定化和稳定化后飞灰储存系统 27 11 11 炉渣运送系统炉渣运送系统 3030 12 12 电气系统电气系统 3131 13 13 自动控制仪表系统自动控制仪表系统 3232 14 14 烟气连续监视系统烟气连续监视系统 3333 3 1 垃圾接收系统垃圾接收系统 全厂设 3 台同一规格的汽车衡 2 台用于进厂车辆的称量 1 台用于出厂车辆的称量 全部汽车衡均 安装在厂区物流大门入口处 共用一个控制室 垃圾卸料大厅内设约 12 个卸料口 每个卸料口设一个卸料门 不卸料时 卸料门关闭 垃圾运输车 到达时 由卸料门操作室打开指定的卸料门 垃圾坑用来储存垃圾 其卸料平台高度以下部分的容积应满足全厂 5 天的垃圾处理量 在正常情况 下 原生垃圾应在垃圾坑内存放 5 天左右 以便充分混合和除水 在垃圾坑内安装 2 台半自动桥式垃圾抓斗起重机 在正常状况下 每台垃圾抓斗起重机每小时用 20 分钟的时间给 3 台焚烧炉上料 其余时间对垃圾进行搬运 倒垛 按顺序堆放到预定区域 以保证入炉 垃圾组分均匀 燃烧稳定 垃圾抓斗起重机操作室设置在中央控制室旁边 操作室内设 2 个操作台 每个操作台都能分别控制 2 台垃圾抓斗起重机中任意 1 台的运行 1 1 卸料门卸料门 卸料门共 12 个 采用电动式双合门 向左右两侧分开 用钢板制成 1 2 称量器称量器 在焚烧厂中 为了称量运入的垃圾 产出的炉渣 飞灰 污泥 旁路垃圾以及焚烧厂不能处理的量 需要设置称量器具 1 3 垃圾坑垃圾坑 处于卸料门下方的垃圾坑拥有储存 5 天运来垃圾的容量 在正常运行时 原生垃圾将在坑内滞留 5 天 以便有较好的混合和除去水分 1 4 火灾消防设备火灾消防设备 本系统是为了在垃圾坑内发生火灾时 操作水枪和从垃圾起重机操作室控制盘遥控水枪操作进行 灭火而设置的 本系统由下列机器构成 1 5 渗沥液收集设备渗沥液收集设备 本系统是为了收集垃圾坑产生的渗沥液而设置 由以下的机器组成 垃圾坑格栅 污水收集槽 渗沥液臭气排风机 1 6 渗沥液处理系统渗沥液处理系统 本系统是为了运送和过滤污水收集槽中的渗沥液 储存过滤后的污水并喷入炉内以抑制焚烧炉内的氮 氧化物的产生和降低炉温而设置的 不过 在垃圾低位热值较低时 本系统不能运行 因为只有在炉 内温度可以确保烟气能在 850 度滞留 2 秒的适当状态下 渗沥液才可以喷入炉内进行分解 4 2 垃圾给料系统垃圾给料系统 2 1 概要概要 该系统由下列机器设备构成 参照参照 附件附件 一一 垃圾料斗 料斗盖兼架桥破解装置 垃圾溜管 推料器 连接用膨胀节 料位探测器 冷却系统 2 2 各设备及系统的详细说明各设备及系统的详细说明 2 2 1 垃圾料斗 溜管及连接用膨胀节 本料斗 溜管以及连接部分的膨胀节 是为了让垃圾吊车投进来的垃圾能够在焚烧炉内连续 顺畅 地向前输送而设置的设备 2 2 2 料斗盖兼架桥破解装置 1 料斗盖兼架桥破解装置装在垃圾料斗咽喉部的锅炉一侧 由液压驱动 其运转控制箱设置在液压 缸附近 停炉时以及启动升温过程中 料斗盖应该关闭 2 料斗盖兼架桥破解装置的开关既可以在 DCS 操作也可以在就地操作 3 为了防止来自炉内的热辐射 倒回火等造成烧伤 将水冷系统设置在料斗盖兼架桥破解装置上 2 2 3 推料器 1 通过推料器的向前运动将垃圾溜管内的垃圾往炉排推 当推料器退到尽头时 由于重力的关系 上方的垃圾沿刚刚腾出的空间落下 接着推料器又向前推 把垃圾推到炉排上 2 推料器由 2 列组成 每列用 1 个液压缸驱动 驱动速度由自动燃烧控制系统决定 3 推料器即可远程操作也可就地操作 在远程操作 可以使其重复前进和后退的动作 在就地 燃 烧装置控制盘 操作 可以通过按动前进 停止 后退的各个按钮 进行微动 4 在 DCS 上推料器的速度控制有串级串级 自动和手动 3 种控制模式 前进和后退的速度由 DCS 发出 的速度控制信号控制 此信号在串级串级模式下由自动燃烧装置决定 DCS 发出的信号经过装在燃烧 装置控制盘内的增幅器进行放大 然后供油系统中的电磁比例流量控制阀根据放大信号控制油量 5 为了便于推料器阀门组的维修 在供油及回路配管上设置了手动断流阀 并使用 3 位电磁阀以切 换前进动作和后退动作 7 放大增幅器或电磁比例流量控制阀发生故障时 推料器可以通过操作手动切换阀和控制阀 带按 键 进行运转 速度控制器设置在电磁比例流量控制阀的旁路上 8 两个推料器在前进和后退的端头位置达到同步 分流阀均匀地向各液压缸供油 9 为了停炉前将全部垃圾推到炉排上 设定了检测液压缸全行程位置的终止极限开关 从而抑制停 炉过程中二恶英 一氧化碳等的形成 2 2 4 料位探测器装置 5 料斗的料位由超声波式料位仪监测 低位和高位警报传送到垃圾抓斗起重机及 DCS 低位警报 是为了防止气密性遭到破坏 高位警报是为了减少架桥现象的发生 如果料位在一段时间内没有变 化 料斗的架桥警报将传送到 DCS 2 2 5 冷却设备 冷却水从高架水箱通过重力送到垃圾料斗 垃圾溜管的水冷套和料斗盖兼架桥破解装置 3 炉排系统炉排系统 3 1 概要概要 本系统由以下的机器和设备组成 参照参照 附件附件 二二 1 二二 2 干燥炉排 燃烧炉排 燃烬炉排 剪切刀 液压装置 炉排冷却装置 