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摘要:垃圾焚烧发电技术不仅能够解决垃圾处理难的问题,而且垃圾焚烧所产生的热能可以转换为电能或热能,实现资源的有效利用。本文主要对造成垃圾发电厂余热锅炉结焦的因素分析,并指出如何有效地处理垃圾发电厂余热锅炉结焦问题,希望在解决垃圾发电厂余热锅炉结焦问题的同时,促使锅炉使用的寿命得以延长。
关键词:垃圾发电厂;余热;锅炉结焦
引言
在垃圾焚烧过程中,当锅炉温度比较低时,其熔融的灰粒会粘附在炉壁上产生结焦,并且锅炉在长期运行过程中,随着排烟温度的提升,烟道出口的负压会不断增大,其水平烟道的受热面会出现比较严重的结焦现象,如果没有及时进行灰尘的清理,或者清理的次数比较少,锅炉内沉积的灰尘比较多,一定程度会缩短锅炉使用寿命。
一、造成垃圾发电厂余热锅炉结焦的因素分析
(一)炉膛温度控制不当
锅炉产生结焦现象受锅炉里面温度控制情况影响,其中当垃圾焚烧锅炉内温度过高时,炉内产生的灰渣颗粒会发生融化,进而产生结焦;如果锅炉内温度低于1000度时,垃圾中的氧化物不能完全分解[1]。另外,由于炉膛温度的控制受多种因素的影响,无法精确地控制温度测点,进而产生结焦问题。其中温度测点挂焦、挂灰都会影响温度测点,导致温度测点的温度与实际温度产生一定差距,一般情况下,要求温度测点的温度与实际温度控制在50度之内,而实际二者的温度超过50度,且实际温度还受季节性影响,会产生一些温度差异,从而导致实际温度过高而出现锅炉结焦问题。
(二)锅炉设计不合理
垃圾发电厂余热锅炉结焦问题还受锅炉结构设计情况的影响,由于当前大多数锅炉设计的是绝热燃烧形式,只是为了保护炉墙的冷却风,无法确保锅炉内的受热面,因此出现锅炉结焦现象。比如在喉部扩压影响下,焚烧炉产生的烟气会快速降低,其中产生的粉尘会分离、沉淀,在随着炉壁流动过程中会粘接在炉壁上,并且当炉壁内再次沉积粉尘后,会继续粘接、凝固,进而出现结焦问题。。
(三)锅炉配风问题
众所周知,锅炉配风是锅炉运行中不可或缺的一部分,锅炉结焦情况也受配风控制影响。其中当配风量比锅炉运行量低时,对于烟气氧量的控制明显降低,在烟气测试中会发现一氧化碳含量上升,使无机物灰渣的熔点降低,从而出现炉壁结焦问题。另外,当二次风机投入量少的情况下,炉内会长期处于缺氧状态,垃圾中未充分燃烧的颗粒会集中在焚烧炉出口,在颗粒数量、重量的影响下,会在喉部上方结渣、结焦。
(四)锅炉燃烧超出额定功率
当垃圾焚烧锅炉长期处于超出额定功率运行状态下,锅炉内的垃圾焚烧量、风量以及锅炉热负荷不断增加,所能承受的压力超过锅炉自身最大范围,在火焰控制不当的情况下,当锅炉内一次风温过高、垃圾比较干燥、热值比较高时,会导致干燥段区域温度升高,出现结焦的现象[2]。另外,当锅炉燃烧出现偏料时,火焰会发生偏斜,整个锅炉燃烧不够均匀,局部温度高燃烧比较充分,而锅炉其他地方温度比较低、燃烧不充分,从而使结焦的概率增加。
二、如何有效地处理垃圾发电厂余热锅炉结焦问题
(一)合理控制锅炉温度
针对炉膛温度不合理产生的结焦问题,可以从锅炉温度控制方面入手来解决该问题。
