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        爐排爐燃燒控制措施及策略

        2020-05-12 11:32:52王本強(qiáng)
        中國(guó)設(shè)備工程 2020年6期
        關(guān)鍵詞:空氣量給料機(jī)爐排

        王本強(qiáng)

        (青島尼歐迪克除塵設(shè)備有限公司,山東 青島 266032)

        面對(duì)日益嚴(yán)峻的垃圾處理難題,現(xiàn)行的垃圾處理技術(shù)基本上分為焚燒、衛(wèi)生填埋、堆肥、廢品回收等。在垃圾處理的常規(guī)技術(shù)中,焚燒處理由于具有減量明顯、無(wú)害化徹底、占地量小、余熱能得到利用、減少二次污染等優(yōu)點(diǎn),成為當(dāng)今世界各國(guó)普遍采用的生活垃圾處理技術(shù)。大型垃圾焚燒處理系統(tǒng),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(chǎn)生的熱量用來(lái)發(fā)電或供熱,一舉兩得,已成為焚燒處理的主流。垃圾焚燒技術(shù)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展,爐排型焚燒爐,以其技術(shù)成熟、運(yùn)行可靠、適應(yīng)性廣、絕大部分固體垃圾不需要任何預(yù)處理可直接進(jìn)爐燃燒等優(yōu)勢(shì),占據(jù)目前全世界垃圾焚燒市場(chǎng)總量80%以上。但是,生活垃圾受垃圾分類(lèi)及居民生活水平等因素的影響,成分復(fù)雜,熱值差異較大。因此,需根據(jù)其焚燒工藝特性和爐排爐設(shè)備的機(jī)構(gòu)性能,總結(jié)出可靠、完善的措施及策略,保證爐排爐高效地運(yùn)行。

        1 爐排爐焚燒工藝流程

        垃圾經(jīng)抓斗從垃圾倉(cāng)投入進(jìn)料斗,由給料裝置推送適量的垃圾進(jìn)爐,爐排爐采用適當(dāng)?shù)乃俣确贌⑼扑屠S衫鴤}(cāng)上方設(shè)置的抽氣系統(tǒng),抽送的空氣,經(jīng)蒸汽加熱,作為焚燒爐燃燒用的一次空氣,進(jìn)入各爐排單元下面分別設(shè)置的風(fēng)箱,然后,依據(jù)燃燒狀態(tài)按適當(dāng)?shù)姆峙浔嚷史植?。垃圾在?jīng)過(guò)爐排爐各段時(shí),完成干燥脫水、高溫燃燒、燃燼的過(guò)程;做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的爐排片翻轉(zhuǎn)、攪拌垃圾,促進(jìn)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(fēng)阻力。垃圾能在爐內(nèi)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(shè)備。根據(jù)《GB18485-2014生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》要求,焚燒爐渣熱灼減率≤5%。設(shè)計(jì)合理的爐排焚燒爐系統(tǒng),其爐渣熱灼減率可達(dá)3%以下。煙氣在850℃左右的爐膛內(nèi)停留時(shí)間達(dá)到2s以上,二噁英等有毒物質(zhì)就可以完全分解。

        2 爐排爐燃燒控制

        最理想的燃燒狀態(tài)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(jī)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(lái),盡量空出一段高度來(lái)。保持燃燒I段有一定的垃圾層厚,過(guò)火面積擴(kuò)展到整個(gè)燃燒I段,并在燃燒I段結(jié)尾部分燃盡。

        圖1

        (1)垃圾燃燒區(qū)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(dòng)作用下,從段差處跌落,有可能壓滅火焰,使燃燒不能繼續(xù)維持。因此,需要增加燃燒I段的料層厚度,使燃盡點(diǎn)退后,增加過(guò)火面積。操作手段:增加給料機(jī)和干燥段推送速度,加快給料量,同時(shí)在火焰恢復(fù)之前減少一次空氣量,待火焰恢復(fù)后再增加回來(lái)。注意:在增加速度的初始階段,火焰面積未有效擴(kuò)大之前火焰會(huì)減弱甚至滅火,溫度會(huì)下降,新垃圾跌落到著火燃燒大約需要10~15分鐘,此時(shí),可能需要燃燒器助燃。

        若燃燒I段料層較厚,則說(shuō)明垃圾在燃燒I段停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng),使燃燒速度過(guò)慢,導(dǎo)致燃燒區(qū)域較窄。此時(shí),需要減薄燃燒I段的厚度??蛇m當(dāng)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(qū)域攤開(kāi)。

        (2)垃圾燃燒區(qū)域位于燃燒II段中間部位。若垃圾層較薄燃燒能夠繼續(xù)維持,可不必調(diào)整。若垃圾層較厚,可能是垃圾品質(zhì)問(wèn)題,如水分較多引起的不容易燃燒。若估測(cè)其脫火點(diǎn)有向后移動(dòng)的趨勢(shì),則需要及時(shí)采取措施,避免狀況惡化??蛇m當(dāng)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(fēng)量,或促進(jìn)在燃燒II段的燃燒。