驱动装置用润滑装置 手动泵 炉排的特点炉排的特点 A 炉排面积留有余量 可实现稳定的燃烧 B 采用 Von Roll L 型炉排 炉排的动作具有剪切垃圾的作用 从而实现垃圾的松散以及搅动 C 为了垃圾的松散及搅拌 有效地设置了 2 个落差段 D 通过炉排的自我清洁作用 确保提供均匀的一次风 E 通过提高一次风的温度 使低热值垃圾也能稳定燃烧 F 通过剪切刀的作用 可以破碎块状垃圾和搅动垃圾 使垃圾层均匀 G 使用剪切刀 可以防止形成一次风的漏风孔 活动炉排 Movable Grate Rows 通过炉排的动作 对垃圾松散以及搅动通过炉排的动作 对垃圾松散以及搅动 通过落差 使垃圾松散以及搅拌通过落差 使垃圾松散以及搅拌 固定炉排 Fixed Grate Rows 炉排组装图 6 H 根据焚烧炉上部的结构形式 最大限度地利用辐射热烘干垃圾 I 采用有余量的炉膛容积 确保烟气完全燃烧所需的停留时间 J 采用鼻状结构和二次风喷嘴的最优化配置 确保烟气和二次风充分混合 现实完全燃烧 K 使用高温空气 确保烟气搅拌所需的二次风风量 漏风孔漏风孔 Bypass Hole 块状垃圾块状垃圾 Massive Refuse 剪切刀的效果剪切刀的效果 采用鼻状结构和二次风喷嘴的最优化配置 有充分的搅动效果 Good Mixing by Nose Shape Construction and Optimized Arrangement of Secondary Air Nozzle 利用辐射热烘干垃圾 Utilization of Radiation Heat for Refuse Drying 焚烧炉形状的特长焚烧炉形状的特长 7 L 炉膛采用耐火砖 一部分采用空冷板砖 可以保持较高的炉膛温 M 采用热流体模拟 解析上述焚烧炉的形状 使之最优化通过自动燃烧控制 实现稳定的燃烧 各炉排拥有活动梁和固定梁 通过活动梁的动作 炉排反复进行前进后退动作 由此垃圾边燃 烧边被炉排运送 各炉排由 2 列构成 每列通过 2 个油缸 按 ACC 自动燃烧控制系统 控制的间 隔定速驱动 炉排的表面积能够将额定荷载状态下的热灼减率控制在 3 以下 有关各设备和系统 请参照详细的描述 3 2 各设备和系统的详细说明各设备和系统的详细说明 3 2 1 干燥炉排 燃烧炉排以及燃烬炉排 虽然标题所述各炉排的作用不同 但驱动原理完全是一样的 下列主要介绍驱动原理 1 各炉排可以遥控和就地运行 遥控运行时 在自动模式下 各炉排按重复前进 后退动作 在手 动模式下 仅作 1 个循环的动作 在就地运行时 通过操作燃烧装置控制盘 可以按下前进 停止 后退各按钮 进行微动 2 为了维修 在各炉排阀门组的进和出配管上设置手动停止阀 为了调节油缸速度 速度控制器设 置在进和出配管上 为了切换前进 后退的动作 使用 3 位电磁阀 3 各炉排由 ACC 的间歇定时功能控制 炉排速度为定速 定时的循环时间由自动燃烧装置决定 4 各炉排有几个停滞警报被定时器检出 该警报作为共同报警 发往 DCS 1500 200 10 0 m s 炉内温度分布 Furnace Temperature Profile 流速分布 Flow Velocity Profile 热流体模拟的实例热流体模拟的实例 8 3 2 2 剪切刀 剪切刀设置在燃烧炉排处 功能如 3 1 中的 炉排的特点 一列的燃烧炉排的剪切刀用一个液压 缸驱动 一台焚烧炉有二个液压缸 剪切刀的液压回路与炉排的液压相同 按定速进行前进和后退 油量由速度控制器调整 1 条焚烧线的剪切刀可以遥控和就地现场操作 遥控启动时 在自动模式下反复进行往复动作 在手动模式下 进行一个循环 3 2 3 液压驱动装置 本系统是为了液压驱动的推料器 炉排 剪切刀 料斗盖兼架桥破解装置以及排渣机而设置 由液压泵 油箱 液压油冷却器等组成 1 液压泵把液压油升压后 向各被驱动装置供油 泵的形式是叶片泵 2 各焚烧线设置 2 台液压泵 其中 1 台常用 另一台备用 如果在运行中液压泵出故障时 在自动 模式下 备用泵自动启动 3 液压泵既即可以遥控 也可以在就地现场启动 停止 4 油箱是为了储存液压动作油而设置的 液压油在通过油箱出口的过滤器后 被液压泵送到各驱动 装置 通过冷却器和入口过滤器后回到油箱 5 油箱的容量是 490 升 油箱装有温度开关 温度计 液位开关 液位仪 在温度 H 和液位 L 时 向 DCS 报警 6 油压由溢流阀调节 又由设置在输出侧的压力仪可确认压力 7 液压油冷却器是为了冷却液压动作油的回油而设置的 采用壳管式热交换器 3 2 4 炉排冷却装置 炉排被通过设置在炉排下面的渣斗的一次风冷却 同时为了提高炉排片的冷却效果 炉排片上 有散热片 一次风从活动炉排和固定炉排之间以及设置在炉排片上的通风孔均匀地吹出 因此炉排 很少烧损 通过从一次风风道分支出来的冷却空气配管和支撑炉排的双重梁 向设置在各炉排最上游的遮 蔽板提供冷却空气 炉排表面温度探测器设置在燃烧炉排上 它的状态一直被 DCS 监视 如果有 H 警报发给 DCS 的话 应调节一次风风量或手动调节温度 3 2 5 驱动装置润滑装置 手动泵 本系统是用手动泵的方式向炉排系统的轴承部位提供润滑的装置 通过操作手柄 向润滑油配 管中注入润滑油 