浅析垃圾焚烧发电厂锅炉燃烧调整
2020-05-07
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摘要：近年来，随着我国经济的快速发展以及城镇化进程的加速，我国城市生活垃圾生产量增长速度持续上升，特别在经济发达、人口密度大和土地资源紧缺的地区，传统的垃圾填埋处理等方式已无法满足日常垃圾处理的要求，并且垃圾填埋处理有潘滤液渗透、污染土壤和水源等隐患。现在国内垃圾焚烧发电项目已经进入建设高峰期，在新的“十三五”计划中，国内中大型城市必须要有焚烧垃圾的环保企业来进行城市生活垃圾的处理工作，所以垃圾焚烧发电的锅炉燃烧调整尤为重要，是控制垃圾焚烧发电项目对环境污染的源头。
一、垃圾焚烧的基本要素
生活垃圾进入焚烧炉，需要经过干燥、燃烧和燃尽三个过程，垃圾中的有机物在高温下焚烧产生热量。但在实际的燃烧过程中，不可能达到理想状态即不可能完全燃烧干净，致使产生大量黑烟，造成空气污染；甚至从焚烧炉排出的炉渣中，还存在未燃尽的有机物，造成有机物浪费。因此尽可能地实现完全燃烧是垃圾焚烧电厂工作者不断追求的目标，影响生活垃圾焚烧效果的因素除了生活垃圾本身的性质外，还包括：温度、停留时间、湍流度和过量空气系数等。
1.1温度
焚烧温度是指一燃室垃圾焚烧所能达到的最高温度，能达到850℃—1100℃。研究表明，生活垃圾的热值越高，焚烧温度越高，垃圾焚烧效率越高。另外，一次风温度对焚烧效果产生重要的影响，具体表现为一次风的温度越高，垃圾干燥越快，燃烧越好，锅炉稳定运行越有保障。总结各厂的经验，当垃圾热值大于1100大卡、一次燃烧风温度在200℃的状况下即可取得良好的燃烧工况。一次风温高对垃圾的预干燥阶段有直接的热值影响，故1段干燥段风温控制要求较高。
1.2停留时间
当其他条件不变时，生活垃圾在焚烧炉内的停留时间长度与焚烧效果呈正比例关系。但停留时间过长会减少焚烧炉的处理量，停留时间过短又会影响焚烧效果。另外，由于季节的变化，垃圾类别、干燥程度和含水量的不同，需要适当调整停留时间。例如，在气温较低和雨季时，需适当增加垃圾在炉排上的停留时间。总之，垃圾在焚烧炉内拥有合适的停留时间，才能保证垃圾高效，稳定燃烧。
1.4过量空气系数
过量空气系数对垃圾燃烧效果产生至关重要的作用，适量的过量空气系数，不仅能提供燃烧过程所需的氧气，还能增加焚烧炉内的湍流度，改善燃烧效果。但过量空气系数不宜过大，这样不但会使炉膛内温度降低，而且将增加输送空气的能量和预热空气所需的热量，继而给焚烧厂带来一系列的不良后果。一般情况下将氧量控制在4%～6%。
二、典型工况下的燃烧调整技术
2.1垃圾热值高，锅炉负荷高
此类垃圾一般是易燃烧且己充分发酵的垃圾，此种工况焚烧时，应该控制好料层厚度和一次风风量。可以适当增加料层的厚度，否则容易烧穿，甚至断层。同时应关小一次风空预器的进汽阀，降低自用蒸汽的用汽量，适当的降低一次风机频率，同时关小主燃段的风门以保证其他三段的一次风压。由于燃烧状况良好，燃烧速度快，炉温不易控制，容易出现超温的现象，继而引发受热面结焦的后果。一般情况下，炉温一定要严格控制在850℃～1030℃之间，并且一般在锅炉负荷上升趋势快，接近额定负荷时，关小一次风空预器进汽阀并调整一次风量。
2.2逆推炉排上垃圾较厚
逆推炉排上垃圾较厚时不易燃烧，应该减慢炉排和给料器的速度：提高上炉排的一次风压，直至有明显烟气从垃圾层穿透出：调节好主燃段的焚烧，尽量使主燃段产生更多的火焰，并对干燥段料层进行适当的扰动。当单列炉排厚而另一侧焚烧较好时，应解除炉排的联动同操，维持另一侧的工况，控制较厚侧的给料量和炉排循环次数，可根据一次风量变化调节较薄侧的给料量，以控制合适的炉排料层厚度。
