深圳市能源環(huán)保有限公司　王海泉

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淺析垃圾發(fā)電廠余熱鍋爐結(jié)焦原因及解決對策

深圳市能源環(huán)保有限公司王海泉

在垃圾焚燒過程中，熔融的灰粒碰到溫度相比較低的爐壁會發(fā)生粘附，產(chǎn)生結(jié)焦。結(jié)焦問題是垃圾發(fā)電廠不可避免的問題，對垃圾焚燒發(fā)電具有重要影響。大塊結(jié)焦物質(zhì)有些在焚燒爐膛的側(cè)墻、前后拱位置，或者在豎直煙道內(nèi)，在不同的位置會產(chǎn)生不同的影響。隨著焦體越大，帶來的危險程度越大，嚴(yán)重會導(dǎo)致垃圾發(fā)電廠鍋爐無法正常運行，被迫停爐清焦。本文就垃圾發(fā)電廠余熱鍋爐結(jié)焦原因展開分析，并在此基礎(chǔ)上提出有效的解決對策，以便解決垃圾發(fā)電廠余熱鍋爐結(jié)焦問題，延長鍋爐運行周期。

垃圾；發(fā)電廠；余熱；鍋爐結(jié)焦；原因；對策

前言

隨著社會的不斷發(fā)展，人們在生產(chǎn)、生活中產(chǎn)生了越來越多的生活垃圾。這些垃圾的處理是擺在我們面前迫在眉睫的事。目前生活垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)是處理生活垃圾的有效途徑，此措施既能夠解決垃圾處理難題，又能夠利用焚燒垃圾產(chǎn)生的余熱獲得熱能或電能，因此垃圾發(fā)電技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。但垃圾發(fā)電中普遍存在結(jié)焦問題，對鍋爐長周期運行帶來不良影響，研究相關(guān)內(nèi)容解決這一問題是本文研究的重點內(nèi)容。

1　垃圾發(fā)電廠余熱鍋爐結(jié)焦原因

垃圾發(fā)電廠余熱鍋爐結(jié)焦問題是普遍存在的一個問題，一直困擾著垃圾發(fā)電廠的生產(chǎn)運營，結(jié)焦會產(chǎn)生較多嚴(yán)重問題，主要表現(xiàn)為以下幾點：（1）運行過程中有些焦塊會掉落下來，較大的結(jié)焦塊會卡住撈渣機，或者卡在下渣口，影響正常排渣。（2）結(jié)在豎直煙道的焦體會使煙道面積慢慢變窄，水平煙道內(nèi)的結(jié)焦會導(dǎo)致煙道出口負(fù)壓增大，增加引風(fēng)機電耗，排煙溫度增加，嚴(yán)重會導(dǎo)致停爐；（3）結(jié)在焚燒爐內(nèi)側(cè)墻及前后拱的焦體會影響垃圾的堆料及鋪料，嚴(yán)重的會導(dǎo)致偏料，從而影響燃燒。由此可見，垃圾發(fā)電廠余熱鍋爐結(jié)焦問題不容忽視，研究垃圾發(fā)電廠余熱鍋爐結(jié)焦原因至關(guān)重要，垃圾發(fā)電廠余熱鍋爐結(jié)焦原因只要有五個，分別是爐膛溫度不合理、鍋爐結(jié)構(gòu)不合理、受到鍋爐配風(fēng)影響、鍋爐燃燒不合理、水平煙道受熱面清灰不合理等。下面針對這五點進(jìn)行詳細(xì)的闡述。

