淺析垃圾發電廠余熱鍋爐結焦原因及解決對策

深圳市能源環保有限公司　王海泉

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淺析垃圾發電廠余熱鍋爐結焦原因及解決對策

深圳市能源環保有限公司王海泉

在垃圾焚燒過程中，熔融的灰粒碰到溫度相比較低的爐壁會發生粘附，產生結焦。結焦問題是垃圾發電廠不可避免的問題，對垃圾焚燒發電具有重要影響。大塊結焦物質有些在焚燒爐膛的側墻、前后拱位置，或者在豎直煙道內，在不同的位置會產生不同的影響。隨著焦體越大，帶來的危險程度越大，嚴重會導致垃圾發電廠鍋爐無法正常運行，被迫停爐清焦。本文就垃圾發電廠余熱鍋爐結焦原因展開分析，并在此基礎上提出有效的解決對策，以便解決垃圾發電廠余熱鍋爐結焦問題，延長鍋爐運行周期。

垃圾；發電廠；余熱；鍋爐結焦；原因；對策

前言

隨著社會的不斷發展，人們在生產、生活中產生了越來越多的生活垃圾。這些垃圾的處理是擺在我們面前迫在眉睫的事。目前生活垃圾焚燒發電技術是處理生活垃圾的有效途徑，此措施既能夠解決垃圾處理難題，又能夠利用焚燒垃圾產生的余熱獲得熱能或電能，因此垃圾發電技術得到了廣泛應用。但垃圾發電中普遍存在結焦問題，對鍋爐長周期運行帶來不良影響，研究相關內容解決這一問題是本文研究的重點內容。

1　垃圾發電廠余熱鍋爐結焦原因

垃圾發電廠余熱鍋爐結焦問題是普遍存在的一個問題，一直困擾著垃圾發電廠的生產運營，結焦會產生較多嚴重問題，主要表現為以下幾點：（1）運行過程中有些焦塊會掉落下來，較大的結焦塊會卡住撈渣機，或者卡在下渣口，影響正常排渣。（2）結在豎直煙道的焦體會使煙道面積慢慢變窄，水平煙道內的結焦會導致煙道出口負壓增大，增加引風機電耗，排煙溫度增加，嚴重會導致停爐；（3）結在焚燒爐內側墻及前后拱的焦體會影響垃圾的堆料及鋪料，嚴重的會導致偏料，從而影響燃燒。由此可見，垃圾發電廠余熱鍋爐結焦問題不容忽視，研究垃圾發電廠余熱鍋爐結焦原因至關重要，垃圾發電廠余熱鍋爐結焦原因只要有五個，分別是爐膛溫度不合理、鍋爐結構不合理、受到鍋爐配風影響、鍋爐燃燒不合理、水平煙道受熱面清灰不合理等。下面針對這五點進行詳細的闡述。

1.1爐膛溫度不合理

爐膛溫度是影響垃圾發電廠余熱鍋爐結焦的主要原因之一，當爐膛溫度不合理時，就易產生結焦問題。由此產生的鍋爐結焦問題主要表現為以下兩點：（1）溫度過高，在垃圾焚燒過程中，為保證其中的二惡英充分分解，需要將溫度控制在1000度以上，此時，火焰的中心溫度會較高，易使垃圾焚燒所產生的飛灰軟化，熔融，產生結焦的隱患。因此當溫度過高時，易產生鍋爐結焦問題［1］。（2）在爐膛溫度控制過程中，由于多種因素的影響會無法準確控制溫度測點，使溫度測點的準確性存在偏差，從而產生結焦隱患。研究表明，影響溫度測點的因素主要有兩點，分別是溫度測點掛焦或者掛灰，當出現此兩種問題時，溫度測點上的溫度與實際溫度會存在較大偏差，在正常情況下，溫度測點的溫度與理論溫度可能相差50度，但實際運行溫度可能超過100度甚至200度，并會根據季節不同而產生一些溫度差異，造成實際溫度過高，出現鍋爐結焦問題。