2.3炉排上的垃圾很薄且烧穿
此时应加快给料速度和逆推炉排速度，尽快将上炉排铺满，最好不要关小一次风风门。这种情况在垃圾热值较低或较高时都容易发生，一次风的大量漏入将严重恶化焚烧工况，在垃圾热值非常高时极易使炉排发生高温卡涩。
2.4掺烧陈年垃圾，垃圾热值低，水分含量大
首先，应尽可能将炉膛温度保持高位，保证炉膛有足够的热容量，尽量将燃烧区域面积扩大，以不出生料为准，同时尽可能地提高一次风的风温达到额定值220℃，这样才能保证垃圾有效的进行干燥预热。
其次，就是要调整好料层的厚度，如果料层太厚则风穿不透，即使能够穿透，也可能出现由于风量大而脱火的现象，并且此类垃圾发酵不充分，垃圾进入焚烧炉后不容易被烘干：待烘干后，炉膛内大面积料层也会被烘干，继而又会由于风量大而使料很快大面积燃烧并烧尽。而后续进入炉膛的垃圾由于来不及被烘干而导致脱火。如果风量太小，不但穿不透，而且料层很难被烘干，此时应适当增加一次风风量，但不能增加量不能过大。总之，料层厚度和风量控制十分重要，尽量将氧量控制在6%以下。 最后，在炉排循环次数变动不大的情况下，将炉排的运行速度减慢，这样做的目的是延长燃料翻动的时间，加强燃料的扰动，但要控制好翻料的频率，因为翻得太快对料层的稳定燃烧产生副作用。
2.5燃烧状况急剧恶化，炉膛温度下降迅速
出现此状况时，首要需要调整就是保住炉膛温度，保住蒸汽温度，迅速将减温水关掉，将给料量降低。然后将炉排改为手动操作，依据炉温上升下降情况动作炉排，在每次炉排动作前后到就地观察燃料着火情况。最后根据就地观看火焰着火情况，调整一次风压和风量，逐步将火焰增强，火势扩大。
结语
本文对影响生活垃圾焚烧的因素进行了分析，指出了稳定垃圾焚烧的重点，并且针对典型工况下的燃烧调整技术进行了探讨。与传统电厂锅炉相比，垃圾焚烧炉内燃烧工况复杂，不稳定因素多。笔者作为调试人员，今后将更加用心学习，不断积累经验，掌握好燃烧调整原理，能根据实际情况进行燃烧调整，保障调整运行的稳定性和经济性。
一、垃圾焚烧的基本要素
生活垃圾进入焚烧炉，需要经过干燥、燃烧和燃尽三个过程，垃圾中的有机物在高温下焚烧产生热量。但在实际的燃烧过程中，不可能达到理想状态即不可能完全燃烧干净，致使产生大量黑烟，造成空气污染；甚至从焚烧炉排出的炉渣中，还存在未燃尽的有机物，造成有机物浪费。因此尽可能地实现完全燃烧是垃圾焚烧电厂工作者不断追求的目标，影响生活垃圾焚烧效果的因素除了生活垃圾本身的性质外，还包括：温度、停留时间、湍流度和过量空气系数等。
1.1温度
焚烧温度是指一燃室垃圾焚烧所能达到的最高温度，能达到850℃—1100℃。研究表明，生活垃圾的热值越高，焚烧温度越高，垃圾焚烧效率越高。另外，一次风温度对焚烧效果产生重要的影响，具体表现为一次风的温度越高，垃圾干燥越快，燃烧越好，锅炉稳定运行越有保障。总结各厂的经验，当垃圾热值大于1100大卡、一次燃烧风温度在200℃的状况下即可取得良好的燃烧工况。一次风温高对垃圾的预干燥阶段有直接的热值影响，故1段干燥段风温控制要求较高。
1.2停留时间
当其他条件不变时，生活垃圾在焚烧炉内的停留时间长度与焚烧效果呈正比例关系。但停留时间过长会减少焚烧炉的处理量，停留时间过短又会影响焚烧效果。另外，由于季节的变化，垃圾类别、干燥程度和含水量的不同，需要适当调整停留时间。例如，在气温较低和雨季时，需适当增加垃圾在炉排上的停留时间。总之，垃圾在焚烧炉内拥有合适的停留时间，才能保证垃圾高效，稳定燃烧。
1.4过量空气系数
