垃圾发电厂余热锅炉结焦原因及解决对策

2023-06-13 13:00:46

在垃圾焚烧过程中，熔融的灰粒碰到温度相比较低的炉壁会发生粘附，产生结焦。结焦问题是垃圾发电厂不可避免的问题，对垃圾焚烧发电

在垃圾焚烧过程中，熔融的灰粒碰到温度相比较低的炉壁会发生粘附，产生结焦。结焦问题是垃圾发电厂不可避免的问题，对垃圾焚烧发电具有重要影响。大块结焦物质有些在焚烧炉膛的侧墙、前后拱位置，或者在竖直烟道内，在不同的位置会产生不同的影响。随着焦体越大，带来的危险程度越大，严重会导致垃圾发电厂锅炉无法正常运行，被迫停炉清焦。

本文就垃圾发电厂余热锅炉结焦原因展开分析，并在此基础上提出有效的解决对策，以便解决垃圾发电厂余热锅炉结焦问题，延长锅炉运行周期。

问题背景

随着社会的不断发展，人们在生产、生活中产生了越来越多的生活垃圾。这些垃圾的处理是摆在我们面前迫在眉睫的事。

目前生活垃圾焚烧发电技术是处理生活垃圾的有效途径，此措施既能够解决垃圾处理难题，又能够利用焚烧垃圾产生的余热获得热能或电能，因此垃圾发电技术得到了广泛应用。

但垃圾发电中普遍存在结焦问题，对锅炉长周期运行带来不良影响，研究相关内容解决这一问题是本文研究的重点内容。

垃圾发电厂余热锅炉结焦原因

锅炉结焦表现

垃圾发电厂余热锅炉结焦问题是普遍存在的一个问题，一直困扰着垃圾发电厂的生产运营，结焦会产生较多严重问题，主要表现为以下几点：

（1）运行过程中有些焦块会掉落下来，较大的结焦块会卡住捞渣机，或者卡在下渣口，影响正常排渣。

（2）结在竖直烟道的焦体会使烟道面积慢慢变窄，水平烟道内的结焦会导致烟道出口负压增大，增加引风机电耗，排烟温度增加，严重会导致停炉；

（3）结在焚烧炉内侧墙及前后拱的焦体会影响垃圾的堆料及铺料，严重的会导致偏料，从而影响燃烧。

结焦原因涉及这五点：

1.炉膛温度不合理

2.锅炉结构不合理

3.受到锅炉配风影响

4.锅炉燃烧不合理

5.水平烟道受热面清灰不合理

炉膛温度不合理

（1）温度过高，在垃圾焚烧过程中，为保证其中的二恶英充分分解，需要将温度控制在1000度以上，此时，火焰的中心温度会较高，易使垃圾焚烧所产生的飞灰软化，熔融，产生结焦的隐患。因此当温度过高时，易产生锅炉结焦问题[1]。

（2）在炉膛温度控制过程中，由于多种因素的影响会无法准确控制温度测点，使温度测点的准确性存在偏差，从而产生结焦隐患。研究表明，影响温度测点的因素主要有两点，分别是温度测点挂焦或者挂灰，当出现此两种问题时，温度测点上的温度与实际温度会存在较大偏差，在正常情况下，温度测点的温度与理论温度可能相差50度，但实际运行温度可能超过100度甚至200度，并会根据季节不同而产生一些温度差异，造成实际温度过高，出现锅炉结焦问题。

锅炉结构不合理

锅炉结构不合理也是会产生垃圾发电厂余热锅炉结焦的原因之一，当前，锅炉的结构主要为绝热燃烧形式，此设计的重点是未设计任何受热面，只设计了保护炉墙的炉墙冷却风，与出烟口前后拱，此种锅炉结构是造成锅炉结焦的重要原因[2]。其具体表现为焚烧炉经过喉部扩压，使从焚烧炉出来的烟气速度降低，烟气中大部分粉尘分离沉积下来，并沿着炉壁流动，会粘接，熔融在炉壁之上，此后，当炉壁中出现新的粉尘时，就会出现粘结，使粘结的粉尘冷却再凝固，出现结焦问题。

锅炉水冷壁受热面积设计偏小，导致吸热量少，炉膛温度较高，增加了管壁高温腐蚀以及结焦的几率。

受锅炉配风影响

锅炉配风是锅炉运行中的重要组成部分，配风控制影响着锅炉结焦，当前，锅炉运行中配风控制存在的问题主要有两点：

1.配风量明显小于锅炉运行量，在烟气氧量控制方面，运行中的配风量明显过小，致使烟气测试中一氧化碳含量偏高，降低了无机物灰渣熔点，造成炉壁结焦问题。

2.二次风机未投入运行或投入量偏少，氧量长期偏低，垃圾中的未燃烧颗粒会易于经过焚烧炉出口，由于重量问题大面积沉积，在喉部上方结渣、结焦，并增加飞灰在喉部的沉积效果。有些二次风长期不投或投量较低，二次风喷口区域结焦，致使想投用时，二次风无法进入炉膛，起到对烟气的扰动和二次燃烧的作用。

锅炉燃烧不合理亦会导致结焦严重

锅炉长期超过额定出力运行，使得锅炉的焚烧量、风量增加，锅炉热负荷增加，超出了锅炉本身能够承受的范围。控制火焰中心，不能国语考前或者偏斜严重。

当一次风温过高，特别是干燥风温过高时，如果垃圾较干燥、热值较高时，垃圾提前在干燥段燃烧，使得干燥段区域温度过高，增加结焦的几率。如果锅炉时常发生偏料现象，火焰偏斜，会导致局部燃烧过旺，温度过高，而

另一侧温度较低，动力场不均衡，也会增加结焦的概率。