d循环流化床垃圾焚烧锅炉的运行调整

运行与管理 4 0 0 f d循环流化床垃圾焚烧锅炉的运行调整 4 5 文章编号 ： 1 0 0 4 8 7 7 4 ( 2 0 1 1 ) 0 2 45 - 0 3 4 0 0 t d循环流化床垃圾焚烧锅炉 的运行调整 王 勇 ( 东芫市科伟环保 电力有限公司， 东莞 5 2 3 4 6 0 ) Op e r a t i o n Ad j u s t i o n o f On e 4 0 0 t d C F B Mu n i c i p a l S o l i d W a s t e I n c i n e r a t o r 作 者 简 介 ：上 ， W ANG Yo n g ( 1 9 8 2一) ， 从 f Do n g g u a n E C ( ) 一I E CH E n v i r o n me n t a l P o w e r C o 1 J d ， D o n g g u a n 5 2 3 4 6 0， Ch i n a ) 循环 流化眯垃圾 焚 烧 锅 炉 的 筹 建 、 删 摘要 ： 结合 陔公 州 j 弟单位 的返， 彳 经 验 ， 介 绍 了通 过对垃 圾焚烧 前 的破碎 、 分选 硬堆 试 、运行及榆 修 等技 孵等措 施求收*垃圾 着火和 焚烧效 果 ， j t 运 行 巾床层温 嗄 、 料层 差 、 返料 温度 硬 二次 辩 T 作 h 、 燃 料 参数州整逊行 了说 叫。 关键词 ： 循环 流化床 ； 垃圾焚烧 ； 运行调整 中图分类号 ： T K 2 2 7 文献标识码 ： B 0前 言 随着 社 会 的不 断 发喂 和 人 民生 活 水平 的 提 高 ， 城 r l J q 垃圾 的发 处 已绎成 为现代 会发展 l l 的一个突f 题 内外采川较多的垃圾 处理 法 仃 牛填埋 、 堆肥 、 焚烧和综合利川等 ，发达国家城 市生活垃圾处 技术的发展历程表明 ， 垃圾焚烧处 理具 有无 害化 、 减 量 化 和 资源 化 的 优 点 ：经 过 焚烧 处理 的垃 圾存 高温 下 得 以 消毒 ， 大大 减 少 有 害气 体 对环境 的 污 染 程 度 ； 焚 烧 处 理 的 垃 圾 可 以 减 容 7 0 9 0 、 减重 5 0 8 0 ， 燃烧 产_牛的热能可 以用以供汽 、 发电， 既降低了热污染又降低了垃圾处 理成本。冈此， 最近几年循环流化床垃圾 焚烧技术 得到迅速的推广 与发展。世由于燃料的特殊性 ， 在 运行操作时不同于普通 的循环流化床 ， 如果操作不 当， 极易酿成事故。笔者根据几年来从事垃圾焚烧 锅炉现场调试和运行管理工作积 累的经验 ， 结合兄 弟单位的一些运行经验 ， 对循环流化床垃圾焚烧锅 炉的运行调整作以下总结归纳 ， 以供从 事循环流化 床垃圾焚烧锅炉_T作的人员参考 。 1 锅炉基本特性 本公司4 0 0 t d垃圾焚烧锅炉 为单锅筒、自然 循环、 全膜式水冷壁结构 ， 垃圾 和煤混烧、 高温分离 的异重循环流化床锅炉 ， 半露天布置。结构见图 1 。 收稿 日期 ： 2 0 1 0 1 2 -0 8 ， 4 1 I 三 2 由 7 _ 9 8 L 1 0 ll _ 1 2 1 一锅筒2 一水冷风室3 一 密相 区4 一稀相 区 5 一旋风分离 器6 - L o o p s e a l 返料装置7 一低 温过热器 8 一高温过热器9 一减温器1 O 一对流蒸发管束1 1 一省煤器 l 2 一 二次风空气预热器l 3 一 一次风空气预热器 1 4 一主汽集箱 1 5 一给煤口 l 6 一给垃圾口 图 l 4 0 0 t d循环 流化 床垃圾 焚烧锅 炉示 意图 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 工业锅炉 2 0 1 1年第 2期( 总第 1 2 6期) ( 1 ) 设计规范。 