爐排爐燃燒控制措施及策略

王本強

（青島尼歐迪克除塵設備有限公司，山東 青島 266032）

面對日益嚴峻的垃圾處理難題，現行的垃圾處理技術基本上分為焚燒、衛生填埋、堆肥、廢品回收等。在垃圾處理的常規技術中，焚燒處理由于具有減量明顯、無害化徹底、占地量小、余熱能得到利用、減少二次污染等優點，成為當今世界各國普遍采用的生活垃圾處理技術。大型垃圾焚燒處理系統，配備熱能回收與利用裝置，既解決了垃圾處理難題，又回收垃圾焚燒產生的熱量用來發電或供熱，一舉兩得，已成為焚燒處理的主流。垃圾焚燒技術經過幾十年的發展，爐排型焚燒爐，以其技術成熟、運行可靠、適應性廣、絕大部分固體垃圾不需要任何預處理可直接進爐燃燒等優勢，占據目前全世界垃圾焚燒市場總量80%以上。但是，生活垃圾受垃圾分類及居民生活水平等因素的影響，成分復雜，熱值差異較大。因此，需根據其焚燒工藝特性和爐排爐設備的機構性能，總結出可靠、完善的措施及策略，保證爐排爐高效地運行。

1 爐排爐焚燒工藝流程

垃圾經抓斗從垃圾倉投入進料斗，由給料裝置推送適量的垃圾進爐，爐排爐采用適當的速度焚燒并推送垃圾。由垃圾倉上方設置的抽氣系統，抽送的空氣，經蒸汽加熱，作為焚燒爐燃燒用的一次空氣，進入各爐排單元下面分別設置的風箱，然后，依據燃燒狀態按適當的分配比率分布。垃圾在經過爐排爐各段時，完成干燥脫水、高溫燃燒、燃燼的過程；做往復運動的爐排片翻轉、攪拌垃圾，促進垃圾充分燃燒。利用爐排的高氣密性及適宜的氣孔率，可提高燃燒空氣的通風阻力。垃圾能在爐內有效地燃燒，在燃燼段形成低熱灼減的灰渣，并被排出到灰渣處理設備。根據《GB18485-2014生活垃圾焚燒污染控制標準》要求，焚燒爐渣熱灼減率≤5%。設計合理的爐排焚燒爐系統，其爐渣熱灼減率可達3%以下。煙氣在850℃左右的爐膛內停留時間達到2s以上，二噁英等有毒物質就可以完全分解。

2 爐排爐燃燒控制

最理想的燃燒狀態如下圖所示：干燥段中間部位料層厚度控制在干燥段至給料機天頂之間料層厚度的一半及以下，干燥段落差部位的高度控制在400～500mm。干燥段和燃燒I段之間的段差部位不要用垃圾連接起來，盡量空出一段高度來。保持燃燒I段有一定的垃圾層厚，過火面積擴展到整個燃燒I段，并在燃燒I段結尾部分燃盡。

圖1

（1）垃圾燃燒區域較窄，位置靠前，且僅在燃燒I段前部，靠近段差的部位上燃燒。若燃燒I段料層較薄，干燥段垃圾在爐排推動作用下，從段差處跌落，有可能壓滅火焰，使燃燒不能繼續維持。因此，需要增加燃燒I段的料層厚度，使燃盡點退后，增加過火面積。操作手段：增加給料機和干燥段推送速度，加快給料量，同時在火焰恢復之前減少一次空氣量，待火焰恢復后再增加回來。注意：在增加速度的初始階段，火焰面積未有效擴大之前火焰會減弱甚至滅火，溫度會下降，新垃圾跌落到著火燃燒大約需要10～15分鐘，此時，可能需要燃燒器助燃。

若燃燒I段料層較厚，則說明垃圾在燃燒I段停留時間過長，使燃燒速度過慢，導致燃燒區域較窄。此時，需要減薄燃燒I段的厚度?？蛇m當增加燃燒I段的一次空氣量，或加快燃燒I段爐排的推送速度，將燃燒區域攤開。

（2）垃圾燃燒區域位于燃燒II段中間部位。若垃圾層較薄燃燒能夠繼續維持，可不必調整。若垃圾層較厚，可能是垃圾品質問題，如水分較多引起的不容易燃燒。若估測其脫火點有向后移動的趨勢，則需要及時采取措施，避免狀況惡化。可適當加快燃燒II段爐排的推送速度，攤薄上面的垃圾，或增加燃燒II段一次風量，或促進在燃燒II段的燃燒。