首先,要求将锅炉温度控制在规定范围内,在停炉之后全面检查各个温度测点,对损坏的温度测点进行及时的更换,并且定期对温度测点上的挂焦、挂灰进行清理,确保温度测点能够准确检测出炉膛的实际温度。
其次,为了减少锅炉结焦现象,可以通过炉膛温度控制来实现,比如根据垃圾焚烧炉运行标准经炉膛温度控制在规定范围内,由于理论上认为炉膛温度控制在850度-950度之间较为理想[3],因此,在实际操作中尽可能地将炉膛温度控制在理想温度之内,并且要防止温度过高,从而有效地预防锅炉结焦形成。
(二)确保锅炉结构合理化
针对锅炉结构设计不合理引发的锅炉结焦问题,可以通过调整锅炉结构来解决该问题。具体可以从以下方面入手:首先,可以尝试对二、三烟道进行改道,比如将传统分离式的分灰改道调整到渣池、捞渣机,这样可以防止二、三道烟道产生的分灰再次飞扬,间接性使锅炉结焦的概率降低。其次,可以尝试调整灰斗的角度、灰斗表面光洁度,这样灰斗上面挂灰的情况能够得以改善,促使锅炉内部温度测点的准确性增强,确保锅炉温度控制在有效范围内。最后,可以尝试对二次风口进行调整,比如在确保风量不变的情况下,可以增加二次风口数量、增大管口直径等来增加二次风口,这样可以减少焚烧炉出口积灰,防止二次风口被堵塞,一定程度可以阻止关键部位形成结焦,从而有效地解决锅炉结焦问题。
(三)平衡风量
针对配风问题产生的锅炉结焦现象,可以通过减少炉膛漏风、维持风量平衡来解决该问题。首先,由于风量的变化会影响焚烧炉内空气动力厂,干扰烟气的正常排出,因此,可以通过保持风量的平衡性来防止风量急剧变化,使锅炉出口产生的烟气能够正常排出,从而减少烟口处结焦问题,确保焚烧炉稳定运行。其次,为了避免炉膛漏风问题,可以在炉底漏灰输送机关键部位粘贴防护膜,一定程度可以解决火焰中心温度高、氧化能力强等引发的结焦问题[4],并且可以有效使用二次风,将烟道出口地方的含氧量控制在有效范围内,可以起到锅炉结焦问题预防的效果。
(四)将锅炉负荷控制在额定工况运行内
针对锅炉长期处于超负荷运行引发的锅炉结焦问题,可以通过有效控制垃圾焚烧量来实现。由于垃圾焚烧量增加,对应的炉膛内所需要风量会增加,必然产生的灰量也会增加,从而导致锅炉结焦情况加剧,因此,对垃圾焚烧量进行合理控制具有一定的必要性。另外,可以通过对炉排上料层厚度进行控制、有效管理垃圾池以及控制好火焰等措施来减少结焦生成。
同时,可以定期对水平烟道进行清灰,比如采取激波清灰、蒸汽吹灰等方式进行清灰,在确保管壁清洁的同时,可以防止管壁产生损伤,一定程度可以减少结焦的产生。
三、结束语
垃圾焚烧发电技术作为生活垃圾处理的有效方法,锅炉在实际运作过程中,会产生结焦问题,对锅炉正常运行、使用寿命等产生一定影响,因此,采取一定措施解决锅炉结焦问题具有一定的必要性。
参考文献:
[1]李科熙,王凯.浅析垃圾发电厂余热锅炉结焦原因及解决对策[J].机电信息,2013,(027):55-56.
[2]彭小军,周洪权,傅玲琼.垃圾焚烧余热锅炉二三通道结焦原因分析及应对措施[J].中国科技纵横,2017,(007):8-10.
[3]王国琦,姚昌模,夏清刚.垃圾焚烧炉结焦成因分析及对策[J].重庆电力高等专科学校学报,2018,(04):41-43.
[4]赵晓义.电厂锅炉结焦原因分析与对策[J].能源与节能,2016,(009):P.133-134,136.