锅炉额定蒸发量 5 6 t h ， 设计处理 垃圾 量 4 0 0 t d ， 额定蒸汽压 力 3 8 2 MP a ， 额定蒸 汽温度 4 5 0 c 【 = ， 给水温度 1 5 0 o C， 冷空气温度 2 0 c c， 一次风出1 5 温度 1 6 4 1 2 ， 二 次 风 出 口温度 2 0 1 o C， 排 烟 温度 1 6 6 5 o C ( 2 ) 设计燃料 。 垃圾( 8 0 )+烟煤 ( 2 0 ) 。垃圾颗粒度 ： 小于 1 5 0 mm， 不可燃硬物小于 3 0 mm。煤颗粒度 ： 01 3 mm， 大于 1 0 m m颗粒不超过 8 。混合燃料特性见 表 1 。 ( 3 ) 锅炉本体基本尺寸。 锅简中心标高 3 0 7 0 0 m m， 锅炉左 右柱 中心宽 度 7 5 0 0 m m， 锅炉前后柱中心深度 1 5 1 0 0 r n m， 锅炉 主汽集箱标高 3 3 1 0 0 mm。 2 循环流化床 垃圾焚烧锅炉运行调整 2 1 垃圾堆酵提高其热值 我国的城 市 生 活垃 圾 含水 率一 般 为 4 5 6 0 ， 垃圾 中水分蒸发吸收大量热量 ， 导致床温 降 低 ， 燃烧工况不稳定 ， 容易造成锅炉熄火和垃圾燃烧 不完全。为了降低垃圾焚烧前的水分 ， 对入库的垃 圾进行分区堆放 7 2 h ， 使水分大部分都沥出， 从而提 高垃圾的低位热值 ， 改善锅炉燃烧工况。 根据清华大学与深圳市市政环卫综合处理厂合 作的垃圾堆酵模拟试验 和实际操作实验结论表 明， 一 般生活垃圾在堆酵开始 4 8 h后达到减重量最大 值 ， 此时垃圾析出水分 占可析出水分的 9 0 ， 垃圾 脱水率超过 1 0 ， 垃圾整体减重在 2 0 左右。对含 水率较高的生活垃圾 ， 堆酵后人炉垃圾低位发热值 可提高 1 0 1 8 ， 堆酵过程 中水分 的析出是垃圾 热值提高 的主要 因素。垃圾 堆料 的熟化和适度发 酵， 一般在 7 2 h内效果最佳 ， 7 2 h之后因可去除的 内在水分基本沥出， 堆酵垃圾的吸、 排水分基本达到 动态平衡 ， 继续堆酵不会沥出更多水分 ， 相反会使垃 圾中大分子有机物质分解成小分子结构 ， 造成厨余 类成分纤维链断裂而粉末化 ， 反而影响垃圾在炉内 的正常燃烧 。 2 2 垃圾 的破碎 和分 选处 理 生活垃圾的尺寸和不可燃硬物的比例是影响流 化床垃圾焚烧炉流态化燃烧 的主要因素。不可燃硬 物的比例越少 ， 流化床不容易出现分层现象 ， 垃圾焚 烧效果也就越好。生活垃圾组成成分的尺寸越小 ， 单位质量或体积生活垃圾 的比表面积越大 ， 生活垃 圾与周围氧气的接触面积也就越大， 焚烧过程中的 传热及传质效果越好 ， 燃烧越完全 ； 反之 ， 传质及传 热效果较差 ， 易发生不完全燃烧。因此 ， 生活垃圾被 送入焚烧炉之前 ， 对其进行破碎预处理 ， 使垃圾颗粒 度小于 1 5 0 m m， 不可燃硬物小于 3 0 mm， 可以改善 流化床焚烧炉的焚烧效果。 2 3 床 层温 度调 整 床层温度是指燃烧密相区内流化物料的温度。 它是一个关系到锅炉安全稳定运行的关键参数 。