经分流阀向必要的地方同时提供润滑油 9 4 焚烧炉系统焚烧炉系统 4 1 概要概要 本系统是为了焚烧垃圾 并将炉渣排到排渣机而设置的 本系统由下列设备和辅助系统组成 参照参照 附件附件 三三 1 三三 2 1 三三 2 2 焚烧炉本体 耐火材料 保温材料 炉排下的渣斗以及一次风风道 二次风风道以及喷嘴 落渣管 焚烧炉和锅炉之间的连接和密封部分 炉内火焰探测装置 探测器以及传送器 炉壁冷却装置 点火和辅助燃烧器 4 2 各设备和系统的详细描述各设备和系统的详细描述 4 2 1 焚烧炉本体 焚烧炉由炉排 锅炉传热管以及包括空冷板砖的耐火砖墙组成 空冷板砖可防止在炉壁上结渣 为了保护炉内的传热管不被高温及腐蚀性气体腐蚀 传热管用耐火材料涂覆 4 2 2 耐火材料 根据本公司长期的业绩 考虑到各处的耐热性 磨损性 传热性而选定各种合适的耐火材料 4 2 3 保温材料 在耐火砖层与炉壳之间充填岩棉和硅酸盐板 荷重较高的地方宜使用硅酸盐板 4 2 4 炉排下的渣斗和一次风风道 1 炉排下的渣斗 炉排渣斗设置在各个炉排的下面 在干燥炉排下设置 2 个 燃烧炉排下设置 6 个 燃烬炉排下 设置 4 个 为了避免漏渣的架桥现象 渣斗保持足够的倾斜角度和尺寸 如果发生熔融铝 焦油等 粘着的情况 可以用设置在渣斗的喷嘴定期喷水 冲落粘着物 2 一次风风道 一次风从垃圾坑上部抽取 然后从各炉排底部以足够的压力供给炉内 一次风由空气预热器和烟气空气预热器加热到要求的温度 该温度的设定值由自动燃烧设备决 定 为了防止低温腐蚀 进入烟气空气预热器入口的空气被预热到 80 以上 燃烧空气温度由蒸汽 式和烟气式空气预热器的旁路空气量控制 提供给各炉排的风量由自动燃烧设备根据垃圾质量 蒸汽发生量 要求的过量空气率等决定 风量由空气挡板控制 4 2 5 二次风风道及喷嘴 10 二次风从焚烧炉室和排渣机附近吸入 通过安装在前壁和第一隔墙的锅炉鼻状部的二次风喷嘴 吹入焚烧炉 该二次风的作用是防止炉内产生异常高温以及混合出适宜的可燃性气体 为了防止二 次风喷嘴的热损伤 始终维持最小的二次风风量 在垃圾热值较低时 为了防止炉温过低和氧气不足 对二次风进行预热 该预热温度由自动燃 烧设备决定 并根据在二次风空气预热器出口风道检测的温度 通过二次风预热器的旁路空气量进 行控制 风温的控制范围在 20 220 4 2 6 落渣管 炉渣料斗和溜管设置在燃烬炉排的后側 从燃烬炉排排出的炉渣进入排渣机 为了防止热辐射以及炉渣燃烧引起装置的热损伤 在炉渣料斗底部设置水冷套设备 在冷却水套和炉渣溜管上 设置检测冷却水异常高温的温度开关和炉渣溜管金属表面温度的传 感器 测出高温时 向 DCS 输出 H 警报 操作人员可根据警报分析是否发生冷却水堵塞 不足或炉 渣架桥 从炉排漏渣输送传送带排出的漏渣 经过专用的漏渣溜管引入炉渣溜管 4 2 7 焚烧炉和锅炉间的连接和密封 因锅炉和焚烧炉本体的热膨胀不同 它们的外壳之间用膨胀节连接以吸收热膨胀 4 2 8 炉内火焰探测器 炉内的火焰由设置在焚烧炉后壁的 CCTV 摄像机进行监视 中央控制室内设置电视监视器 用 水冷防止摄像机的热损伤 用空气清扫防止摄像机的污损 4 2 9 探测器和传送器 为了本焚烧厂的运行和控制 与自动燃烧控制系统有关的探测器和传送器均是必需的 焚烧炉 系统的探测器和传送器如 P ID 燃烧系统 TI 00 03 003 所示 4 2 10 炉壁冷却装置 本系统是为了防止结渣的附着和增大而设置 空冷板砖设置在燃烧炉排上面两侧的炉壁 为了防止焚烧炉炉壁上结渣 本焚烧厂的焚烧炉炉壁冷却装置采用空冷板砖结渣是灰熔融后的 固化物 由于垃圾局部高温燃烧或垃圾热值急剧上升而附着在炉壁上并增大 该现象会缩短耐火砖 的寿命 降低垃圾焚烧的能力 本空冷板砖装置是将常温空气送到耐火砖的背面 降低耐火砖的表面温度 从而防止结渣 提 高耐火砖的寿命 它有如下特长 结渣的附着 生长少 延长耐火砖的寿命 砌耐火砖的施工方法简单化 缩短砌耐火砖的工期 节省耐火砖修理费用 耐火砖的局部维修简单化 炉壁的冷却效果 能够抑制氮氧化物的产生 缩短焚烧炉的启动 停止时间 11 空冷板砖装置的原理和结构空冷板砖装置的原理和结构 结渣是垃圾中的无机物在高温下熔融而生成的物体 熔融附着温度约在 1000 1100 对此 空冷板砖如图 空冷板砖结构图 所示 在耐火砖的背面送入常温的空气 利用与热交换器相 同的原理 使耐火砖的表面温度冷却到 700 800 从而防止结渣的附着 焚烧炉的冷风机从锅 炉房吸入冷却空气 然后经过空气室 由冷却空气引风机排放到一次风吸风室 由此 被冷却空气 所带走的热量被更有效地利用 为了避免焚烧炉内的烟气漏进空气室 同时尽可能避免冷却空气漏 进炉膛 空气室保持微小的正压 外壳外壳 炉体钢结构炉体钢结构 梁梁 空气入口空气入口 供气室供气室 耐火砖承受梁耐火砖承受梁 吸入管吸入管 供气调节挡板供气调节挡板 外壳外壳 第二外壳第二外壳 第一外壳第一外壳 耐火砖承受耐火砖承受 板板 空气出空气出 口口 螺栓座螺栓座 炉排炉排 空冷板砖空冷板砖 空气出口空气出口 约 100 冷却空气入冷却空气入 口口 约 20 排气室排气室 空空 冷冷 板板 砖砖 组组 装装 断断 面面 图图 