1.1爐膛溫度不合理

爐膛溫度是影響垃圾發(fā)電廠余熱鍋爐結(jié)焦的主要原因之一，當(dāng)爐膛溫度不合理時，就易產(chǎn)生結(jié)焦問題。由此產(chǎn)生的鍋爐結(jié)焦問題主要表現(xiàn)為以下兩點：（1）溫度過高，在垃圾焚燒過程中，為保證其中的二惡英充分分解，需要將溫度控制在1000度以上，此時，火焰的中心溫度會較高，易使垃圾焚燒所產(chǎn)生的飛灰軟化，熔融，產(chǎn)生結(jié)焦的隱患。因此當(dāng)溫度過高時，易產(chǎn)生鍋爐結(jié)焦問題［1］。（2）在爐膛溫度控制過程中，由于多種因素的影響會無法準(zhǔn)確控制溫度測點，使溫度測點的準(zhǔn)確性存在偏差，從而產(chǎn)生結(jié)焦隱患。研究表明，影響溫度測點的因素主要有兩點，分別是溫度測點掛焦或者掛灰，當(dāng)出現(xiàn)此兩種問題時，溫度測點上的溫度與實際溫度會存在較大偏差，在正常情況下，溫度測點的溫度與理論溫度可能相差50度，但實際運行溫度可能超過100度甚至200度，并會根據(jù)季節(jié)不同而產(chǎn)生一些溫度差異，造成實際溫度過高，出現(xiàn)鍋爐結(jié)焦問題。

1.2鍋爐結(jié)構(gòu)不合理

鍋爐結(jié)構(gòu)不合理也是會產(chǎn)生垃圾發(fā)電廠余熱鍋爐結(jié)焦的原因之一，當(dāng)前，鍋爐的結(jié)構(gòu)主要為絕熱燃燒形式，此設(shè)計的重點是未設(shè)計任何受熱面，只設(shè)計了保護爐墻的爐墻冷卻風(fēng)，與出煙口前后拱，此種鍋爐結(jié)構(gòu)是造成鍋爐結(jié)焦的重要原因［2］。其具體表現(xiàn)為焚燒爐經(jīng)過喉部擴壓，使從焚燒爐出來的煙氣速度降低，煙氣中大部分粉塵分離沉積下來，并沿著爐壁流動，會粘接，熔融在爐壁之上，此后，當(dāng)爐壁中出現(xiàn)新的粉塵時，就會出現(xiàn)粘結(jié)，使粘結(jié)的粉塵冷卻再凝固，出現(xiàn)結(jié)焦問題。

鍋爐水冷壁受熱面積設(shè)計偏小，導(dǎo)致吸熱量少，爐膛溫度較高，增加了管壁高溫腐蝕以及結(jié)焦的幾率。

1.3受鍋爐配風(fēng)影響

鍋爐配風(fēng)是鍋爐運行中的重要組成部分，配風(fēng)控制影響著鍋爐結(jié)焦，當(dāng)前，鍋爐運行中配風(fēng)控制存在的問題主要有兩點，一、是配風(fēng)量明顯小于鍋爐運行量，在煙氣氧量控制方面，運行中的配風(fēng)量明顯過小，致使煙氣測試中一氧化碳含量偏高，降低了無機物灰渣熔點，造成爐壁結(jié)焦問題。二、二次風(fēng)機未投入運行或投入量偏少，氧量長期偏低，垃圾中的未燃燒顆粒會易于經(jīng)過焚燒爐出口，由于重量問題大面積沉積，在喉部上方結(jié)渣、結(jié)焦，并增加飛灰在喉部的沉積效果［3］。有些二次風(fēng)長期不投或投量較低，二次風(fēng)噴口區(qū)域結(jié)焦，致使想投用時，二次風(fēng)無法進(jìn)入爐膛，起到對煙氣的擾動和二次燃燒的作用。

1.4鍋爐燃燒不合理亦會導(dǎo)致結(jié)焦嚴(yán)重

鍋爐長期超過額定出力運行，使得鍋爐的焚燒量、風(fēng)量增加，鍋爐熱負(fù)荷增加，超出了鍋爐本身能夠承受的范圍。控制火焰中心，不能國語考前或者偏斜嚴(yán)重。當(dāng)一次風(fēng)溫過高，特別是干燥風(fēng)溫過高時，如果垃圾較干燥、熱值較高時，垃圾提前在干燥段燃燒，使得干燥段區(qū)域溫度過高，增加結(jié)焦的幾率。如果鍋爐時常發(fā)生偏料現(xiàn)象，火焰偏斜，會導(dǎo)致局部燃燒過旺，溫度過高，而另一側(cè)溫度較低，動力場不均衡，也會增加結(jié)焦的概率。