        (3)垃圾燃燒區(qū)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(dāng)增加燃燒II段風(fēng)量,促進(jìn)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(jī),干燥段和燃燒I段的推送,維持燃燒II段和燃燼段則繼續(xù)運(yùn)行,以使燃I和燃II之間出現(xiàn)間隙,使空氣從中流出,促使垃圾從前后兩端同時(shí)燃燒。此時(shí),排出的爐渣可能含有未達(dá)熱灼減率的夾生垃圾,需重新入爐焚燒。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,觀察爐內(nèi)垃圾厚度有效減薄,根據(jù)燃I段剩余垃圾量情況,依次適時(shí)開(kāi)啟燃I段、干燥段和給料機(jī)。

        (4)爐內(nèi)出現(xiàn)局部堆積的情況。如果從觀察窗觀察到爐內(nèi)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(shí):如果堆積發(fā)生在燃I段并且垃圾正在燃燒,則不用操作,繼續(xù)維持燃燒即可。堆積會(huì)隨著垃圾的燃燒逐漸破碎并燃燼。如果堆積發(fā)生在燃II段,而燃II段其他部分狀態(tài)正常基本都已經(jīng)燃燼,則可以單獨(dú)降低燃II的速度,增加燃II空氣量促進(jìn)其燃燒。如果燃II部分整體都有垃圾在燃燒,則需要暫時(shí)停止燃I前面的部分,待燃II焚燒完畢后再重新啟動(dòng)。爐內(nèi)堆積的原因是垃圾太濕容易結(jié)團(tuán)或者投料不均勻?qū)е?,?yīng)該從源頭上杜絕。即將垃圾充分?jǐn)嚢杈鶆蛟偻读希读蠒r(shí)從兩側(cè)投料而不能只投中間。

        3 垃圾層厚度及各段風(fēng)量

        垃圾的料層厚度關(guān)系到火床的平整和燃燒區(qū)域的均勻,如果料層偏厚,則一次風(fēng)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(nèi)垃圾料層是造成爐下與爐內(nèi)壓力差的原因,因此,其厚度可由爐下壓力及爐內(nèi)壓力推算得出。

        干燥段風(fēng)量原則上全開(kāi),以起到干燥作用,除非空氣溫度極端下降。

        燃燒I段風(fēng)量原則上不要全開(kāi),因全開(kāi)后導(dǎo)致干燥段及其他各段風(fēng)量大幅減少,影響整體風(fēng)量平衡。如果燃I段垃圾很薄,燃燼點(diǎn)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(shí),可以適當(dāng)關(guān)小燃I擋板。

        燃II段的風(fēng)量根據(jù)燃燒情況適當(dāng)調(diào)節(jié),在燃I段全部燃燼的情況下,燃II的風(fēng)量可以維持少量進(jìn)入,以起到在爐頂混合燃燼的效果,如果燃燼點(diǎn)移動(dòng)到燃II段,則根據(jù)燃II段垃圾堆積情況適當(dāng)調(diào)整擋板開(kāi)度。

        燃燼段風(fēng)量原則上維持小風(fēng)量冷卻灰渣即可,如果燃燼段出現(xiàn)未燃垃圾的情況,則適當(dāng)增加風(fēng)量促進(jìn)燃燒。

        需要注意的是,常見(jiàn)爐排片材質(zhì)為耐熱鑄鋼,雖然最高耐熱溫度為1100℃以上,但在溫度達(dá)到約500℃以上時(shí),會(huì)出現(xiàn)高溫腐蝕,造成磨損加劇。對(duì)爐排片進(jìn)行溫度控制,通常也采用一次風(fēng)進(jìn)行冷卻。

        4 結(jié)語(yǔ)

        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(duì)可燃物及燃燒空氣進(jìn)行調(diào)整??扇嘉镪P(guān)系到爐內(nèi)垃圾量的多少,與負(fù)荷相關(guān),這方面調(diào)整為:給料機(jī)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(diǎn)及溫度,這方面調(diào)整為:一、二次風(fēng)溫度,風(fēng)量。

        在正常情況下,爐排爐焚燒自動(dòng)化系統(tǒng)能自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)量和爐排速度適應(yīng)垃圾品質(zhì)的變化。但是,如果垃圾品質(zhì)短時(shí)間內(nèi)發(fā)生顯著變化,爐排爐跟不上調(diào)整的情況下需要手動(dòng)干預(yù)爐排爐的運(yùn)行。正常運(yùn)行時(shí)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(jīng)非常惡化,調(diào)整已經(jīng)非常滯后,再通過(guò)微調(diào)已經(jīng)不能恢復(fù),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(dòng)操作爐排爐使燃燒逐步恢復(fù)。爐內(nèi)溫度過(guò)低需開(kāi)啟燃燒器;溫度過(guò)高需進(jìn)行開(kāi)冷卻風(fēng)或噴水進(jìn)行減溫。

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