（3）垃圾燃燒區域位于燃燒II段尾部。若垃圾在燃燒II段堆積較薄，可以適當增加燃燒II段風量，促進燃燒II段上垃圾的燃燒。若垃圾堆積較厚，則首先增加一次空氣量，以及燃燒II段空氣量，然后，暫停止給料機，干燥段和燃燒I段的推送，維持燃燒II段和燃燼段則繼續運行，以使燃I和燃II之間出現間隙，使空氣從中流出，促使垃圾從前后兩端同時燃燒。此時，排出的爐渣可能含有未達熱灼減率的夾生垃圾，需重新入爐焚燒。經過一段時間后，觀察爐內垃圾厚度有效減薄，根據燃I段剩余垃圾量情況，依次適時開啟燃I段、干燥段和給料機。

（4）爐內出現局部堆積的情況。如果從觀察窗觀察到爐內有局部堆積的情況，且位置在于爐排爐列與列之間的膨脹吸收裝置上時：如果堆積發生在燃I段并且垃圾正在燃燒，則不用操作，繼續維持燃燒即可。堆積會隨著垃圾的燃燒逐漸破碎并燃燼。如果堆積發生在燃II段，而燃II段其他部分狀態正常基本都已經燃燼，則可以單獨降低燃II的速度，增加燃II空氣量促進其燃燒。如果燃II部分整體都有垃圾在燃燒，則需要暫時停止燃I前面的部分，待燃II焚燒完畢后再重新啟動。爐內堆積的原因是垃圾太濕容易結團或者投料不均勻導致，應該從源頭上杜絕。即將垃圾充分攪拌均勻再投料，投料時從兩側投料而不能只投中間。

3 垃圾層厚度及各段風量

垃圾的料層厚度關系到火床的平整和燃燒區域的均勻，如果料層偏厚，則一次風不容易穿透，爐排上垃圾著火困難；如果料床偏薄，則料床容易大面積穿孔，料床燃燒工況惡化。爐內垃圾料層是造成爐下與爐內壓力差的原因，因此，其厚度可由爐下壓力及爐內壓力推算得出。

干燥段風量原則上全開，以起到干燥作用，除非空氣溫度極端下降。

燃燒I段風量原則上不要全開，因全開后導致干燥段及其他各段風量大幅減少，影響整體風量平衡。如果燃I段垃圾很薄，燃燼點靠近段差部位燃燒不能很好地維持的情況下，需要減緩燃I段的燃燒，此時，可以適當關小燃I擋板。

燃II段的風量根據燃燒情況適當調節，在燃I段全部燃燼的情況下，燃II的風量可以維持少量進入，以起到在爐頂混合燃燼的效果，如果燃燼點移動到燃II段，則根據燃II段垃圾堆積情況適當調整擋板開度。

燃燼段風量原則上維持小風量冷卻灰渣即可，如果燃燼段出現未燃垃圾的情況，則適當增加風量促進燃燒。

需要注意的是，常見爐排片材質為耐熱鑄鋼，雖然最高耐熱溫度為1100℃以上，但在溫度達到約500℃以上時，會出現高溫腐蝕，造成磨損加劇。對爐排片進行溫度控制，通常也采用一次風進行冷卻。

4 結語

爐排爐的燃燒的要素為可燃物（即垃圾）、燃燒空氣。燃燒控制措施即是對可燃物及燃燒空氣進行調整。可燃物關系到爐內垃圾量的多少，與負荷相關，這方面調整為：給料機推送速度，爐排各段速度；燃燒空氣主要影響爐排燃燒，著火點及溫度，這方面調整為：一、二次風溫度，風量。

在正常情況下，爐排爐焚燒自動化系統能自動調節風量和爐排速度適應垃圾品質的變化。但是，如果垃圾品質短時間內發生顯著變化，爐排爐跟不上調整的情況下需要手動干預爐排爐的運行。正常運行時每次速度的增減控制在2%～3%的水平，防止燃燒狀況急劇變化，但是，如果燃燒狀況已經非常惡化，調整已經非常滯后，再通過微調已經不能恢復，比如，燃燒II段堆積垃圾厚度很厚，燃燒I段基本不燃燒，那么需要果斷的采取措施，大幅度提高燃燒II段速度，或者停止燃燒II段之前的各段爐排，手動操作爐排爐使燃燒逐步恢復。爐內溫度過低需開啟燃燒器；溫度過高需進行開冷卻風或噴水進行減溫。