12 4 2 11 点火和助燃燃烧器 本系统是为了在焚烧炉启动时 提高炉温而设置的 由以下设备构成 点火燃烧器 点火燃烧器用燃烧风机 消音器 挡板 配管 阀和仪表 点火燃烧器控制盘 点火燃烧器具有 5 41kW 的加热能力 使用的燃料是天然气 点火燃烧器以 15 的倾角安装在焚烧炉后壁的外壳上 该角度与炉排的倾角相同 点火器由天然气燃烧器本体 点火器 点火气阀单元 天然气阀单元 燃烧空气单元 冷却空 气挡板及附件组成 在 DCS 和就地均可操作燃烧器点火定序器和燃烧器风机的起动和停止 如果安全上的任一条件没有达到 安全保护电路将使点火燃烧器不能工作 在 IDF 运转中 若 天然气压力正常 燃烧器风机运转正常 燃烧器安装正常 燃烧空气压力正常等所有条件均已达到 要求 就会向就地控制盘发出 燃烧器点火准备结束 指令 天然气流量控制模式处于自动时 也向 DCS 发出指令 而且表示天然气流量控制模式的信号送入 DCS 显示为 选择远程 最初的点火火焰 由用点火器将高电压电火花点着的天然气形成的火焰 利用主管道的天然气 使其形成燃烧器火焰 装在燃烧器上的火焰探测器对燃烧器火焰进行探测 如果测不到火焰 探测器向就地控制盘和 DCS 发出 熄火 警报 点火燃烧器控制盘的点火定序器选用自动模式时 点火运行将自动进行 并形成火焰 在维修 和试车时亦可手动运行 燃烧器的天然气消耗量可在就地操作盘用手动 或 DCS 用自动或手动控制 DCS 为串列控制 时 可以控制天然气的流量 使炉内温度与设定值不产生偏差 这时燃烧空气的空气量由设置在空 气风道中的燃烧空气控制挡板控制 燃料与空气的比例 在就地控制盘通过控制燃料流量进行适当的控制 燃烧器即使没有点火 为了保护挡板不被烧损 空气挡板被固定在冷却空气能吹到燃烧器的位 置 点火燃烧器具有燃烧器停止和紧急停止的功能 如果 燃烧器停止 动作的话 燃烧器停止定序器 开始工作 然后燃烧器熄火 燃烧器风机在燃烧器停止时还继续运行 这时燃烧器的运行状态转变 成冷却运行 如果 紧急停止 动作的话 天然气断流阀在瞬间关闭 然后燃烧器风机也停止 如果有要求的话 为了降低电力消耗 也可从二次风风机等焚烧厂工艺运行用的风机提供冷却 空气 为了降低噪声 在风机的吸入口设置消音器 13 本系统是为了焚烧炉起动时提升炉内温度和炉内温度降低时保持温度而设置 由以下设备组成 辅助燃烧器 辅助燃烧器用燃烧风机 消音器 挡板 配管 阀以及仪表设备 辅助燃烧器控制盘 辅助燃烧器的运转 操作与点火燃烧器相同 不同的是 加热能力 安装位置以及具有炉内温 度降低时自动点火的功能 就此 3 点作如下描述 辅助燃烧器的加热能力为 10 82MW 燃料是天然气 辅助燃烧器设置在锅炉第一烟道的侧壁 每台锅炉安装 1 台 在炉内温度低于 850 点火和天然气流量控制的运行模式都选择在自动模式时 辅助燃烧器 的点火定序器开始动作 然后在最小燃烧状态下点火 在试车时已预先依据炉内压力和温度的实际 变动调整好天然气流量的增加速度 当炉内温度低于 850 辅助燃烧器起动并促使炉内温度恢复后 在焚烧炉能够以适当的温度连续运行时 天然气流量逐渐减小到最小流量 然后辅助燃烧器自动熄 火 5 自动燃烧设备自动燃烧设备 另有详细说明另有详细说明 ACC 控制原理控制原理 5 1 自动燃烧控制的说明 为了达到锅炉主蒸汽发生量和垃圾供应的稳定化 热灼减量最小化 降低污染物的排放 设置 了自动燃烧控制 自动燃烧控制在 DCS 和 DCS 操作站上实现 自动燃烧控制包括下列 6 个主要控制 锅炉主蒸汽流量控制 垃圾层厚控制 垃圾燃烧位置控制 热灼减量最小化控制 燃烬炉排上部温度控制 炉内温度控制 烟气氧气浓度控制 5 2 自动燃烧控制功能 5 2 1 锅炉主蒸汽流量控制 锅炉主蒸汽流量控制是自动燃烧控制 ACC 的主要控制环路 通过下述的垃圾层厚控制 能够定量的供应燃烧炉排上的垃圾 使锅炉主蒸汽流量控制起到最 佳的作用 14 锅炉主蒸汽流量控制 对燃烧炉排的一次风流量进行调整 使主蒸汽流量稳定化 锅炉主蒸汽的流量设定值是用于计算垃圾焚烧量 标准空气量等的主要数据 5 2 2 垃圾层厚的控制 通过测量燃烧炉排第一层垃圾的上下压差 计算垃圾层厚 调整推料器 干燥炉排以及燃烧炉排的速度 使燃烧炉排上的垃圾层厚稳定化 垃圾的稳定供应 是为了防止因垃圾供应不足或过剩而引起的炉内温度降低 另外 可以维持干燥炉排和燃烧炉排之间的落差 使进入燃烧炉排的垃圾块容易破碎 流量传送器 Flow Transmitter 除法计算 Divider 压差传送器 D P Transmitter 燃烧空气流量 Combustion air flow 燃烧炉排 Main grate 垃圾 Waste 焚烧炉内部 Furnace inside 垃圾层厚计算值 Calculated refuse layer thickness 垃圾层厚测量垃圾层厚测量 Refusee Layer Thickness Measurement 15 5 2 3 垃圾燃烧位置的控制 根据垃圾质量的变化 在炉排上垃圾燃烧的位置会前后移动 例如 垃圾的 LHV 降低时 垃圾 的燃烧位置往下游移动 垃圾燃烧位置控制能适当控制炉排上的垃圾燃烧位置和燃烬位置 垃圾燃烧位置的控制 