床 层温度的测定一般采用不锈钢套管热电偶作一次元 件， 布置在距布风板 2 0 0 mm燃烧室密相层中 ， 插入 炉墙深度 1 5 2 5 m m， 数量不得少 于 8只。在运行 过程中要加强对床层温度的监视 ， 一般将床层温度 控制在 8 5 0 9 0 0。床层温度控制过高， 虽然可以 降低不完全燃烧损失 ， 提高传热 系数 ， 并减少 C O、 N 0排放 ， 但是床温超过 8 5 0 o C时， C a O内部孔隙结 构发生烧结而减弱 了 C a O与 S O ， 反应的活性 ， 于是 导致炉 内脱硫效率下降。床层 温度控制过低 ， 垃圾 量波动时容易灭火 ， 而且也不利于二恶英在炉内分 解 。在锅炉运行中， 当床层温度发生变化时 ， 可通过 调节给垃圾量 、 一次风量、 二次风量和给煤量来调 整 。 ( 1 ) 床层温度过高时的调整。 燃烧高热值水分少 的工业垃圾时， 应适 当减少 给垃圾量( 燃烧低热值水分多 的生活垃圾时 ， 应适 当加大给垃圾量 ) ， 增加一次风量 ， 加大下层二次风 量 ， 减少或停止给煤量 ， 使床层温度降低 。 ( 2 ) 床层温度过低时的调整。 燃烧高热值水分少的工业垃圾时 ， 应适 当加大 给垃圾量( 燃烧低热值水分 多的生活垃圾 时， 应停 止给垃圾量 ) ， 减少一次风量 ， 减少下层二次 风量 ， 加大给煤量 ， 调整炉膛负压为 一2 0一5 0 P a ， 使床 层温度升高。 2 4 料层 差压监 视 与调整 一 般运行时， 循环流化床锅炉的料层差压表的 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 运行与管理 4 0 0 t d循环流化床垃圾焚烧锅炉的运行调整 4 7 取样器经常被床料堵塞 ， 实际是通过风室压力来估 算出料层差压。风室静压力是布风板阻力和料层阻 力之和 由于一般 设计 布风板 阻力 为风 室压力 的 2 0 2 5 ， 所以运行 中通过 风室静压力大致估计 出料层阻力。此外 ， 由风事静压力变化情况 ， 可以了 解 沸腾料 层 的运行 好 坏 。 良好 的流 化燃 烧 时 ， 压 力 表数值摆动幅度较小且频率高 ； 如果数值变化缓慢 且摆动 幅度加 大 时 ， 流 化 质量 较 差 。运 行 中料 层 压 力过高和过低时， 都会影响流化质量 ， 容易发生熄火 和结焦。一般 运 行时 ， 风 室 压 力控 制 在 8 5 0 0 9 0 0 0 P a ， 料层厚度( 通过风室压力估 算 ) 可以通过 炉底两侧 的 2根 + 3 2 51 2 m m 的放 渣 管 排 放 底 料 量来控制 。当床压高时 ， 应开启冷渣器或人工排渣 ； 当床压低时 ， 应停止冷渣器或人T排渣。 2 5返料 温度 监视 与调整 返料温度是指通过返料器送 到燃烧室中的循 环灰 的温 度 ， 它 可 以起 到调 节 料 层 温 度 的作 ， j 。 对 于采用绝热高温分离器 的循环流化 床垃圾焚烧锅 炉 ， 其返料温度较高 ， 一 般控制返料温度高出料层温 度 3 05 0 ， 可以保证锅炉稳定燃烧 ， 同时起到调 整燃烧 的作川= 在锅炉运行中必须密切监视返料温 度 ， 温度过高有可能造成返料器内结焦 ， 由于垃圾 中 K ， O和 N a ， O的含量远大于煤 中的 K ， O和 N a ， O的 含量， 故垃圾的灰熔点比煤的灰熔点低得多 ， 温度控 制不好极易发生结焦 ， 运行时廊控制返料温度最高 不能超 过 9 8 0 。