1.2鍋爐結構不合理

鍋爐結構不合理也是會產生垃圾發電廠余熱鍋爐結焦的原因之一，當前，鍋爐的結構主要為絕熱燃燒形式，此設計的重點是未設計任何受熱面，只設計了保護爐墻的爐墻冷卻風，與出煙口前后拱，此種鍋爐結構是造成鍋爐結焦的重要原因［2］。其具體表現為焚燒爐經過喉部擴壓，使從焚燒爐出來的煙氣速度降低，煙氣中大部分粉塵分離沉積下來，并沿著爐壁流動，會粘接，熔融在爐壁之上，此后，當爐壁中出現新的粉塵時，就會出現粘結，使粘結的粉塵冷卻再凝固，出現結焦問題。

鍋爐水冷壁受熱面積設計偏小，導致吸熱量少，爐膛溫度較高，增加了管壁高溫腐蝕以及結焦的幾率。

1.3受鍋爐配風影響

鍋爐配風是鍋爐運行中的重要組成部分，配風控制影響著鍋爐結焦，當前，鍋爐運行中配風控制存在的問題主要有兩點，一、是配風量明顯小于鍋爐運行量，在煙氣氧量控制方面，運行中的配風量明顯過小，致使煙氣測試中一氧化碳含量偏高，降低了無機物灰渣熔點，造成爐壁結焦問題。二、二次風機未投入運行或投入量偏少，氧量長期偏低，垃圾中的未燃燒顆粒會易于經過焚燒爐出口，由于重量問題大面積沉積，在喉部上方結渣、結焦，并增加飛灰在喉部的沉積效果［3］。有些二次風長期不投或投量較低，二次風噴口區域結焦，致使想投用時，二次風無法進入爐膛，起到對煙氣的擾動和二次燃燒的作用。

1.4鍋爐燃燒不合理亦會導致結焦嚴重

鍋爐長期超過額定出力運行，使得鍋爐的焚燒量、風量增加，鍋爐熱負荷增加，超出了鍋爐本身能夠承受的范圍。控制火焰中心，不能國語考前或者偏斜嚴重。當一次風溫過高，特別是干燥風溫過高時，如果垃圾較干燥、熱值較高時，垃圾提前在干燥段燃燒，使得干燥段區域溫度過高，增加結焦的幾率。如果鍋爐時常發生偏料現象，火焰偏斜，會導致局部燃燒過旺，溫度過高，而另一側溫度較低，動力場不均衡，也會增加結焦的概率。

1.5水平煙道受熱面清灰不合理

隨著鍋爐長時間運行，水平煙道的受熱面結焦問題會愈來愈嚴重。排煙溫度緩慢增加，煙道出口負壓增大。良好的清灰方式能夠很好控制結焦的速度，從而延長鍋爐運行周期。一般如果在較短時間結焦，與清灰效果，設計是否有死角有很大關系。

2　垃圾發電廠余熱鍋爐結焦對策分析

研究垃圾發電廠余熱鍋爐結焦對策具有重要的意義，有助于解決鍋爐結焦問題，保證鍋爐的正常運行，提高工作效率，那么下面本文主要從鍋爐溫度，鍋爐結構以及風量平衡三個方面講解垃圾發電廠余熱鍋爐結焦對策。

2.1調整鍋爐溫度

調整鍋爐溫度是解決爐膛溫度不合理的主要措施，調整鍋爐溫度需要做到以下幾點：（1）保證鍋爐溫度準確性，在平時及停爐后對各溫度測點進行檢查，徹底清理溫度測點上的掛灰、掛焦，并及時更換損壞的溫度測點，使之能準確反映爐膛實際溫度［4］，為運行人員控制爐膛溫度創造條件。（2）控制好爐膛溫度，依照垃圾焚燒爐運行經驗，爐膛溫度對鍋爐結焦起到至關重要的作用，將爐膛溫度控制在合理范圍內，防止溫度過高，是防止鍋爐結焦的主要措施，研究表明，爐膛溫度在850度至950度之間最為合適，其中850度是較為理想的溫度，在理論上，二惡英在750度時便能分解，在850度時，是二惡英完全分解的保證值，因此，爐內溫度控制在850度以上較為合適。調整鍋爐溫度是解決垃圾發電廠余熱鍋爐結焦的主要措施，通過將鍋爐溫度控制在合理范圍內，避免溫度過高，能夠有效抑制鍋爐結焦形成，產生較好預防結焦效果。

