生活垃圾焚燒爐不同于燃煤爐,城市垃圾具有成分復雜,熱值低,不穩定且水分高的特點,而且在燃燒中易產生二噁英等二次污染物,使得垃圾焚燒爐運行控制難度增大。
以日立造船株式會社VonRollL型爐排往復式機械爐排爐為例展開分析,爐排其核心爐排系統呈向下傾斜狀布置,福州鼓樓區電采暖爐的制品技術由固定爐排梁和活動爐排梁交替組成,主體結構包括干燥爐排,燃燒爐排和燃盡爐排三階段,每階段爐排間設置大落差,促進垃圾翻轉,在燃燒爐排中部設置剪切刀,破碎塊狀垃圾,實現燃燒空氣的均勻分布。
通過分析垃圾焚燒的影響因素和焚燒爐的燃燒控制與運行中常見問題,以合理組織燃燒工況,爐排降低二次污染,實現垃圾完全燃燒。
生活垃圾焚燒的影響因素影響垃圾焚燒的因素有: 生活垃圾預處理,停留時間,爐溫,湍流度,過??諝庀禂?。 其中停留時間,爐溫,湍流度和過??諝庀禂凳侨紵^高中主要的控制對象,俗稱“3T+E”控制。 。
1.1生活垃圾預處理爐排爐對垃圾入爐前粒度要求不高,不需要篩選,爐排破碎等預處理,只需垃圾在貯坑內自然沉降,福州鼓樓區電采暖爐的制品技術壓縮脫水,部分發酵即可。一般貯存4d~6d,但不同地域不同時節,貯存時間可適當延長或縮短。
1.2 停留時間垃圾在爐內的停留時間必須大于垃圾干燥時間與垃圾燃燒時間的時間之和。垃圾爐內停留時間是否足夠的考核指標為爐渣的熱灼減率,它是判定焚燒爐燃燒正常與否最有力的依據。同時定期測定熱灼減率還可以檢驗焚燒爐的異常和老化程度。實踐表明,煙氣在850℃左右的爐膛內停留時間達到2s,或在1000℃左右的爐膛內停留1s或在1200℃左右的爐膛內停留幾毫秒,二次污染物二噁英就可以完全分解。根據煙氣污染物控制要求,同時受垃圾能量的限制,爐排-鍋爐配件-鍋爐配件廠-山東卜秀鍋爐配件鑄造廠國內垃圾焚燒爐膛采用中溫燃燒,確保煙氣在850龍爐內停留2s以上??傊?,停留時間對垃圾焚燒至關重要,合理調節垃圾在爐內的停留時間和煙氣在爐膛的停留時間才能減少二次污染物產生,使垃圾穩定燃燒。
1.3 爐溫焚燒爐形狀和容積是通過計算模擬煙氣溫度分布來設計的,爐內溫度分布是不均勻的,越靠近垃圾燃燒層火焰區域,溫度越高。因為使生活垃圾焚燒產生的二噁英分解的溫度必須在850℃以上,通常講的焚燒溫度是垃圾焚燒產生的煙氣在一燃室中上部的溫度,此處溫度須高于850℃。如果低于850℃,輔助燃燒器自動投入運行。垃圾焚燒過程中會產生大量HC1,N0x,SOx等具有腐蝕性的酸性氣體,對布置在水平煙道的過熱器等設備會產生高溫腐蝕,根據制造過熱器等設備的材質防腐性,運行中應嚴格控制水平煙道的入口煙溫,防止高溫腐蝕。
1.4湍流度垃圾焚燒過程中的傳質傳熱與湍流度密切相關,湍流度越高,垃圾燃燒所需O2越充足,燃燒反應越完全。增大湍流度能削弱爐內的還原性氣氛,減少灰飛中C和CO含量,使各種垃圾組分所產生的有機氣體,二噁英及其前驅物能進行充分氧化燃燒,抑制二噁英的再合成,減少二次污染。