返 料 温 度 可 以通 过 调 整 给 煤量 、 垃圾焚烧量、 一次风量 、 二次风量和床温来调节 ， 如 返料温度过高 ， 可适 减少或停止给煤量 、 垃圾焚烧 量 ， 适当减少一次风量 ， 增大二次风量， 适当降低床 层温度 。 2 6一二次 风量 调整 ( 1 ) 一次风量的调节。 一 次风的主要作用是保证物料处于良好的流化 状态 ， 同时为燃料燃烧提供部分氧气。为了保证垃 圾焚烧炉的流化正常 ， 一般所需 的最低布风板截面 风量 约为 3 8 0 0 4 1 0 0 ( m h ) m ) ( 标 态 ) 。风 量 过低 ， 物料不能正 常流化 ， 影响锅炉负荷 ， 还 可能造 成结焦 ； 风量过大 ， 不仅会造 成煤耗和风机 电耗增 加 ， 而且使受热面磨损加剧。因此 ， 无论在额定负荷 还是在最低负荷 ， 都要严格控制一次风量使其保持 在良好的流化风量范围内。在排渣期 间， 为 了使布 风板上影响流化的粗大物件更快地排 出， 应该将布 风板截面风量调整为 4 5 0 0 4 8 0 0 ( m h ) m ( 标 态 ) 。 ( 2 )二次风在密相床的上部分三层喷入炉膛 。 二次风 的主要作用有 ： 一是补充燃烧所需要的 空气 ； 二是起到扰动作用 ， 加强气 、 同两相混合 ； 三是 改变炉内物料 的浓度分布 ； 四是分段送风使炉膛下 部缺氧燃烧形成还原性气氛， 大大降低热 力型 N O 的排放。二次风总风量的调节通常是根据炉膛出口 的氧量表来调整 ； 氧量高时应减少二次风量 ， 氧量低 时则应 增加 二次 风量 。 由于 巾下层 二次J x L 口的位置 离布风板 2 3 m， 巾下层二次风量的调节对床层燃 烧影响很大 ， 调节不当不仅会造成煤耗增加 ， 燃烧不 完全 ， 还会造成熄火 。燃烧高水分的垃圾时 ， 床温受 垃圾水分和下层二次风的影响 ， 比较难稳定 ， 此时上 中下的三层风量配比应调节成 3 2 1 。燃烧低水分 的垃圾 时， 垃圾燃烧和放热快 ， 床温平稳上升 ， 此时 上 中下 的三层 风量 配 比应调 节成 1 2 3 。 2 7燃 料量调 整 循环流化床垃圾 焚烧锅炉主要燃料是乍活垃圾 和工业垃圾 ， 煤是作为稳定焚烧炉燃烧T 况的辅助 燃 料 。燃料 量调 整就 是垃 圾 焚烧量 蒯整 和给煤 量渊 整 。 垃圾量 的调整直接影 响到锅炉安 全稳定的运 行。垃圾的成分十分复杂，垃圾焚烧量过大， 垃圾 燃烧后产牛的金属类和非金属类粗大物件数量就增 多 ， 这些 粗 大物件 存炉 内移 动速 度较 慢 ， 很 难及 时地 通过排渣方式排除 ， 会致使床层出现分层现象 ， 严重 时会发生熄火和结焦。同时垃圾焚烧量过大还会造 成 1 - 灰中碱金属含量增大 ， 加剧高温和低温过热器 管壁挂焦和腐蚀。垃圾焚烧量过小 ， 炉膛 巾上部温 度会低于床层温度 ， 不利于细小碳粒和挥发分气体 的燃烧 ， 造成锅炉不完全燃烧损失增大， 煤耗增加 ， 同时也不利于二恶英在炉内的分解 。实践表明垃圾 焚烧量在 1 61 8 t h时( 质量 比8 0 8 5 ) ， 锅炉 飞灰含碳量少， 床层流化正常。 国家规定循环流化床垃圾焚烧锅炉掺煤的质量 比不得超过总燃料的 2 0 ， 掺烧煤量 的多少直接关 系到锅炉的节能环保达标。在垃圾水分大和热值较 低时 ， 床层内燃料燃烧 的物理吸热大 于化学燃烧放 热 ， 床层温度下降， 应添加适量 的煤辅助燃烧 ， 改善 炉内的燃烧工况， 使 垃圾在炉 内稳定、 充分地燃烧 。 此外在垃圾焚烧过程中添加适量的煤对二恶英生成 有多种抑制作用。