垃圾焚烧循环流化床锅炉设备治理与运行优化

来源:用户上传      作者: 张雪川 张雪敬 韩伟利

　　摘 要：根据我国目前最好的解决城市生活垃圾问题，最好的办法是焚烧发电方法，主要取决于我国的垃圾的成分，其次是经济水平和技术条件，以及地理、水文、环境、城市规划等方面的因素。
　　关键词：垃圾焚烧； 循环流化床
　　中图分类号：TK227 文献标识码：A 文章编号：1006-3315(2011)11-178-001
　　
　　 循环流化床焚烧炉适合燃烧低热值燃料，循环流化床是一种洁净燃烧方式，燃料适应性广，负荷调节性能好、幅度大。
　　 （1）焚烧炉渣的灼热率约为1％～3％；
　　 （2）焚烧炉内垃圾处于悬浮流化状态，为瞬时燃烧，飞灰量大，飞灰量是炉排炉的3～4倍；[2]
　　 （3）流化床炉起炉和停炉较为方便；[2]
　　 （4）燃烧效率高，气相中残留有极少量的CO等可燃物；减少金属酸性腐蚀，发电效率较高;
　　 （5）可以混烧多种废物，但是进料越均匀越好；[2]
　　 （6）物料处于悬浮状态，烟气流速高，对焚烧炉的冲刷和磨损比较严重。[2]
　　循环流化床垃圾焚烧炉在运行中常见问题：
　　 1.由于是垃圾与煤混烧，在运行中很容易发生结焦。
　　 2.运行过程中经常发生水冷壁管磨漏、爆管现象。
　　 3.我公司锅炉目前运行正压非常大，还没有很好的解决办法。
　　 4.我公司锅炉本体内的水冷壁管、蒸汽管与空预器管，也经常发生腐蚀爆管。
　　一、课题研究内容
　　 随着人类文明的进步和人口的增长，生活垃圾的产量不断增加，垃圾的成分随着物质、生活的丰富而日趋复杂，有害成分也日渐增多，垃圾问题已成为社会公害。所以城市垃圾的无害化、减量化和资源化处理已迫在眉睫。
　　 循环流化床是近年发展起来的一种新型高效、低污染、清洁燃烧技术循环流化床燃煤锅炉，基于循环流化态的原理组织煤的燃烧过程，以携带燃料的大量高温固体颗粒物料的循环燃烧为重要特征。固体颗粒充满整个炉膛，处于悬浮并强烈掺混的燃烧方式。
　　 我厂使用的循环流化床生活垃圾焚烧锅炉，具有燃烧效率高、污染物排放低、对垃圾种类适应范围广并且可以加煤助燃，是综合性能优越的焚烧炉。本厂采用单锅筒、自然循环、膜式水冷壁、圆形绝热分离器、U型返料器、外置高温过热器等技术结构，该锅炉适用于生活垃圾和煤混烧，产生的蒸汽用于发电、供热。
　　 本课题主要研究的是针对循环硫化床垃圾焚烧炉在运行中常见的问题，例如由于是垃圾与煤混烧，在运行中很容易发生结焦；运行过程中经常发生水冷壁管、蒸汽管与空预器管磨漏、爆管现象；锅炉运行的正压现象等问题进行研究，并通过理论与实践相结合，解决生产实际困难，为安全生产做保证。
　　二、研究内容及阶段性成果
　　1.垃圾与煤混烧，在运行中的结焦问题
　　 预热后的一次风（流化风）经风室由炉膛底部穿过布风板送入，使炉膛内的物料处于快速流化状态，燃料在充满整个炉膛的惰性床料中燃烧。较细小的颗粒被气流夹带飞出炉膛，并由飞灰分离装置分离收集，通过分离器下的回料管与飞灰回送器（返料器）送回炉膛循环燃烧；燃料在燃烧系统内完成燃烧和高温烟气向工质的部分热量传递过程。烟气和未被分离器捕集的细颗粒排入尾部烟道，继续与受热面进行对流换热，最后排出锅炉。
　　 在这种燃烧方式下，燃烧室密相区的温度水平受到燃煤过程中的高温结渣、低温结焦和最佳脱硫温度的限制，一般维持在850℃左右。
　　2.管磨漏、爆管问题
　　 本厂在运行过程中发现经常有磨漏、爆管等现象的出现。这样会造成受热面磨损程度非常严重，并且爆管问题成为了制约锅炉连续运行的最大问题。经过分析，总结造成爆管的原因为：有些设备布置得不太合理以至于有积灰、搭桥等现象的出现，造成管子的磨损、爆管。
　　 针对这种现象我厂做出了改造，首先，我们在原有的基础上在炉膛内增加敷设浇注料的面积，敷设后炉膛折算面积约为140平方米前墙标高24米以上不敷；两侧墙靠前墙测24米以上、宽度1.5米不敷。其次，由于节距过小的原因，该炉以往的运行情况低温过热器很容易积灰、搭桥，经常把烟道堵死。我们将低温过热器面积去掉一半，将原低温过热器的节距由原来的120拉到了240，同时将省煤器也作了相应的修改，将原省煤器上下两组拉开，中间布置一次风出口管箱及二次风管箱。再次，对空气预热器的面积作相应调整，尽可能提高热风温度。最后，我厂将高温过热器布置在返料器内以防止高温腐蚀，采用较高的蒸汽参数如次高温次高压系列而不怕高温腐蚀。
　　三、存在的问题
　　 由于炉内局部积灰结渣脱落，特别是炉后墙结渣以及水冷壁折焰角处的积灰和结焦脱落时，在焦块的上面存有一定量燃烧过的垃圾和粉煤灰，在焦块脱落地同时，这些灰在负压的作用下，在炉膛中飞扬，在这一瞬间，燃烧器上部正在着火的火焰受这些飞灰的影响，不能很好地像正常那样和空气混合，部分燃烧停止了，炉内火势变弱，但这种飞灰作用很快消除了，炉膛下部燃烧室会产生瞬间很大的正压。
　　四、总结
　　 首先要对炉膛正压的问题还需进行进一步的研究和改进，其次通过进一步的运行优化，调整燃烧，再次提高锅炉的经济性。能尽可能多地减少非停次数。
　　参考文献：
　　［1］2009-2010年城市垃圾发电及沼气发电市场研究与投资咨询报告
　　［2］杨宏毅.城市建设研究院（中美论坛发言稿），中国城市垃圾焚烧处理厂建设和运营状况
　　［3］河北某垃圾发电厂锅炉运行操作规程

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