2.2調整鍋爐結構

調整鍋爐結構，使鍋爐結構合理化，是一種有效解決措施，通過調整鍋爐結構，能夠有效解決結焦問題。調整鍋爐結構需要做到以下幾點：（1）對二三煙道進行改道，將分離的飛灰改道至撈渣機或者是渣池，減少二三煙道飛灰的二次飛揚，降低鍋爐結焦可能性。（2）改變灰斗角度，增加灰斗表面光潔度，降低灰斗掛灰率，通過減少掛灰率能夠保證鍋爐內部溫度測點的準確性，合理控制鍋爐溫度，降低出口結焦幾率與結焦量。（3）增加二次風口，通過不改變風量，增加二次風口的數量以及管口直徑的方式增加二次風口，不僅能夠降低焚燒爐出口積灰與二次風口被堵塞的幾率，還能夠破壞關鍵部位焦塊的生成。有效解決鍋爐結焦問題。由此可見，調整鍋爐結構具有重要作用，是解決垃圾焚燒發電廠結焦問題的重要舉措。

2.3維持風量平衡

維持風量平衡，減少爐膛漏風是解決配風問題的重要措施，焚燒爐內的空氣動力是影響焚燒爐結焦的關鍵因素，保持焚燒爐內空氣動力合理，良好，是防止爐內結焦的基本條件，因而維持風量平衡，減少爐膛漏風具有重要作用。維持風量平衡，減少爐膛漏風需要做到以下幾點：（1）避免風量急劇變化，當風量急劇變化時，無論急劇變大還是變小，都會改變焚燒爐內的空氣動力場，對出口煙氣產生干擾，使焚燒爐出煙口成為爐膛結焦最嚴重的地方，影響焚燒爐正常工作。（2）通過注重爐底漏灰輸送機的水位，在關鍵部位粘貼防護膜是防止爐膛漏風的主要措施，有助于解決火焰中心溫度高，氧化還原性強所導致的結焦問題，具有較好預防效果。三、合理使用二次風，維持煙道出口氧量在6-8%。

2.4控制鍋爐負荷在額定工況運行

鍋爐不要長期超負荷運行，不盲目追求過量的垃圾焚燒量，亦會減少結焦的幾率。因為垃圾量的增加勢必會使送入爐膛內的風量相應成比例增加，產生的灰量亦相應增加。提倡鍋爐長周期安全環保穩定經濟運行是明智的選擇。實踐證明，鍋爐長期在設計范圍內運行，結焦幾率會大大減少。控制爐排上料層厚度，做好垃圾池管理，確保入爐垃圾熱值均勻且發酵時間合理，減少偏料及做好火焰中心的控制，對減緩結焦亦有所幫助。

2.5做好水平煙道清灰工作

使用成熟效果好的清灰方式，同時設計合理，不能有死角。目前使用較多，效果較好的有激波清灰，蒸汽吹灰。好的清灰方法要能夠及時清除管壁積灰，同時又能夠避免對管壁產生損傷。使用激波清灰，一般在激波噴口附近區域的管壁表面加防磨瓦，來保護管壁免受減薄的影響。在正常運行中，合理安排清灰頻次，防止過度清灰對設備帶來損傷。

3　總結

綜上所述，研究垃圾發電廠余熱鍋爐結焦原因與解決對策不僅能夠為解決鍋爐結焦問題提供參考依據，還能夠充分了解鍋爐結焦的機理，具有重要意義。通過結焦原因分析，有助于了解鍋爐結焦的相關內容，從而提出有效的解決對策，改善垃圾發電廠余熱鍋爐結焦問題，促進垃圾發電技術發展。

［1］席慶宇，杜永民.電廠鍋爐結焦的原因及防治措施探討［J］.科技創新與應用.2013（36）.

［2］鄭大鵬.沙角C電廠2號鍋爐結焦嚴重問題的分析及對策［J］.科技與企業，2014（08）.

［3］任昊飛.淺談影響鍋爐結焦的因素及鍋爐結焦的機理［J］.石河子科技，2014（03）.

［4］艾百仁，王春禮，趙輝.鍋爐結焦的原因及應對措施［J］.電站系統工程，2014（04）.