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垃圾焚烧炉炉排断火、炉渣灼减偏高如何解决?

发表时间:2019-06-18 09:22

垃圾能源化技术主要包括气化法、热解法和焚烧法等。其中焚烧法具有处理量大,处理速度快,工艺简单,减容、减量、灭菌效果好,能将垃圾中的化学能转化为电能的优点,近年来得到了快速发展。焚烧法的环境风险一直是社会各界的关注点,GB18485-2014《生活垃圾焚烧污染控制标准》对污染物排放提出了更加严格的标准。而焚烧炉稳定运行,垃圾完全燃烧是控制污染物产生,提高企业经济运行的关键。由于城市生活垃圾未分类收集,垃圾组分变化大,致使焚烧炉稳定运行难度増大,甚至影响污染物排放,严重影响企业的社会形象和经济效益。该文对某垃圾焚烧炉调试和运行中出现的炉排断火、炉渣热灼减偏高两个问题进行了分析研究,并提出了解决问题的有效措施,拟对同型垃圾发电厂的运行有借鉴作用。

焚烧炉简介某厂垃圾焚烧炉单台日处理生活垃圾400t,采用马丁两段式逆推和顺推往复式运动炉排。整个焚烧炉炉排分为上下两段:上段为顺推运行模式,下段为逆推运行模式,上下段以纵墙连接,尾部设置挡板用于调节料层厚度。炉排采用液压控制,双列阶梯式布置,每列分为3个区:第一区为干燥区,第二区为燃烧区,第三区为燃尽区;炉排下设有4个风室,第一风室布置在上炉排,第二、三、四风室布置在下炉排;炉排均为一排固定,一排活动交替安装。通过调整炉排运动速度来调整垃圾在炉排上的停留时间及垃圾焚烧速度。


炉排断火该厂调试和运行中,垃圾焚烧炉内发生断火的情况分为两种:一是轻微断火,发生这种情况时炉温下降约60℃~100℃,当火床到位后炉温又回升到正常;二是严重断火,炉温下降幅度大,下降大于100℃,甚至火焰只在上炉排,下炉排上的垃圾只有零星的着火点。


2.1 原因分析

轻微断火的原因:一是垃圾的湿基低位热值(效热值)有较小的变化;二是垃圾热值正常,着火情况也好,但炉排停止时间设置不宜,过长且未及时调整而导致火床偏短,致使垃圾进料后,新料着火慢,炉温下降。

严重断火的原因分析如下:

(1)垃圾的有效热值变化较大。垃圾坑底部的垃圾处于渗滤液浸泡中,垃圾坑顶部的垃圾发酵欠佳,渗滤液未渗出,垃圾的含水率均高,导致垃圾的有效热值低,着火缓慢。

(2)火床严重偏短,致使新入炉的垃圾将上炉排的火焰压灭或者新垃圾根本就不能及时着火。随着炉排的运动,若上炉排中大量未着火的垃圾被顺推至下炉排着火处,阻断了垃圾燃烧过程的传热传质,导致下炉排中已着火垃圾周围氧含量急剧降低,并伴随着温度急剧下降,火焰极易熄灭。


2.2 措施

解决炉排断火问题应以预防为主,应对措施如下。

(1)锅炉操作者控制好火床在合适的长度,且主燃烧区基本在第二、三风室之间上部的炉排位置,防止主燃烧区过于靠前。

(2)垃圾吊操作人员尽量投料均匀。一是尽量投发酵好的料;二是尽可能地分几次投完一个抓斗的垃圾,使得垃圾蓬松的堆积在溜槽;三是用机械抓的闭合状态进入垃圾堆后再打开机械抓的方式松散垃圾,使垃圾入炉前不成团或少成团。

(3)锅炉操作者与垃圾吊操作人员紧密合作,控制料床厚薄适宜。如垃圾吊操作人员发现垃圾热值或灰分明显有变化时,要及时通知锅炉操作者提前进行调整工作。若垃圾的热值高,料床厚度适当减薄,垃圾的热值低,料床的厚度适当增加;若垃圾重,料层适当控制薄一些,垃圾轻,料层控制稍厚一点。

(4)操作者不断积累经验,灵活应用DCS系统中的炉排、给料器控制功能,依据垃圾的实际情况及时调整。

(5)启炉时,炉膛温度达到一定值时才将垃圾推入上炉排烘烤,待确认上炉排垃圾大面积着火后,炉排才开始运动,并设定恰当的上炉排和下炉排的运动速度,防止启炉过程炉排断火。

炉渣的热酌减率偏高炉渣的热灼减率是指焚烧后的炉渣在600℃左右高温加热3h后减少的质量百分比。生活垃圾焚烧后的炉渣由熔渣、石头、陶瓷、金属等无机物和少量可燃物组成,其热灼减率高,说明垃圾没有被烧透,垃圾减量化、无害化不彻底,増加了炉渣在运输和填埋过程中对环境造成二次污染的风险。在一个月内,随机取该厂焚烧炉渣10个样品,分析其热灼减率如图1所示,从图中可知,热灼减率均低于5%,但很不稳定,且超出一半的样品的热灼减率超出公司的内控指标(≤3%)要求,同时观察发现炉渣中有未燃尽的有机物存在。


3.1 原因分析

经长期观察炉排上各个区域垃圾燃烧的状态并结合渣坑内炉渣的组成分析,认为导致热灼减率偏高的主要原因如下。

(1)炉排速度过快或风量配比偏少,引起大块(团)垃圾在主燃区未完全燃尽,或主燃区垃圾料层太厚不能燃尽,致使燃尽区仍然有大火存在的现象。

(2)垃圾含水率较高,干燥区(上炉排)的一次风量和风温匹配不好,造成垃圾点火延迟,影响燃尽。

(3)垃圾在干燥区(上炉排)形成的缩聚体造成垃圾难以燃尽。垃圾中的低熔点物(如塑料等)在干燥区也容易缩聚或焦糊形成缩聚体。该厂两段式炉排设立纵墙的作用是使垃圾从纵墙上跌落至燃烧区的过程中:一是干燥的垃圾更好的分散,充分燃烧;二是摔碎包裹在垃圾上的焦糊外壳或缩聚体,使壳(体)内物质充分接触火焰持


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