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垃圾发电厂余热锅炉结焦原因分析及对策

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【摘要】:
因为锅炉壁温度较低,使用垃圾焚烧发电燃烧中产生的灰粒会在炉壁粘附产生结焦,从而对寿命和使用效率造成影响。结焦主要集中在炉膛前后拱位置和侧墙以及竖直烟道位置,且危险程度随着焦体扩大而加重,乃至垃圾发电厂锅炉被迫停炉清焦。本文就垃圾发电厂余热锅炉结焦原因展开分析并提出整改措施以保证安全稳定的生产。     生活垃圾焚烧发电是解决污染提高垃圾高效利用的有效途径,既能够解决垃圾处理难题,又能够利用焚烧余热

 因为锅炉壁温度较低,使用垃圾焚烧发电燃烧中产生的灰粒会在炉壁粘附产生结焦,从而对寿命和使用效率造成影响。结焦主要集中在炉膛前后拱位置和侧墙以及竖直烟道位置,且危险程度随着焦体扩大而加重,乃至垃圾发电厂锅炉被迫停炉清焦。本文就垃圾发电厂余热锅炉结焦原因展开分析并提出整改措施以保证安全稳定的生产。

 

 

      生活垃圾焚烧发电是解决污染提高垃圾高效利用的有效途径,既能够解决垃圾处理难题,又能够利用焚烧余热获电能是一项一举几得的技术措施得到了广泛应用。但结焦问题的存在,对垃圾发电厂锅炉长周期运行带来不良影响,锅炉结焦的不均匀导致热偏差造成对锅炉的各种不良影响,无论结焦发生在水冷壁处或是燃烧器喷口处都会对锅炉空气动力造成破坏,甚至引起锅炉灭火,因此对锅炉结焦原因展开分析应提出解决方案至关重要。

 

 

垃圾发电厂余热锅炉结焦原因

 

      余热锅炉结焦困扰垃圾发电厂生产运营的一大问题,结焦会产生较多严重问题,结焦在不同位置会造成不同影响,比如竖直烟道会导致烟道变窄,出口负压增大,引起风机电耗增加,排烟温度升高导致停炉;结焦块掉落可能卡在下渣口或者卡住捞渣机影响正常排渣;结焦在内侧墙及前后拱会影响堆料铺料乃至出现偏料影响燃烧。

      垃圾发电厂余热锅炉结焦原因主要有:烟道受热面清灰问题、锅炉配风影响、炉膛温度不合理问题、燃烧不合理等。锅炉内高温熔化后的灰接触到了受热面并粘附之上,长久以来形成了积灰最终形成结焦出现恶性循环严重影响生产。

 

1. 炉膛温度不合理造成结焦

      垃圾焚烧过程中为了确保彻底分解有害物质,因此焚烧温度大多在1000℃以上,垃圾焚烧所产生的飞灰在火焰高温影响下熔融软化产生结焦,因此过高的不合理炉膛温度是造成结焦的重要原因之一。锅炉运行中因为对温度测点控制准确性存在偏差,导致实际温度和测得温度之间存在较大偏差,极端情况下实际运行温度可能超过100℃甚至200℃,但温测点可能只相差50℃,季节变化也会造成炉膛局部温度偏高,导致结焦出现。此外,当垃圾燃烧物中铁含量较高时,氧化环境下有些物质容易产生灰熔点较低的化合物,例如铁会与氧化硅发生化学反应生成2Fe+SiO2,导致锅炉结焦加剧现象。

 

2. 锅炉结构不合理导致结焦

      垃圾发电厂余热锅炉结焦的另一原因是锅炉绝热燃烧结构的不合理形式,比如,锅炉水冷壁受热面积设计不够导致水冷壁面的吸热量偏少,因此造成炉膛温度较高引起结焦;此外,锅炉只设计了烟口前后拱和保护炉墙的炉墙冷却风,但不包含任何受热面结构,也是造成锅炉结焦的重要原因;产生结焦的具体原理表现为焚烧炉出来的烟气经过焚烧炉喉部扩压后速度降低,从而其中的大部分粉尘被分离沉积后沿着炉壁流动发生粘接和熔融,新出现的粉尘会再次出现粘结冷却到凝固导致结焦产生。

 