是监视燃烬炉排上部的温度 通过调整燃烧炉排的速度 使燃烧和燃烬 位置保持在适当的范围 5 2 4 热灼减量最小化控制 燃烬炉排上部温度控制 热灼减量最小化控制 是通过测量燃烬炉排上部的温度 预测未燃烧垃圾位置 并根据测定的 温度 在调整燃烬炉排底部风量的同时 调整燃烬炉排的速度 从而处理未燃烧垃圾 5 2 5 炉内温度的控制 如果炉内温度温度稳定 蒸汽的发生量也同样稳定 烟气中的污染物排出量也能降低 炉内温度的控制 是通过调整二次风流量使温度稳定 5 2 6 烟气氧气浓度的控制 烟气中的一氧化碳浓度与烟气中的氧气有关 空气不足时 一氧化碳浓度上升 氧气浓度下降 烟气氧气浓度的控制 是通过调整燃烬炉排下的风量 使氧气浓度稳定 6 空气供给系统空气供给系统 6 1 一次风供给系统一次风供给系统 本设备是向焚烧炉内提供一次风 并根据垃圾的热值 使一次风预热到要求的温度而设置 由 以下设备及辅助系统组成 一次风风机 一次风风机吸入消音器 一次风预热器 烟气空气预热器 一次风控制挡板 6 1 1 一次风风机 1 一次风风机是单侧吸入涡轮式风机 2 一次风风机从垃圾坑吸入空气 并将其作为燃烧空气从炉排下的渣斗向各炉排提供空气 这时 空冷板砖处的冷却空气被混合到一次风吸入室 由此 一次风风机入口温度被升高约 20 为 了防止吸入异物对机器造成损伤 在垃圾坑的吸风口设置金属网 3 无论 DCS 或在就地 均可起动 停止一次风风机 为了保护一次风风机的电机在起动时不会超负 荷 当一次风压力控制挡板的开度超过 5 时 连锁将使风机不能起动 16 4 为防止振动传递到一次风风道和建筑物 采用防振垫和膨胀节 6 1 2 一次风风机吸风口的消音器 为了降低吸入空气时的噪声水平 在一次风风机吸风口的风道上设置消音器 6 1 3 一次风预热器 为了预热一次风 设置一次风预热器 该预热器为 2 段式 各段分别使用高压蒸汽和中压蒸汽作加 热媒介 鉴于从垃圾坑吸入的空气可能比较脏 预热器采用裸管 6 1 4 烟气空气预热器 1 烟气空气预热器是将一次风预热器加热过的一次风再加热到要求温度的设备 2 由于低 LHV 垃圾所需的一次风温度高于高压蒸汽的饱和蒸汽温度 所以必须利用高温烟气作为 加热媒介 该烟气空气预热器设置在过热器传热管束的上游 3 烟气空气预热器的传热管表面用伸缩型吹灰器清扫 6 1 5 一次风控制挡板 1 为了控制一次风进炉的风压 在一次风风机的吸风口设置一次风压力控制挡板 压力在烟气空气 预热器的出口处检测 由一次风压力控制器控制为恒压 也可手动控制 2 为了控制一次风温度 设置了一次风预热器主挡板 A 一次风预热器旁路挡板 B 和燃烧空气温度 控制挡板 C 挡板 A 设置在一次风预热器出口风道 挡板 B 设置在一次风空气预热器的旁路风 道 在热风和常温风混合的下游测量预热空气的温度 通过 A 或 B 挡板中的一个开和一个关 由一次风预热器出口温度控制器 TICA 控制温度 在串级模式时根据垃圾热值的函数进行 控制 在自动模式时自动控制恒温 挡板 C 设置在一次风预热器和烟气空气预热器双方的旁路 风道上 燃烧空气的温度 在烟气空气预热器加热的空气和常温空气混合地点的下游测量 该 温度由燃烧空气温度控制器 TIC 根据本挡板的开度和 TICA 的变更设定值进行控制 在级联模 式时根据垃圾热值的函数控制 在自动模式时自动控制为恒温 3 自动燃烧控制系统 ACC 对各炉排的空气流量控制挡板进行自动控制 然后在各流量控制挡板的 入口测量风量 为了调整燃烧状态和蒸汽产生量 用自动燃烧控制系统 ACC 演算必要的风量 上述挡板皆可以级联 自动 手动模式加以控制 在手动模式时 操作员亦可调整各段炉排的 燃烧空气流量 4 除了上述的作用之外 为了使热灼减量最小化 燃烬炉排的风量控制挡板也被燃烬炉排上部的温 度控制器自动控制 6 2 二次风供给系统二次风供给系统 本设备是为了使可燃性气体完全燃烧 调节炉内温度和调整烟气中氧气浓度而向炉内供应空气 的设备 由下列设备和辅助系统组成 二次风风机 二次风风机消音器 二次风预热器 二次风控制挡板 17 6 2 1 二次风机 1 二次风风机是单侧吸入涡轮式风机 2 二次风风机从垃圾坑区域和排渣机附近吸入空气 通过二次风喷嘴供给炉内 为了避免吸入损害 机器的异物 在各吸风口设置金属网 3 可在 DCS 或就地操作二次风风机的起动或停止 若二次风流量控制挡板的开度超过 5 时 为 避免二次风风机电机起动时的超负荷 连锁锁定使之不能起动 4 为防止振动传递到二次风风道和建筑物 采用防振垫和膨胀节 6 2 2 二次风风机吸风口消音器 为降低各吸风口吸入空气时产生的噪音水平 在吸入风道上设置二次风风机消音器 6 2 3 二次风预热器 为了预热二次风 设置二次风预热器 该预热器为 2 段式 各段使用高压蒸汽和中压蒸汽作为加热 媒介 考虑到从垃圾坑区域吸入的空气可能比较脏 预热器采用裸管 6 2 4 二次风控制挡板 1 炉内温度经由二次风流量控制器以级联模式控制二次风流量控制挡板 而二次风的流量由二次风 流量控制挡板控制 该挡板拥有级联 自动 手动的控制模式 设置在二次风风机吸入侧 风 量在该挡板的入口处测量 2 为了控制二次风的温度 设置了二次风预热器挡板 A 