關于垃圾焚燒發電廠霧化器的運行問題及解決方式

廣州環投南沙環保能源有限公司 劉秋霞

某垃圾焚燒發電廠自建廠投運以來，煙氣處理系統中的反應塔霧化器頻繁出現振動值超標甚至跳停情況，通過日常自修、外委技術支持及頻繁清洗霧化器零部件仍不能改善頻繁振動超標問題，嚴重影響煙氣環保指標的穩定排放，相關參數如下。

垃圾焚燒線參數：單臺爐垃圾處理量750T/D，煙氣量145/450Nm3/h；霧化器參數：制造廠家美國KS，5臺（三用二備），功率55kW，轉速15000rpm，總流量2～10t/h，旋轉方向為逆時針（從上往下），霧化盤噴嘴9個石灰漿最小/最大噴射量0～5（單臺爐）t/h，溫度40～60℃，進漿管壓力0.12MPa，保護水最小用量(每臺)0.12t/h，保護水水壓0.25MPa，工藝冷卻水壓力0.25MPa，工藝冷卻用量(每臺)5.291t/h，冷卻風機功率3kW，冷卻風流量250kg/h，反應塔3個，反應塔煙氣進氣溫度190～230℃，反應塔煙氣出氣溫度150～160℃，煙氣在反應塔中的額定停留時間20S，破碎機電機3臺，型號YE2132S-4，功率5.5kW。

1 霧化器存在問題

豎井支撐架變形。電廠#1、#2爐豎井支撐架存在變形，放置霧化器的支撐架已變形破損，導致霧化器支撐面不在同一水平面，使得霧化器高速旋轉軸與重力不在一個方向，漿液在霧化輪內受到的重力與離心力不垂直，霧化器外殼和支撐管之間不能良好接觸致使振動較大；化盤表面及內部粘漿嚴重。反應塔霧化器的旋轉盤表面及內部粘結比較嚴重，造成霧化器震動大并跳停；電機進漿甚至燒壞線圈。霧化盤表面及內部結漿嚴重，嚴重堵塞了霧化盤噴漿縫隙，使得石灰漿液反竄至線圈及上軸承，進而線圈受潮造成線圈燒壞；霧化器下軸承不回油。經拆機檢查霧化器下軸承擋油環回油孔，被石灰漿顆粒堵塞，高速軸承潤滑油被污染，廢油不能及時排出。

霧化器旋流器積灰。在2020年6月發現#2鍋爐爐引風機出力增大，并逐步開展此臺爐積灰問題的排查，發現鍋爐水平煙道、半干式反應塔內、布袋除塵器均無積灰現象，便開始進行手動檢測各設備實測壓力與設計壓力（Pa）的壓差情況：二級蒸發屏至省煤器-38/-30，一級省煤器出口-340/-300，四級省煤器出口-333/-340，省煤器至反應塔水平段-711/-450，反應塔內-2700/-450，反應塔至布袋連通管前-2846/-450，布袋進口-2730/＜1200，布袋出口-3710/＜1200，引風機進風擋板前-3890/-1800～-2200。

根據壓差情況分析引風機出力大的原因。根據檢測壓力情況，初步推斷半干式反應塔進口旋流器處堵塞，開孔檢查結果是半干式反應塔進口旋流器處堵塞。

圖1 豎井支撐架變形

2 原因分析

運行方式。垃圾焚燒發電廠初始投運階段采用工藝水制漿，霧化器震動大頻率相對較低，運行一段時間后，由于廠區內的廢水無法處理，開始采用濃水制漿，造成霧化器震動跳停頻率逐步升高。目前項目由于水處理問題未啟用制漿系統，將洗煙廢水通過霧化器噴入反應塔以處理洗煙廢水，但由于洗煙廢水存在腐蝕性，霧化盤腐蝕比較嚴重。該電廠技改前采用的是高位漿槽供漿方式，存在供漿管道堵塞、供漿流量低，霧化器震動大的問題。供漿系統技改后同時采用開放式霧化盤，霧化器振動大的頻率大幅下降（約每月出現一次震動超標情況），但出現了反應塔掛壁的現象。

供漿壓力和流量。該電廠1#爐、2#爐相比于3#爐霧化器振動大頻率較高，此時回漿管出口的壓力約為0.4MPa，當壓力調整至0.1MPa后1、2#號爐振動明顯改善，3#爐運行不穩定，可能與3#爐靠近供漿母管、供漿壓力有關。供漿壓力與供漿流量有關，當壓力過高，造成霧化器投運后短時間充滿漿液，無法立即將漿液甩出霧化器，時間一長造成噴嘴堵塞，盤上下表面結漿塊厚重，甚至造成進漿管堵漿。霧化盤表面結垢在運行中會出現異常掉塊，引起振動大。