3. 锅炉配风造成结焦

      锅炉配风控制中存在的问题对锅炉结焦也有重大影响。一是二次风机运行投入量偏少或未投入使用导致锅炉氧含量偏低,使得未燃烧颗粒出于重量问题大面积沉积在出风口处,增加飞灰在喉部的沉积造成结焦。此外有些二次风长期未正常投入使用导致二次风喷口区域结焦,造成二次风无法顺利进入炉膛,扰动到烟气影响二次燃烧作用。二是在烟气氧量控制运行中的配风量明显小于锅炉运行量,致使烟气测试中一氧化碳含量偏高,使得无机物灰渣熔点降低,导致炉壁结焦问题发生。

 

4. 人为因素的影响

      除了以上几点外,人员使用的因素也是锅炉结焦的关键原因所在。有些垃圾发电厂采取委托维护模式,由于维护人员非在编员工,因此,一定程度上存在责任心不强,与其他部门缺乏有效沟通及缺乏主动解决问题的积极性,仅仅是被动处理结焦问题,导致问题处理不及时不彻底。

 

5. 难以及时高效地监测

      在锅炉实际运行中,由于缺乏在线监测系统,无法通过有效实时监测更好地确保垃圾燃烧效率,未人为的在生产中通过肉眼观察受热面的方式进行结焦情况的监测,导致锅炉出现结焦后无法被及时发现和处理,日积月累造成锅炉结焦程度越来越严重。

 

如何解决垃圾发电厂余热锅炉结焦

 

1. 维持风量平衡

      保持焚烧炉内空气动力良好是防止炉内结焦的基本条件,因此减少炉膛漏风维持风量平衡可以结决结焦问题。炉膛漏风的减少对此具有重要作用。具体举措包括以下几点:一、防止炉膛漏风可以通过在关键部位粘贴防护,同时注重炉底漏灰输送机水位把握,该措施可以解决因为焰心温度高导致氧化还原性强产生结焦问题,通过对二次风的合理使用将氧量控制在6-8%的合理范围内。二、焚烧炉内的空气动力场会因为风量急剧变化而改变,导致对出口烟气的干扰,焚烧炉出烟口是炉膛结焦最严重的地方,因此可以通过控制好进风量实现对炉内的空气场动力的控制。

 

2. 调整锅炉温度

      通过对锅炉温度进行调整是解决炉膛温度不合理的主要措施,操作要点如下:

      ⑴ 通过停炉后以及平时对各温度测点及时进行检查保证锅炉温度准确性,及时更换损坏的温度测点,彻底清理温度测点上挂焦挂灰,确保温测点数据可以准确反映炉膛实际温度以便于工作人员准确控制炉膛温度。

      ⑵ 炉膛温度的合理控制对抑制垃圾焚烧炉运行中产生结焦起到至关重要的作用,防止锅炉结焦的主要措施就是防止炉膛温度过高,有研究数据表明,850℃的炉膛温度是最为合适的尺度,该温度可以保证二恶英等有害物质完全分解。因此,做好锅炉温度的有效控制可以抑制锅炉内结焦形成,起到对结焦产生预防的效果。

 

3. 提升将空气对流速率

      此外空气对流速率的提升手段可以有效减少锅炉内结渣现象产生。对流速率提升可以通过对燃烧器和垃圾燃烧物的燃烧位置之间的角度达到提高风速后进行调整控制,使得高温点集中在锅炉的中心位置,达到降低燃烧重要结构部位发生的结渣。每一次风速的提高可以增加一次风射流的刚性,这对于减少由于射流两侧静压作用而产生的偏转有积极意义,可以避免因为一次风气流对壁面的直接冲刷而产生结渣。

 

4. 定时投用吹灰器

      锅炉受热面的积灰是影响锅炉安全经济运行的主要因素之一。吹灰系统能有效清除锅炉受热面积灰,使受热面保持良好的传热效率,防止结焦发生,因此在垃圾发电锅炉设计中,通常都要在受热面上布置吹灰系统,吹灰系统是锅炉必要的辅机设备之一。吹灰系统的重要性和安装的必要性更加明显,投用吹灰系统可有效的恢复锅炉出力,提高锅炉的效率,实现经济、安全生产和节约能源的目的。

 

结  语

     

      通过对垃圾发电厂余热造成锅炉结焦原因进行深入分析并积极寻求解决方案对现代垃圾发电厂的生产效率提高具有重要意义,能对我国的垃圾发电技术发展起到积极推动作用。