摘要:近年來,隨著我國經濟的快速發展以及城鎮化進程的加速,我國城市生活垃圾 生產量增長速度持續上升,特別在經濟發達、人口密度大和土地資源緊缺的地區,傳 統的垃圾填埋處理等方式已無法滿足日常垃圾處理的要求,并且垃圾填埋處理有潘濾 液滲透、污染土壤和水源等隱患。現在國內垃圾焚燒發電項目已經進入建設高峰期, 在新的“十三五”計劃中,國內中大型城市必須要有焚燒垃圾的環保企業來進行城市生 活垃圾的處理工作,所以垃圾焚燒發電的鍋爐燃燒調整尤為重要,是控制垃圾焚燒發 電項目對環境污染的源頭。
關鍵詞:垃圾焚燒;鍋爐;燃燒調整
一、垃圾焚燒的基本要素
生活垃圾進入焚燒爐,需要經過干燥、燃燒和燃盡三個過程,垃圾中的有機物在 高溫下焚燒產生熱量。但在實際的燃燒過程中,不可能達到理想狀態即不可能完全燃 燒干凈,致使產生大量黑煙,造成空氣污染;甚至從焚燒爐排出的爐渣中,還存在未 燃盡的有機物,造成有機物浪費。因此盡可能地實現完全燃燒是垃圾焚燒電廠工作者 不斷追求的目標,影響生活垃圾焚燒效果的因素除了生活垃圾本身的性質外,還包括: 溫度、停留時間、湍流度和過量空氣系數等。
1.1 溫度
焚燒溫度是指一燃室垃圾焚燒所能達到的最高溫度,能達到 850°C—1100°C。研究表明,生活垃圾的熱值越高,焚燒溫度越高,垃圾焚燒效率越高。另外,一次風溫 度對焚燒效果產生重要的影響,具體表現為一次風的溫度越高,垃圾干燥越快,燃燒 越好,鍋爐穩定運行越有保障。總結各廠的經驗,當垃圾熱值大于 1100 大卡、一次燃燒風溫度在 200°C的狀況下即可取得良好的燃燒工況。一次風溫高對垃圾的預干燥階段有直接的熱值影響,故 1 段干燥段風溫控制要求較高。
1.2 停留時間
當其他條件不變時,生活垃圾在焚燒爐內的停留時間長度與焚燒效果呈正比例關 系。但停留時間過長會減少焚燒爐的處理量,停留時間過短又會影響焚燒效果。另外, 由于季節的變化,垃圾類別、干燥程度和含水量的不同,需要適當調整停留時間。例 如,在氣溫較低和雨季時,需適當增加垃圾在爐排上的停留時間。總之,垃圾在焚燒 爐內擁有合適的停留時間,才能保證垃圾高效,穩定燃燒。
1.3 湍流度 湍流度是表征生活垃圾和空氣混合程度的指標。湍流度越大,空氣和生活垃圾的混合程度越高,有機可燃物能及時、充裕地獲取燃燒過程所需的氧氣,燃燒反應也就 越充分。湍流度受因素影響較多,當需要燃燒的垃圾量一定時,可通過加大空氣供應 量的方法,提高湍流度,以期改善燃燒效果。
1.4 過量空氣系數
過量空氣系數對垃圾燃燒效果產生至關重要的作用,適量的過量空氣系數,不僅 能提供燃燒過程所需的氧氣,還能增加焚燒爐內的湍流度,改善燃燒效果。但過量空 氣系數不宜過大,這樣不但會使爐膛內溫度降低,而且將增加輸送空氣的能量和預熱 空氣所需的熱量,繼而給焚燒廠帶來一系列的不良后果。一般情況下將氧量控制在 4%~6%。
二、典型工況下的燃燒調整技術
2.1 垃圾熱值高,鍋爐負荷高。此類垃圾一般是易燃燒且己充分發酵的垃圾,此種工況焚燒時,應該控制好料層 厚度和一次風風量。可以適當增加料層的厚度,否則容易燒穿,甚至斷層。同時應關 小一次風空預器的進汽閥,降低自用蒸汽的用汽量,適當的降低一次風機頻率,同時 關小主燃段的風門以保證其他三段的一次風壓。由于燃燒狀況良好,燃燒速度快,爐 溫不易控制,容易出現超溫的現象,繼而引發受熱面結焦的后果。一般情況下,爐溫 一定要嚴格控制在 850°C~1030°C之間,并且一般在鍋爐負荷上升趨勢快,接近額定 負荷時,關小一次風空預器進汽閥并調整一次風量。
2.2 逆推爐排上垃圾較厚 逆推爐排上垃圾較厚時不易燃燒,應該減慢爐排和給料器的速度:提高上爐排的一次風壓,直至有明顯煙氣從垃圾層穿透出:調節好主燃段的焚燒,盡量使主燃段產 生更多的火焰,并對干燥段料層進行適當的擾動。當單列爐排厚而另一側焚燒較好時, 應解除爐排的聯動同操,維持另一側的工況,控制較厚側的給料量和爐排循環次數, 可根據一次風量變化調節較薄側的給料量,以控制合適的爐排料層厚度。
2.3 爐排上的垃圾很薄且燒穿 此時應加快給料速度和逆推爐排速度,盡快將上爐排鋪滿,最好不要關小一次風風門。這種情況在垃圾熱值較低或較高時都容易發生,一次風的大量漏入將嚴重惡化 焚燒工況,在垃圾熱值非常高時極易使爐排發生高溫卡澀。
2.4 摻燒陳年垃圾,垃圾熱值低,水分含量大
首先,應盡可能將爐膛溫度保持高位,保證爐膛有足夠的熱容量,盡量將燃燒區 域面積擴大,以不出生料為準,同時盡可能地提高一次風的風溫達到額定值 220°C, 這樣才能保證垃圾有效的進行干燥預熱。其次,就是要調整好料層的厚度,如果料層 太厚則風穿不透,即使能夠穿透,也可能出現由于風量大而脫火的現象,并且此類垃圾發酵不充分,垃圾進入焚燒爐后不容易被烘干:待烘干后,爐膛內大面積料層也會 被烘干,繼而又會由于風量大而使料很快大面積燃燒并燒盡。而后續進入爐膛的垃圾 由于來不及被烘干而導致脫火。如果風量太小,不但穿不透,而且料層很難被烘干, 此時應適當增加一次風風量,但不能增加量不能過大。總之,料層厚度和風量控制十 分重要,盡量將氧量控制在 6%以下。最后,在爐排循環次數變動不大的情況下,將 爐排的運行速度減慢,這樣做的目的是延長燃料翻動的時間,加強燃料的擾動,但要 控制好翻料的頻率,因為翻得太快對料層的穩定燃燒產生副作用。
2.5 燃燒狀況急劇惡化,爐膛溫度下降迅速 出現此狀況時,首要需要調整就是保住爐膛溫度,保住蒸汽溫度,迅速將減溫水關掉,將給料量降低。然后將爐排改為手動操作,依據爐溫上升下降情況動作爐排, 在每次爐排動作前后到就地觀察燃料著火情況。最后根據就地觀看火焰著火情況,調 整一次風壓和風量,逐步將火焰增強,火勢擴大。
結語
本文對影響生活垃圾焚燒的因素進行了分析,指出了穩定垃圾焚燒的重點,并且 針對典型工況下的燃燒調整技術進行了探討。與傳統電廠鍋爐相比,垃圾焚燒爐內燃 燒工況復雜,不穩定因素多。需要根據實際情況進行燃燒調整,保障調整運行的穩定 性和經濟性。
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