和二次风预热器旁路挡板 B 挡板 A 设置 在二次风预热器出口风道 挡板 B 设置在二次风预热器的旁路风道 预热的空气温度在热风和 常温空气混合点的下游处测量 通过 A 或 B 挡板中的任何一个开 另一个关 由二次风温度控 制器 TIC 在级联模式时根据垃圾热值的函数控制这个温度 或在自动模式时自动控制成恒 温 3 为了确保足够的氧气浓度 除上述描述之外之外 二次风流量控制挡板也被布袋除尘器出口的氧 气浓度信号自动控制 7 余热锅炉系统余热锅炉系统 7 1锅炉和省煤器系统锅炉和省煤器系统 参照参照 附件附件 四四 1 7 本系统是为了回收垃圾燃烧的热量 生产发电所需的蒸汽而设置的 由以下装置和子系统构成 锅炉 省煤器 过热器 由一次 二次 三次过热器构成 安全阀和放气消音器 过热减温器 氮气供应装置 18 锅炉排泄水系统 清扫装置 振动装置和吹灰器 锅炉水质管理系统 锅炉的特点 1 考虑燃烧负荷的变动 因为焚烧垃圾的热值随时都在变动 所以无法避免燃烧气体的成分 烟气量 烟气温度等发 生急剧变化 为了尽可能减少这些变化 实现稳定的运行 设置了焚烧炉自动燃烧系统 但锅炉本身也需 要能稳定地吸收这些变化 从众多的业绩来看 卖方确认 自然循环式水管锅炉能充分满足这些要求 即 这种锅炉在拥有有余量的蒸汽汽包的同时 锅炉整体拥有相当大的水量 因此即使燃烧 时有急剧的变化 这种锅炉也可稳定地吸收该变化的影响 2 结构上的注意点 在选择锅炉时 有自然循环式 强制循环式 贯流式等方式 它们各有优缺点 一般来说 强制循环方式由于使锅炉水能够强制循环 可以任意配置传热管 但是 采用这 种方式时需要另配循环泵 同时还要留意运行费用的上升和维修管理 采用自然循环方式 可以说与上述情况完全相反 另外 锅炉的水管壁全部采用薄膜结构 由于采用薄膜结构 锅炉变成完全密封的结构 拥 有足够的强度 可以自立 采用本结构的锅炉本体可以自行坐立在焚烧炉本体以及锅炉支撑上面 但进一步考虑到地震 的因素 在水平方向也采用部分的支撑 请参照下一页的 薄膜水冷壁水管壁以及外壳施工图 降低传热面腐蚀方法的描述降低传热面腐蚀方法的描述 1 对燃烧气体中所含飞灰引起的问题的考虑 隔热材 料 波纹状彩钢板 薄膜水冷壁水管壁 炉 内 薄膜水冷壁水管壁以及外壳施工要领图薄膜水冷壁水管壁以及外壳施工要领图薄膜水冷壁水管壁以及外壳施工要领图 19 燃烧气体中含有的飞灰所引起的问题 主要表现在接触传热部的管束附着 堵塞 进而引起通风障 碍或降低传热性能 如果进一步发展 会降低焚烧炉的运行能力或使传热管部的烟气温度上升 加快传 热管的腐蚀 为了防止因飞灰而引起的问题 設計采取下列措施 1 在进入管束之前 使烟气的流动以足够的速度翻转 尽可能地离心分离烟气中的飞灰 2 在进入管束之前 保持足够的烟道长度 使可燃气体充分燃烧 且将烟气降低到合适的温度 3 传热管的水循环保持良好状态 管壁保持合适的温度 4 选择合适的管束间的管距 5 在管束中 使烟气保持合适的速度 防止因飞灰而引起的管道磨损和飞灰粘着 6 为了不使飞灰的粘着发展 配置机械式清扫装置 捶击系统 以及吹灰器进行清扫 7 为了防止飞灰的堆积 采用卧式锅炉 焚烧炉产生的燃烧气体进入管束之前 进行完全充分地燃烧 在通过水冷壁围着的第 1 2 以及第 3 烟 道期间 将最高烟气温度降到 650 以下 在第 2 烟道的出口使烟气翻转 180 后上升 流入管束 这时大量的飞灰因离心力被震落 本锅炉的管束由烟气空气预热器 过热器 蒸发管 省煤器组成 是角管锅炉的独特形式 该形式可拥 有较大的传热面积 并且可确保良好的水循环 考虑到高温腐蚀 故将过热器设置在管束出口处烟气温度较低的区域 锅炉产生的所有蒸汽进行过热 为汽轮机提供优质的蒸汽 管束对于所有的烟气流均为垂直布置 能够切实保证接触传热 在烟气含有大量飞灰的余热锅炉中 也 有将传热管与烟气的流向平行布置的方式 但从防止飞灰粘着角度讲 传热管的管距以及粉尘的去除效 果比传热管的布置方向相更重要 在设计了足够的管距的同时 也设置了清扫装置 可以进行充分的清扫 2 烟气中所含腐蚀成分引起的高温腐蚀和低温腐蚀的对策 在垃圾的烟气中含有氯化氢和氧化硫物质 需要注意高温腐蚀 所采取的对策是用计算机对流动形式进行模拟 使燃烧室的形状最优化 并在防止局部燃烧引起高温 的同时 对必要的面积进行涂层处理 考虑到过热器的高温腐蚀 将过热器布置在烟气温度较低的区域 同时额定蒸汽温度定在 400 另外 关于低温腐蚀请参照附图 管壁温度与腐蚀速度的关系 本方案中 锅炉汽包的运行压力为 5 25MPa 水温为 267 锅炉供水温度为 130 附图是碳钢钢管的图纸 根据此次垃圾的成分推算烟气中的水分 氧化硫 SO2 转换成三氧化硫 SO3 的转换率 所得出的露点温度为 115 135 虽然锅炉供水的温度处于低温腐蚀区域范围 但露点温度与 SO2 转换成 SO3 的转换率有关 所以供应方将与采购方就省煤器管束材质事宜进行商 谈 是否需要采用耐腐蚀钢管 锅炉上部以及除上述部分之外的省煤器传热管的管壁温度在露点以上 不需采取防低温腐蚀措施 成都威斯特再生能源有限公司 CDWTE PX 001 2007 20 管壁温度与腐蚀速度的关系 100 2000600400500300700800 