过量空气系数对垃圾燃烧效果产生至关重要的作用，适量的过量空气系数，不仅能提供燃烧过程所需的氧气，还能增加焚烧炉内的湍流度，改善燃烧效果。但过量空气系数不宜过大，这样不但会使炉膛内温度降低，而且将增加输送空气的能量和预热空气所需的热量，继而给焚烧厂带来一系列的不良后果。一般情况下将氧量控制在4%～6%。
二、典型工况下的燃烧调整技术
2.1垃圾热值高，锅炉负荷高
此类垃圾一般是易燃烧且己充分发酵的垃圾，此种工况焚烧时，应该控制好料层厚度和一次风风量。可以适当增加料层的厚度，否则容易烧穿，甚至断层。同时应关小一次风空预器的进汽阀，降低自用蒸汽的用汽量，适当的降低一次风机频率，同时关小主燃段的风门以保证其他三段的一次风压。由于燃烧状况良好，燃烧速度快，炉温不易控制，容易出现超温的现象，继而引发受热面结焦的后果。一般情况下，炉温一定要严格控制在850℃～1030℃之间，并且一般在锅炉负荷上升趋势快，接近额定负荷时，关小一次风空预器进汽阀并调整一次风量。
2.2逆推炉排上垃圾较厚
逆推炉排上垃圾较厚时不易燃烧，应该减慢炉排和给料器的速度：提高上炉排的一次风压，直至有明显烟气从垃圾层穿透出：调节好主燃段的焚烧，尽量使主燃段产生更多的火焰，并对干燥段料层进行适当的扰动。当单列炉排厚而另一侧焚烧较好时，应解除炉排的联动同操，维持另一侧的工况，控制较厚侧的给料量和炉排循环次数，可根据一次风量变化调节较薄侧的给料量，以控制合适的炉排料层厚度。
2.3炉排上的垃圾很薄且烧穿
此时应加快给料速度和逆推炉排速度，尽快将上炉排铺满，最好不要关小一次风风门。这种情况在垃圾热值较低或较高时都容易发生，一次风的大量漏入将严重恶化焚烧工况，在垃圾热值非常高时极易使炉排发生高温卡涩。
2.4掺烧陈年垃圾，垃圾热值低，水分含量大
首先，应尽可能将炉膛温度保持高位，保证炉膛有足够的热容量，尽量将燃烧区域面积扩大，以不出生料为准，同时尽可能地提高一次风的风温达到额定值220℃，这样才能保证垃圾有效的进行干燥预热。
其次，就是要调整好料层的厚度，如果料层太厚则风穿不透，即使能够穿透，也可能出现由于风量大而脱火的现象，并且此类垃圾发酵不充分，垃圾进入焚烧炉后不容易被烘干：待烘干后，炉膛内大面积料层也会被烘干，继而又会由于风量大而使料很快大面积燃烧并烧尽。而后续进入炉膛的垃圾由于来不及被烘干而导致脱火。如果风量太小，不但穿不透，而且料层很难被烘干，此时应适当增加一次风风量，但不能增加量不能过大。总之，料层厚度和风量控制十分重要，尽量将氧量控制在6%以下。 最后，在炉排循环次数变动不大的情况下，将炉排的运行速度减慢，这样做的目的是延长燃料翻动的时间，加强燃料的扰动，但要控制好翻料的频率，因为翻得太快对料层的稳定燃烧产生副作用。
2.5燃烧状况急剧恶化，炉膛温度下降迅速
出现此状况时，首要需要调整就是保住炉膛温度，保住蒸汽温度，迅速将减温水关掉，将给料量降低。然后将炉排改为手动操作，依据炉温上升下降情况动作炉排，在每次炉排动作前后到就地观察燃料着火情况。最后根据就地观看火焰着火情况，调整一次风压和风量，逐步将火焰增强，火势扩大。
结语
本文对影响生活垃圾焚烧的因素进行了分析，指出了稳定垃圾焚烧的重点，并且针对典型工况下的燃烧调整技术进行了探讨。与传统电厂锅炉相比，垃圾焚烧炉内燃烧工况复杂，不稳定因素多。笔者作为调试人员，今后将更加用心学习，不断积累经验，掌握好燃烧调整原理，能根据实际情况进行燃烧调整，保障调整运行的稳定性和经济性。
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