1.5水平煙道受熱面清灰不合理

隨著鍋爐長時間運行，水平煙道的受熱面結(jié)焦問題會愈來愈嚴(yán)重。排煙溫度緩慢增加，煙道出口負(fù)壓增大。良好的清灰方式能夠很好控制結(jié)焦的速度，從而延長鍋爐運行周期。一般如果在較短時間結(jié)焦，與清灰效果，設(shè)計是否有死角有很大關(guān)系。

2　垃圾發(fā)電廠余熱鍋爐結(jié)焦對策分析

研究垃圾發(fā)電廠余熱鍋爐結(jié)焦對策具有重要的意義，有助于解決鍋爐結(jié)焦問題，保證鍋爐的正常運行，提高工作效率，那么下面本文主要從鍋爐溫度，鍋爐結(jié)構(gòu)以及風(fēng)量平衡三個方面講解垃圾發(fā)電廠余熱鍋爐結(jié)焦對策。

2.1調(diào)整鍋爐溫度

調(diào)整鍋爐溫度是解決爐膛溫度不合理的主要措施，調(diào)整鍋爐溫度需要做到以下幾點：（1）保證鍋爐溫度準(zhǔn)確性，在平時及停爐后對各溫度測點進(jìn)行檢查，徹底清理溫度測點上的掛灰、掛焦，并及時更換損壞的溫度測點，使之能準(zhǔn)確反映爐膛實際溫度［4］，為運行人員控制爐膛溫度創(chuàng)造條件。（2）控制好爐膛溫度，依照垃圾焚燒爐運行經(jīng)驗，爐膛溫度對鍋爐結(jié)焦起到至關(guān)重要的作用，將爐膛溫度控制在合理范圍內(nèi)，防止溫度過高，是防止鍋爐結(jié)焦的主要措施，研究表明，爐膛溫度在850度至950度之間最為合適，其中850度是較為理想的溫度，在理論上，二惡英在750度時便能分解，在850度時，是二惡英完全分解的保證值，因此，爐內(nèi)溫度控制在850度以上較為合適。調(diào)整鍋爐溫度是解決垃圾發(fā)電廠余熱鍋爐結(jié)焦的主要措施，通過將鍋爐溫度控制在合理范圍內(nèi)，避免溫度過高，能夠有效抑制鍋爐結(jié)焦形成，產(chǎn)生較好預(yù)防結(jié)焦效果。

2.2調(diào)整鍋爐結(jié)構(gòu)

調(diào)整鍋爐結(jié)構(gòu)，使鍋爐結(jié)構(gòu)合理化，是一種有效解決措施，通過調(diào)整鍋爐結(jié)構(gòu)，能夠有效解決結(jié)焦問題。調(diào)整鍋爐結(jié)構(gòu)需要做到以下幾點：（1）對二三煙道進(jìn)行改道，將分離的飛灰改道至撈渣機或者是渣池，減少二三煙道飛灰的二次飛揚，降低鍋爐結(jié)焦可能性。（2）改變灰斗角度，增加灰斗表面光潔度，降低灰斗掛灰率，通過減少掛灰率能夠保證鍋爐內(nèi)部溫度測點的準(zhǔn)確性，合理控制鍋爐溫度，降低出口結(jié)焦幾率與結(jié)焦量。（3）增加二次風(fēng)口，通過不改變風(fēng)量，增加二次風(fēng)口的數(shù)量以及管口直徑的方式增加二次風(fēng)口，不僅能夠降低焚燒爐出口積灰與二次風(fēng)口被堵塞的幾率，還能夠破壞關(guān)鍵部位焦塊的生成。有效解決鍋爐結(jié)焦問題。由此可見，調(diào)整鍋爐結(jié)構(gòu)具有重要作用，是解決垃圾焚燒發(fā)電廠結(jié)焦問題的重要舉措。