1.5過??諝庀禂涤捎诶煞謴碗s多變,過??諝庀禂祵紵隣顩r影響很大,過??諝庀禂堤?,垃圾燃燒不充分,產生大量二次污染,增加煙氣凈化負擔,易在燃盡爐排處造成二次燃燒;過??諝庀禂堤?,爐膛溫度降低,傳熱性能變差,排煙溫度升高,熱效率下降,而且一次風機,引風機出力增大,電廠能耗增大。另外,過??諝庀禂荡笮∮绊懙綘t膛負壓,調整時應該注意保持燃燒室負壓。在實際運行中,應控制好過??諝庀禂?,合理配風。
以上為影響垃圾焚燒的主要因素,這些因素并不是孤立的,它們相互聯系,相互影響,相互制約,在實際運行中應從整個過程分析,使其綜合效率向著有利于垃圾完全燃燒的方向發展。
焚燒爐燃燒控制與常見問題燃燒爐燃燒控制主要是對垃圾給料,垃圾層厚度,爐膛負荷,出口煙氣中O2濃度的控制。
2.1垃圾給料垃圾給料在入爐前應反復抓放松散垃圾,然后合理選擇推料器運動行程和停留時間。行程過大或停留時間縮短將會導致進入爐膛垃圾過多,干燥段不能充分干燥,垃圾著火時間推遲,造成爐溫不穩定;行程過小或停留時間長,將導致垃圾供料不足,出現缺料現象,引起爐內溫度降低。垃圾給料過程中常會出現以下情況:a)爐內斷料。這可能是由于堆積作用,垃圾被壓實,堵塞在溜槽內,發生架橋,此時應及時啟動在料斗咽喉部的架橋破解裝置,破除架橋;b)推料器推不動。這可能是垃圾太濕,阻力過大導致,此時提高液壓油壓進行推動即可。
2.2 垃圾層厚度合理調整垃圾層厚度才能使垃圾穩定燃燒,垃圾層太厚,導致干燥段不能充分干燥,燃燒段負擔加大,燃燒不完全,燃盡段可能產生大火,殘渣熱灼減率加大。垃圾層太薄,垃圾處理量達不到要求,且爐排暴露在高溫條件下,易引起高溫腐蝕,燃燒不穩定,造成焚燒爐負荷大幅度波動。在燃燒過程中,爐排可能因金屬等較硬片狀物卡住,此時運行人員應就地將卡住爐排逆向驅動。爐排卡住還有一種情形:底部爐排位置出現偏移,運動時產生機械摩擦力太大,爐排推不動,所以維護人員需要定期檢查爐排機械和液壓部分%2.3 爐膛負荷垃圾焚燒電廠以垃圾處理為主要目標,每天需要完成額定的焚燒垃圾量,故爐膛負荷比較高,一般為額定負荷的90%~100%,但由于垃圾成分復雜,熱值不穩定,使爐膛負荷波動頻率大,根據爐內燃燒工況,調節爐排給料和一次風風量可以控制好爐膛負荷。一次風風量在爐內呈兩頭大中間小橄欖球形狀分布。加負荷時,應先加風后加料,減負荷時,應先減料后減風,增減負荷時,應注意爐膛負壓和爐排溫度,一次風對爐排有冷卻作用,減風時幅度不可太大,否則爐排將受熱膨脹而卡澀。
2. 出口煙氣氧氣濃度生活垃圾焚燒污染控制標準中要求焚燒爐出口煙氣中氧含量在6%~12%間。煙氣中CO濃度上升,O2濃度下降,說明空氣供給不足??刂?。舔度主要是通過調節燃盡爐排下的空氣流量,調整空氣流量時,應注意燃盡爐排的溫度和熱灼減率,空氣流量過大影響爐膛溫度和煙氣溫度,煙氣中氧含量增多,鍋爐出力下降??諝饬髁窟^小,則燃盡區的垃圾不能充分燃盡,影響垃圾熱能利用率,熱灼減率上升。
垃圾焚燒發電技術在中國 起步晚,運行管理方面的經驗不足,需要垃圾焚燒電廠有嚴格的管理制度,運行人員有良好的責任心,勤觀察,勤調整,不斷總結,分析,解決實際運行中岀現的各種問題,確保垃圾焚燒完全,使環保達標,實現環保與經濟雙贏。