垃圾焚燒循環流化床鍋爐設備治理與運行優化

摘 要：根據我國目前最好的解決城市生活垃圾問題，最好的辦法是焚燒發電方法，主要取決于我國的垃圾的成分，其次是經濟水平和技術條件，以及地理、水文、環境、城市規劃等方面的因素。

關鍵詞：垃圾焚燒； 循環流化床

中圖分類號：TK227 文獻標識碼：A 文章編號：1006-3315(2011)11-178-001

循環流化床焚燒爐適合燃燒低熱值燃料，循環流化床是一種潔凈燃燒方式，燃料適應性廣，負荷調節性能好、幅度大。

（1）焚燒爐渣的灼熱率約為1％～3％；

（2）焚燒爐內垃圾處于懸浮流化狀態，為瞬時燃燒，飛灰量大，飛灰量是爐排爐的3～4倍；[2]

（3）流化床爐起爐和停爐較為方便；[2]

（4）燃燒效率高，氣相中殘留有極少量的CO等可燃物；減少金屬酸性腐蝕，發電效率較高;

（5）可以混燒多種廢物，但是進料越均勻越好；[2]

（6）物料處于懸浮狀態，煙氣流速高，對焚燒爐的沖刷和磨損比較嚴重。[2]

循環流化床垃圾焚燒爐在運行中常見問題：

1.由于是垃圾與煤混燒，在運行中很容易發生結焦。

2.運行過程中經常發生水冷壁管磨漏、爆管現象。

3.我公司鍋爐目前運行正壓非常大，還沒有很好的解決辦法。

4.我公司鍋爐本體內的水冷壁管、蒸汽管與空預器管，也經常發生腐蝕爆管。

一、課題研究內容

隨著人類文明的進步和人口的增長，生活垃圾的產量不斷增加，垃圾的成分隨著物質、生活的豐富而日趨復雜，有害成分也日漸增多，垃圾問題已成為社會公害。所以城市垃圾的無害化、減量化和資源化處理已迫在眉睫。

循環流化床是近年發展起來的一種新型高效、低污染、清潔燃燒技術循環流化床燃煤鍋爐，基于循環流化態的原理組織煤的燃燒過程，以攜帶燃料的大量高溫固體顆粒物料的循環燃燒為重要特征。固體顆粒充滿整個爐膛，處于懸浮并強烈摻混的燃燒方式。

我廠使用的循環流化床生活垃圾焚燒鍋爐，具有燃燒效率高、污染物排放低、對垃圾種類適應范圍廣并且可以加煤助燃，是綜合性能優越的焚燒爐。本廠采用單鍋筒、自然循環、膜式水冷壁、圓形絕熱分離器、U型返料器、外置高溫過熱器等技術結構，該鍋爐適用于生活垃圾和煤混燒，產生的蒸汽用于發電、供熱。

本課題主要研究的是針對循環硫化床垃圾焚燒爐在運行中常見的問題，例如由于是垃圾與煤混燒，在運行中很容易發生結焦；運行過程中經常發生水冷壁管、蒸汽管與空預器管磨漏、爆管現象；鍋爐運行的正壓現象等問題進行研究，并通過理論與實踐相結合，解決生產實際困難，為安全生產做保證。

二、研究內容及階段性成果

1.垃圾與煤混燒，在運行中的結焦問題

預熱后的一次風（流化風）經風室由爐膛底部穿過布風板送入，使爐膛內的物料處于快速流化狀態，燃料在充滿整個爐膛的惰性床料中燃燒。較細小的顆粒被氣流夾帶飛出爐膛，并由飛灰分離裝置分離收集，通過分離器下的回料管與飛灰回送器（返料器）送回爐膛循環燃燒；燃料在燃燒系統內完成燃燒和高溫煙氣向工質的部分熱量傳遞過程。煙氣和未被分離器捕集的細顆粒排入尾部煙道，繼續與受熱面進行對流換熱，最后排出鍋爐。

在這種燃燒方式下，燃燒室密相區的溫度水平受到燃煤過程中的高溫結渣、低溫結焦和最佳脫硫溫度的限制，一般維持在850℃左右。

2.管磨漏、爆管問題

本廠在運行過程中發現經常有磨漏、爆管等現象的出現。這樣會造成受熱面磨損程度非常嚴重，并且爆管問題成為了制約鍋爐連續運行的最大問題。經過分析，總結造成爆管的原因為：有些設備布置得不太合理以至于有積灰、搭橋等現象的出現，造成管子的磨損、爆管。

針對這種現象我廠做出了改造，首先，我們在原有的基礎上在爐膛內增加敷設澆注料的面積，敷設后爐膛折算面積約為140平方米前墻標高24米以上不敷；兩側墻靠前墻測24米以上、寬度1.5米不敷。其次，由于節距過小的原因，該爐以往的運行情況低溫過熱器很容易積灰、搭橋，經常把煙道堵死。我們將低溫過熱器面積去掉一半，將原低溫過熱器的節距由原來的120拉到了240，同時將省煤器也作了相應的修改，將原省煤器上下兩組拉開，中間布置一次風出口管箱及二次風管箱。再次，對空氣預熱器的面積作相應調整，盡可能提高熱風溫度。最后，我廠將高溫過熱器布置在返料器內以防止高溫腐蝕，采用較高的蒸汽參數如次高溫次高壓系列而不怕高溫腐蝕。

三、存在的問題

由于爐內局部積灰結渣脫落，特別是爐后墻結渣以及水冷壁折焰角處的積灰和結焦脫落時，在焦塊的上面存有一定量燃燒過的垃圾和粉煤灰，在焦塊脫落地同時，這些灰在負壓的作用下，在爐膛中飛揚，在這一瞬間，燃燒器上部正在著火的火焰受這些飛灰的影響，不能很好地像正常那樣和空氣混合，部分燃燒停止了，爐內火勢變弱，但這種飛灰作用很快消除了，爐膛下部燃燒室會產生瞬間很大的正壓。

四、總結

首先要對爐膛正壓的問題還需進行進一步的研究和改進，其次通過進一步的運行優化，調整燃燒，再次提高鍋爐的經濟性。能盡可能多地減少非停次數。

參考文獻：

［1］2009-2010年城市垃圾發電及沼氣發電市場研究與投資咨詢報告

［2］楊宏毅.城市建設研究院（中美論壇發言稿），中國城市垃圾焚燒處理廠建設和運營狀況

［3］河北某垃圾發電廠鍋爐運行操作規程