腐蚀速度腐蚀速度 露点露点 管壁温度管壁温度 腐蚀区域腐蚀区域 320480 电化学腐蚀的区域 因氯化铁或碱铁硫酸盐的分解而 引起的腐蚀 因氯化铁或碱铁硫酸盐的形成 而引起的腐蚀 气相中的腐蚀气相中的腐蚀 150 备注 露点温度因烟气中的水分含量和从 SOx 转换成 SO3 SO3浓度 的转换率不同而异 150 的温度是水分 20 SO3浓度 20ppm 的条件下的露点温度 成都威斯特再生能源有限公司 CDWTE PX 001 2007 21 7 2 各系统和设备的详细说明各系统和设备的详细说明 7 2 1 锅炉锅炉 本锅炉利用回收垃圾焚烧所产生的热量 生产蒸汽 在清洁状态下 MCR 运行时的蒸汽产量为 36 1t h No 3 过热器出口的蒸汽条件为 4 1MPa A 400 锅炉的运行压力为 5 25MPa A 本锅炉为单体式的自然循环式水管锅炉 由蒸汽汽包 降水管 集管 膜式水冷壁 蒸发管束组成 锅炉汽包水经布置在锅炉水冷壁外侧的降水管引入底部集管 在吸收烟气热量的同时流经锅炉水冷壁和 蒸发管 回到汽包 蒸汽在饱和状态下产生 在汽包内从汽水状态分离 7 2 2 省煤器省煤器 烟气在锅炉完成热交换之后被导入省煤器 省煤器是为了在锅炉给水被送入汽包之前 利用锅炉 给水吸收烟气中的余热而设置的 就设计上而言 当 MCR 运行时 省煤器可将烟气温度降低到 190 清洁状态 至 240 脏污状 态 之间 7 2 3 过热器过热器 为了用高温烟气使饱和蒸汽过热 而设置了过热器 各过热器的布置和材质根据卖方多年的经验而 定 7 2 4 安全阀和放气消音器安全阀和放气消音器 为阻止锅炉压力超过设计压力值而设置了安全阀 包括安装在汽包上的安全阀和安装在 No 3 过热器 出口主蒸汽配管上的安全阀 这些安全阀的总放气容量超过锅炉的蒸汽产量 排放蒸汽经过消音器引到 室外 7 2 5 过热减温器过热减温器 过热减温器是为了通过喷射锅炉给水 控制各过热器出口温度而设置的 No 1 过热减温器设置在 No 1 过热器的下游 No 2 设置在 No 2 过热器的下游 过热减温器是孔板式的 其配位置拥有足够的距离以利水珠蒸发 7 2 6 氮气供应配管氮气供应配管 为了在锅炉长期停止运行期间保护过热器不被腐蚀 设置氮气供应配管设备 也可用于锅炉和高压 配管的氮气封存 7 2 7 锅炉排污装置锅炉排污装置 本设备是为处理锅炉排泄水而设置 由以下装置组成 连续锅炉泄水装置 连续泄水闪蒸罐 间歇泄水闪蒸罐 排泄水冷却器 1 在锅炉传热管内 水面的平衡条件因受热等外界因素被破坏时 管表面会形成沉淀物 颗粒状水垢 水中的污染物有自己的溶解度 超过该溶解度就会析出污染物 在水接触高温表面 污染物的溶解 度随温度上升而降低时 会从表面析出 产生水垢 锅炉水垢或沉淀物的基本成分是吸收了这些沉 淀物的磷酸钙 碳化钙 氢氧化镁 硅酸镁 氧化铁等各种化合物和二氧化硅等 对于高温状态下 成都威斯特再生能源有限公司 CDWTE PX 001 2007 22 运行的锅炉来说 沉淀物会降低传热性能 还有引发传热管穿孔的危险 因此锅炉排污水是为了排 出锅炉内的污染物 2 为了避免上述问题 实施连续排污 从汽包连续排泄锅炉水 排污水量约为蒸汽产量的 1 由流 量计 F1 测量并予以显示 3 连续排污水量与自动燃烧设备所设定的蒸汽产量成比例 用手动调节 4 间歇排污水管设置在汽包底部和锅炉底部集管 因锅炉压力较高 在这些配管上安装双重手动断流 阀 5 锅炉排泄水的被送入连续泄水闪蒸罐 进行闪蒸而变成蒸气 排泄水中所含的能量并因此而消散 热量通过向锅炉水闪蒸而消散 锅炉水温約 267 5 25MPa A 的饱和水温度 会在除气器的运 行压力 0 27MPa A 下闪蒸 闪蒸蒸汽被送入除气器 6 锅炉排泄水从上述闪蒸罐送入间歇排泄水闪蒸罐 此外 吹灰器配管暖机的高压蒸汽的排水 还有 停炉后的锅炉排放水也送入该闪蒸罐 该闪蒸罐的运行压力是大气压 闪蒸蒸汽通过排气管排放到 室外 7 间歇排泄水闪蒸罐内的锅炉水送至排泄水冷却器 8 排泄水冷却器是为了冷却约 100 的锅炉排泄水和排放水而设置 该温度的水不适合废水处理设备 的运行 所以 需将水温冷却到 60 冷却水的水量用手动阀调节 出入口的温度可用就地仪表确 认 7 2 8 清扫装置清扫装置 本系统是为了确保传热效率 清除锅炉传热管和烟气空气预热器上的附着烟灰而设置 由以下设备 组成 振打装置 振打装置控制盘 伸缩式吹灰器 吹灰器控制盘 吹灰器清扫风机 各种阀门 1 为了通过锤击的冲击力使附着在蒸发器和省煤器上的烟灰掉落而设置振打装置 该装置由振打装置 控制盘自动控制 也可从远程或设置在就地的操作盘操作 2 4 台伸缩式吹灰器是为了吹掉附着在空气预热器上的烟灰而设置 这些吹灰器是通过喷出蒸汽吹掉 烟灰 吹灰压力在试运行时分别调整 烟气空气预热器的环境温度在 500 以上 所以采用长伸缩 式吹灰器 3 吹灰器可通过吹灰器控制盘连续操作 可通过远程或就地控制盘操作 4 选用自动操作模式时 主蒸汽阀和排泄阀由起动信号打开 进行蒸汽配管暖机运行 为了防止泄水 损伤传热管 应保留充足的暖机时间 在暖机运行完成后 排泄阀关闭 按顺序向各吹灰器喷出蒸 汽 5 