2.3維持風(fēng)量平衡

維持風(fēng)量平衡，減少爐膛漏風(fēng)是解決配風(fēng)問題的重要措施，焚燒爐內(nèi)的空氣動力是影響焚燒爐結(jié)焦的關(guān)鍵因素，保持焚燒爐內(nèi)空氣動力合理，良好，是防止?fàn)t內(nèi)結(jié)焦的基本條件，因而維持風(fēng)量平衡，減少爐膛漏風(fēng)具有重要作用。維持風(fēng)量平衡，減少爐膛漏風(fēng)需要做到以下幾點：（1）避免風(fēng)量急劇變化，當(dāng)風(fēng)量急劇變化時，無論急劇變大還是變小，都會改變焚燒爐內(nèi)的空氣動力場，對出口煙氣產(chǎn)生干擾，使焚燒爐出煙口成為爐膛結(jié)焦最嚴(yán)重的地方，影響焚燒爐正常工作。（2）通過注重爐底漏灰輸送機的水位，在關(guān)鍵部位粘貼防護膜是防止?fàn)t膛漏風(fēng)的主要措施，有助于解決火焰中心溫度高，氧化還原性強所導(dǎo)致的結(jié)焦問題，具有較好預(yù)防效果。三、合理使用二次風(fēng)，維持煙道出口氧量在6-8%。

2.4控制鍋爐負(fù)荷在額定工況運行

鍋爐不要長期超負(fù)荷運行，不盲目追求過量的垃圾焚燒量，亦會減少結(jié)焦的幾率。因為垃圾量的增加勢必會使送入爐膛內(nèi)的風(fēng)量相應(yīng)成比例增加，產(chǎn)生的灰量亦相應(yīng)增加。提倡鍋爐長周期安全環(huán)保穩(wěn)定經(jīng)濟運行是明智的選擇。實踐證明，鍋爐長期在設(shè)計范圍內(nèi)運行，結(jié)焦幾率會大大減少?？刂茽t排上料層厚度，做好垃圾池管理，確保入爐垃圾熱值均勻且發(fā)酵時間合理，減少偏料及做好火焰中心的控制，對減緩結(jié)焦亦有所幫助。

2.5做好水平煙道清灰工作

使用成熟效果好的清灰方式，同時設(shè)計合理，不能有死角。目前使用較多，效果較好的有激波清灰，蒸汽吹灰。好的清灰方法要能夠及時清除管壁積灰，同時又能夠避免對管壁產(chǎn)生損傷。使用激波清灰，一般在激波噴口附近區(qū)域的管壁表面加防磨瓦，來保護管壁免受減薄的影響。在正常運行中，合理安排清灰頻次，防止過度清灰對設(shè)備帶來損傷。

3　總結(jié)

綜上所述，研究垃圾發(fā)電廠余熱鍋爐結(jié)焦原因與解決對策不僅能夠為解決鍋爐結(jié)焦問題提供參考依據(jù)，還能夠充分了解鍋爐結(jié)焦的機理，具有重要意義。通過結(jié)焦原因分析，有助于了解鍋爐結(jié)焦的相關(guān)內(nèi)容，從而提出有效的解決對策，改善垃圾發(fā)電廠余熱鍋爐結(jié)焦問題，促進(jìn)垃圾發(fā)電技術(shù)發(fā)展。

［1］席慶宇，杜永民.電廠鍋爐結(jié)焦的原因及防治措施探討［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用.2013（36）.

［2］鄭大鵬.沙角C電廠2號鍋爐結(jié)焦嚴(yán)重問題的分析及對策［J］.科技與企業(yè)，2014（08）.

［3］任昊飛.淺談影響鍋爐結(jié)焦的因素及鍋爐結(jié)焦的機理［J］.石河子科技，2014（03）.

［4］艾百仁，王春禮，趙輝.鍋爐結(jié)焦的原因及應(yīng)對措施［J］.電站系統(tǒng)工程，2014（04）.