煙氣流量。該電廠的運行煙氣量（煙囪位置數據）大約為1#線90000Nm3/h、2#線100000Nm3/h、3#線126000Nm3/h，3#線未存在掛壁的現象。該電廠的實際運行煙氣量均低于設計煙氣量145450Nm3/h。煙氣量偏低使得分配器出口的煙氣流速較低，無法覆蓋石灰漿液體，使得石灰漿液體撞到反應塔壁面。同時煙氣量偏低使得蒸發石灰漿液體的熱量較低，無法及時蒸發石灰漿液，進而出現掛壁現象。

3 解決方案

該電廠垃圾處理規模3×750T/D，煙氣凈化系統采用SDA旋轉噴霧半干法，旋轉霧化器為美國KS，在使用過程中存在以下問題：霧化器穩定運行周期短，需頻繁對霧化盤進行更換清洗；反應塔內粘灰板結嚴重，需定期停爐清理塔內積灰；霧化器使用壽命短，無法達到8000小時的常規設計使用周期；使用仿造霧化盤。

3.1 從運行方式進行優化

定期對反應塔內積灰進行檢查，運行人員積極配合檢修，仔細查看塔內積灰狀況，發現灰量多時及時清理；加強對反應塔的巡檢，通過觀察孔查看下灰情況，檢查反應塔下卸灰閥下灰是否正常，閥體溫度是否正常；在監盤時控制好反應塔進出口溫度，進口溫度控制在190～210℃，出口控制在145～165℃，當發現進口溫度低時及時開啟給水三通閥，當出口溫度低時適當減少石灰漿量；定期聯系化水人員化驗石灰漿濃度，當石灰漿濃度較大而SO2容易控制時及時調小石灰漿濃度。如是霧化器進漿調節門失靈，及時更換新閥門；條件需要時做一下霧化器的霧化實驗，檢查霧化器的霧化效果[1]。

3.2 改造方案

對于上述問題，KS廠家根據對現場參數了解的情況和對比有類似問題的其它項目，判斷造成問題的主因是實際運行煙氣量比設計煙氣量低，塔頂氣體分布器與實際運行工況不匹配，以及霧化器的中心筒加工制造未達到KS設計要求。因該垃圾焚燒發電廠3#線運行煙氣量比1#線和2#線要大，更接近設計煙氣量，所以3#線的霧化器運行會比1#和2#線更穩定，而煙氣量越低塔內掛壁和積灰也越嚴重。針對這種情況，制定該垃圾焚燒發電廠半干法反應塔霧化器及分配器的改造方案：

根據該垃圾焚燒發電廠現在實際運行煙氣量，KS重新核算并提供新的與現場實際情況相符的旋流片設計。目前KS新研發的雙層旋流片設計能更好適應煙氣量波動，尤其是煙氣量偏低的情況。KS已為多個項目提供了新旋流片設計，項目經改造后不再出現塔內掛壁和積灰，在運行煙氣量偏低情況下有效延長了霧化器的穩定運行時間[2]。

更換符合KS設計制造精度要求的霧化器中心筒，確保霧化器本體不會因為和煙氣接觸造成腐蝕。霧化器本體腐蝕根本原因之一就是霧化器中心筒加工制造有偏差，加工精度低，達不到KS的設計標準。另外因加工制造偏差也導致中心筒無法通過高度調節來適應煙氣量的變化，導致霧化器無法長期穩定運行。

使用KS霧化器哈氏合金保護罩。KS設計圖紙要求霧化器中心筒錐段材料使用哈氏合金制造，這樣可有效避免煙氣對霧化器本體的腐蝕。由于加工制造原因，可能會使霧化器中心筒錐段的加工精度不合格，會導致霧化器底面和霧化盤頂面的螺釘直接暴露在煙氣中被煙氣腐蝕，縮短使用壽命，甚至還會影響霧化器的穩定運行。霧化器保護罩可有效解決霧化器中心筒錐段材質和加工精度的問題，有效保障霧化器穩定運行[3]；針對每臺爐的運行情況，合理調整霧化器的供漿流量。

檢查氣體分布器導流片，確認是否存在加工制造問題、是否達到設計要求，否則需更換；對其它附屬部件進行徹底檢查并按KS設計標準進行處理；上述改造完成后，建議后續必須使用KS原廠霧化盤，并在KS建議運行轉速下使用霧化器，停止使用仿造霧化盤或大幅降低霧化器運行轉速；塔頂電動葫蘆更換為鏈條式，可保證霧化器在起吊和放下時始終處于中心位置，不會發生位移導致霧化器及彈性支撐環掛到支撐管內的導向籠架。