隨著人口的快速增長,人類生活水平的提高,消耗能源和資源的同時,產生大量的廢棄物,垃圾尤為突出。所以垃圾處理和廢棄物再利用顯得越來越重要。通常垃圾處理方法有填埋、堆肥、焚燒。本文初探關于垃圾焚燒爐的結焦問題。
案例:SUN30爐排爐結焦
某垃圾發電廠機組投運以來經過對各重要輔機設備進行整改,機組運行較穩定,但作為垃圾焚燒爐仍然出現無可避免的結焦問題。同時打焦的工作量大,經過兩天的工作才恢復設備運行,嚴重影響機組設備利用率及安全運行。
結焦的原因分析
1、垃圾灰渣的熔點特性
垃圾焚燒與一般燃料燃燒相比,垃圾發熱值低而含水量高,質地相當低劣,焚燒過程中極為復雜的氣、液、固多項反應混合發展,同相和異相間傳遞交互發生,并受晶界過程、電化學過程和應力演變過程等,所以垃圾焚燒結渣和一般焚燒過程中要復雜。在垃圾飛灰的實際灰熔融特性來看,其變形、軟化、熔融溫度明顯低于粉煤灰的溫度,基本上在1050℃時發生軟化,1300℃以上的高溫溶化成液態。且冷卻后的飛灰又含有重金屬,導致灰渣堅硬,不易破碎。
2、垃圾結構的影響
垃圾焚燒爐之所以易于結焦,可以說垃圾本身的固有特性決定了這一特點。
垃圾結構、形狀不均,質量也會隨著季節、年代和地區而變化,相應的熱值變化幅度變化也較大,結果焚燒過程中煙氣溫度和成分波動也很大。當地垃圾中含有大量的玻璃陶瓷甚至灰土,這都會為鍋爐的結焦留下隱患。
3、垃圾焚燒爐膛溫度的影響
某廠投運前期,由于缺乏垃圾焚燒的運行經驗,為保證煙氣的二惡英能夠充分分解,在運行中,鍋爐爐膛溫度2s基本上動控制在1000℃以上,更甚者達到1200℃,火焰中心溫度將較之更高,飛灰可能早已得到軟化,甚至熔融。爐膛溫度過高也是主要因素之一。
4、鍋爐運行中的配風上的影響
前期鍋爐運行中缺乏的一定的運行經驗,尤其是在煙氣氧量的控制上,一般控制低含氧量,且二次風機未投入運行。由于在燃燒缺氧狀態下,處于還原或半還原狀態中,使得灰渣熔點更為降低,達到熔融狀態。同時二次風機未投入運行不能在喉部產生擾動作用,也易于未燃燼的灰渣由于重量大而沉積下來回到喉部上方而結渣、結焦。
5、鍋爐運行中料層厚度的影響
SUN型爐排爐分成三段:干燥段、燃燒段、燃燼段。結構如下:
在垃圾焚燒過程中,各段料層厚度也需控制。垃圾焚燒勵行厚度焚燒,
干燥段:約1200~1300mm;燃燒段:約700~800mm;燃燼段:約300~400mm。并且在各段之間設有充分的落差,利用該落差對垃圾進行打散、攪拌。前期運行中,缺乏相關經驗,導致在焚燒過程中各段料層厚度未充分控制。料層薄導致將料層吹透,煙氣中攜帶大量熔融狀態的粉塵,由于前拱的角度存在使得粉塵在前拱壁上粘結、熔融、再粘結新的粉塵,從而形成片狀焦塊,在自身的重力作用下脫落或當爐膛溫度再一次下降時再次凝結成更堅固密室的焦塊。料層厚導致部分垃圾未充分燃燒,熱灼減率提高,易形成結渣,并且料層厚也導致各段之間的落差降低,無法起到打散垃圾的效果,從而導致大面積結渣出現。
避免和減緩鍋爐結焦的處理措施
1、控制好爐膛溫度。從鍋爐結焦機理,溫度對鍋爐結焦起到至關重要的作用,控制爐膛2s處的溫度在850~950℃。理論上,二噁英在750℃便能分解,850℃是二噁英完全分解的保證值。
2、合理配比一次、二次風量。因根據垃圾熱值的不同,隨時進行配比合適的一次、二次風量,避免出現風量過大導致煙氣中攜帶大量飛灰或風量過小導致缺氧燃燒及垃圾未完全燃燒。
3、穩定垃圾質量。垃圾熱值變化對鍋爐穩定運行產生極大的影響,所以從源頭抓好垃圾倉的有序堆放,垃圾的發酵、混料、投爐至關重要。并且嚴格把控垃圾源頭,避免大量建筑垃圾進入,增加焚燒爐結焦的概率。
4、保證余熱鍋爐受熱面的清潔度,降低焚燒爐的熱負荷。鍋爐長期運行,受熱面存在積灰、結焦,一方面大大降低了鍋爐的效率,另一方面鍋爐換熱效率下降后,為保證鍋爐出力,勢必要提高爐排爐的熱負荷,增加的焚燒爐結焦的速度。
5、保證鍋爐溫度測點的準確性??刂茽t膛溫度是影響結焦的最直接手段,因此爐膛溫度準確性至關重要。應經常進行溫度測點檢查,清理測點上的掛灰、掛焦,損壞的溫度測點及時更換,為運行控制提供有利保證。 |