吹灰器的清扫风机将锅炉飞灰输送机的轴冷风机供应的热风升压 并将升压后的热风提供给各吹灰 器 以防止管道腐蚀 如果烟气反流到吹灰器内 烟气中的蒸汽会凝结 吹灰器部件会被盐酸和硫 酸腐蚀 6 吹灰器的清扫风机既可由 DCS 也可由就地起动 停止 7 吹灰器的清扫风机使用热风 所以该风机需要保温 7 2 9 锅炉水质管理控制装置锅炉水质管理控制装置 成都威斯特再生能源有限公司 CDWTE PX 001 2007 23 为监视锅炉水 锅炉给水和蒸汽而设置了本装置 也是为了控制锅炉水质而注入相应化学药剂的设 备 由以下装置构成 取样冷却器 用于锅炉水 锅炉给水 和饱和蒸汽 化学药剂注入装置 化学药剂注入装置控制盘 PH 仪和电导率计 1 为了将抽样的锅炉排泄水冷却到 60 以下 设置锅炉排泄水取样冷却器 为了确认冷却水量 在取 样冷却器出口安装就地温度计 取样水量由针阀调节 2 为了便于操作员管理和控制锅炉水 在 DCS 上显示仪表测量的取样水 PH 值和电导率 3 如果 PH 值和电导率在控制范围外 操作人员可以边监视 PH 值和电导率 边操作间歇排泄管的阀 门 排放锅炉水 这样 沉淀物和颗粒状水垢从锅炉排出 如果有必要的话 操作员应改变化学药 剂的注入量 4 省煤器入口处和锅炉饱和蒸汽管上的取样冷却器 其原理与锅炉排泄水取样冷却器相同 这些取样 冷却器进行定期操作 PH 值和电导率不做连续监视 5 化学药剂注入装置由化学药剂罐 搅拌机和注入泵构成 药剂有用于锅炉水控制的磷酸钠和用于短 期停炉时的保护剂 每台锅炉设一台磷酸钠注入泵 另有 1 台公用备有泵 该泵采用柱塞泵 注入 量由泵的行程调节 磷酸钠从省煤器入口的配管注入 6 保护剂为脱氧剂和挥发性胺 整厂设置 1 台保护剂注入泵 另备一台备用 该泵采用隔膜泵 注入 量的调节与磷酸钠注入泵相同 这 2 种药剂作为保护剂在注入罐中混合 从省煤器入口配管注入 7 在注药装置的控制盘 对泵和搅拌机的运行以及罐内液位的监视进行控制 运行基本上仅在就地进 行 罐内液位低的警报和运行状态由 DCS 监视 8 烟气净化系统烟气净化系统 8 1 说明 本系统系用于去除烟气中的有害污染物质 粉尘 氯化氢 氧化硫 重金属类及二恶英等 首先 在烟气冷却塔内喷射雾水 使烟气降至合适的温度 其次 在适当的温度下 向位于 烟气冷却塔与袋式除尘器之间的烟气管道内喷射消石灰干粉 使其与燃烧烟气中的氯化氢 氧 化硫 氟化氢发生如下化学反应 SO3 Ca OH 2 CaSO4 H2O SO2 Ca OH 2 CaSO3 H2O 2HCl Ca OH 2 CaCl2 2H2O 2HF Ca OH 2 CaF2 2H2O 二恶英和水银等重金属被与消石灰一起吹进来的活性碳所吸附 袋式除尘器去除活性碳 反 应生成物及粉尘 然后飞灰由运送设备送至飞灰稳定化设备 烟气净化系统的最大设计 HCl 和 SOx 的浓度如下 HCl 1 750mg Nm3 干基 11 氧 SOx 400mg Nm3 干基 11 氧 干式烟气净化系统的特征如下 1 易于维护 本系统是直接将消石灰粉喷入烟气管道中 属于完全的干式系统 而且烟气冷却塔也设 计成完全蒸发型 故几乎不会在冷却塔侧壁上产生结块 附着等问题 此外 由于冷却水喷 雾喷嘴的维修频率低 因此干式系统在维护方面占有很大的优势 2 利用流体分析使烟气冷却塔的设计既紧凑又达到最优化 供应方独有的技术 成都威斯特再生能源有限公司 CDWTE PX 001 2007 24 3 水喷雾采用适用范围广且可喷出微细颗粒雾的二流体喷雾喷嘴 可充分发挥其优良性能 4 本系统针对负荷的变动具有良好的控制性 很适合垃圾焚烧厂使用 5 系统整体的压差很低 可节省 IDF 引风机 的动力 6 供应方在日本建设了许多垃圾焚绕厂 实际验证了本系统具有优越的运行性能和可靠性 是非 常成熟的技术 7 本系统集成性高 易于操作 8 烟气净化系统达到废水零排放 干式烟气净化系统由下列设备组成 烟气冷却塔 袋式除尘器 化学药品储存及喷射设备 垃圾焚烧炉的烟气被引人烟气冷却塔后 由压缩空气将雾化的冷却水喷入烟气内并蒸发 从 而调节烟气温度 此温度控制在最适于进行反应的范围 如此可去除酸性气体 且滤袋也不会因 反应生成物 氯化钙 的潮解而产生问题 温度调节后 粉状化学药品 消石灰和活性碳 被喷入烟气 之中 消石灰与酸性气体发生反应 而烟气中的二恶英和水银等则被活性碳吸附 之后烟气被引 入袋式除尘器 反应生成物 氯化钙 亚硫酸钙 硫酸钙等 和活性碳在通过滤袋时被分离出来 在袋式除尘器的干净烟气一侧配有压缩空气分配管 分配管喷气所产生的脉冲定期清扫 在线 清扫 附着在滤袋上的飞灰 通过计算器分析进行设计 袋式除尘器构造 成都威斯特再生能源有限公司 CDWTE PX 001 2007 25 Lime supply system 消石灰供应设备 Flue gas cooler 烟气冷却塔 CHEMICALS STORAGE AND INJECTION 化学药品储存及喷射设备 FURNACE焚烧炉 ECONOMIZER省煤器 FLUE GAS COOLER 烟气冷却塔 BAG FILT
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