根据浙江大学陆胜勇副教授的试 验结 果 ： 添加 煤 量 比例为 1 6 时 ， 可 以有 效抑 制 9 5 二恶英生成。 ( 下转第 5 8页) 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 5 8 工业锅炉 2 0 1 1 年第 2期( 总第 1 2 6期) 燃烧 ， 而锅炉只有一只热电偶设置在炉膛后部 ， 为了 真实反映炉膛温度 ， 指导操作 ， 在锅炉前拱上方增设 一 只热电偶。 ( 4 ) 为了解决煤炭分布不均 的现象 ， 在煤斗底 部增设导流板， 迫使块煤 向中间聚集 ； 同时增大煤场 煤筛的目数 ， 尽量让过筛后进入提煤机 的煤炭颗粒 变小。 ( 5 ) 针对造成锅炉正压燃 烧的原因， 分别采取 措施保证炉膛负压燃烧。 检修引风机 ， 对腐蚀严重的引风机叶轮进行更 换 ， 重新调整找正， 减少引风机的振动。 在除尘器两级洗涤除尘操作 中， 加大第一级 喷淋洗涤液的量， 降低第二级水浴槽洗涤液的液位， 这样在保证同样除尘效果 的前提下 ， 降低气体流经 水浴槽的阻力 ， 减少压 降， 同时加大 除尘器 排污频 率 ， 避免因除尘器堵塞 ， 烟道憋压 。 严格监控炉膛压力 ， 维持在 一3 O P a以下运 行。生产负荷增加时不是盲 目加大送风量而是在确 保炉膛负压的前提下调整鼓风风门开度 ， 统筹优化 送煤量、 皮带转速和送风量、 引风量 ， 实现它们 的最 佳组合 ， 最终通过提高煤炭在有效燃烧部位 的燃烧 效率提高炉膛温度。 通过上述措施 ， 锅炉 自2 0 1 0年 1 0月中旬投入使 用以来 ， 运行状态良好 ， 各项运行指标均达到要求。 ( 上接第 4 7页) 垃圾焚烧量和给煤量的配 比， 对锅炉运行非常 重要 。比例过大或过小都会影响锅炉安全、 正常 、 环 保地运行。实际运行 中垃圾焚烧量为 1 61 8 t h时 ( 质量比 8 0 一 8 5 ) ， 辅助烧煤量为 2 8 4 8 t h 时( 质量 比 1 5 2 0 ) ， 锅炉燃烧工况稳定且垃圾 燃烧完全 ， 辅助投煤量少 ， 煤耗低 ， 烟气排放达标 ， 经 济性好。对垃圾和煤 的燃烧调整不是单一量调节 ， 而是热量的相互补给调整。垃圾和煤的燃烧调整以 稳定垃圾焚烧量为基础 ， 根据炉膛出口温度、 床层温 度、 含氧量和返料温度 等参数变化趋势来调节 给煤 量的大小。实际运行时， 当床层温度有上升趋势， 含 氧量为 6 8 之间 ， 返料温度有上升趋势 ， 说 明 炉 内燃料燃烧的化学放热大于物理 吸热 ， 给煤量可 以适当减少了。当返料温度有下降趋势 ， 含氧量明 显上升， 说明炉内燃料燃烧 的物理吸热大于化学放 热 ， 应该马上增加给煤量来稳定燃烧工况。 3 结束语 为了保证垃圾在循环流化床垃圾焚烧锅炉内充 5几点建议 ( 1 ) 应加强设备维修管理和质量监 督 ， 为 了保 证设备修理质量， 应指定专人对设备修理的关键环 节尤其是隐蔽工程进行旁站监督和跟踪记录， 从源 头上把好质量关 。 ( 2 ) 通过这次锅 炉事 故 ， 暴露 出我公 司锅炉操 作管理上存在较大 问题 ， 建议 锅炉使用单 位应定期 修订完善操作规程 ， 尤其对锅炉升压 、 负荷调整、 正 压的异常处理等与锅炉使用安全性、 经济性密切相 关的作业过程 ， 必须明确操作程序 、 工艺指标和应急 处理措施 ， 同时根据设备使用状况定期开展操作规 程评估 ， 不断完善 、 持续改进 。 ( 3