焚燒爐燃燒控制系統應用研究

林清博，王光宗

（1.廣西華誼新材料有限公司，廣西 欽州 535000；2.湛江市長合環保科技有限公司，廣東 湛江 524000）

引言

工業廢棄液體焚燒爐主要是處理工業廢液和將廢棄物無害化處理的一種環保設備。根據焚燒爐的使用特點，經常使用的焚燒爐為噴射焚燒爐、輔助焚燒爐等。在焚燒爐使用的過程中燃燒控制系統是核心部分，其會直接影響到焚燒爐的運行情況。

1 工藝流程

濃縮廢液與皂化廢堿液在進入靜態混合器之前，需要經過混合之后才能進入預處理罐中進行處理，在經過預處理攪拌器充分攪拌之后，才能送到廢液泵中加壓處理，之后再送到皂化液儲槽中。

回收的固堿中主要的成分是Na2CO3。其主要的工藝流程是：較大的顆粒在焚燒爐內沒有得到有效地燃燒，會落到焚燒爐的底層后繼續燃燒，在高溫下呈現出熔融狀，通過焚燒爐底溜子槽排入到回收裝置以此對渣堿進行回收。此外，還可以通過脫硫脫硝技術對煙氣中的NOx和SO2進行處理，氨可以采用稀氨水作為還原劑，充分吸收廢液燃燒過程中產生的SO2，與煙氣產生反應可以脫去氮氧化物，保證煙氣在排放的時候達到國家標準。皂化液在焚燒爐內燃燒的過程中會產生燃油或者是天然氣。皂化廢堿液和燃油（重油）在焚燒爐內燃燒時，重油經加熱器加熱，油槍蒸汽霧化后噴入焚燒爐燃燒；天然氣主要在界區外供應。焚燒爐燃燒所需的氧氣主要通過鼓風機送至空氣加熱器。經蒸汽加熱后，分為兩段送至焚燒爐[1]。

2 燃燒控制系統

燃燒控制系統在使用的過程中主要的作用是更好地控制焚燒爐內的助燃系統，這樣才能保證廢液在焚燒爐內的良好燃燒狀態。該系統主要是由PLC控制器、燃氣（燃油）切斷閥、電磁閥、油氣燃燒器、廢液燃燒器等裝置組成。

2.1 安全聯鎖控制方案

在爐膛的運行過程中，控制系統中存有的8個氣（油）燃燒器的火焰檢測信號能夠保障爐膛處于安全穩定的運行狀態。需要注意的是，必須在爐膛火焰熄滅后及時切斷燃氣（油），避免因可燃性油霧或氣體進入電除塵室引起閃爆。由于廢液焚燒爐的特殊工況，爐內產生的堿塊容易將火焰熄滅。為了確保安全，也為了最大程度的避免因火焰檢測信號忽然熄火而出現的連鎖失誤操作，聯鎖邏輯采用8取3的聯鎖方式（8≈3）。其過程原理如下：聯鎖只有當8支氣（油）槍的正常火焰檢測信號小于或等于3時才能切斷主氣閥和供油泵[2]。除此之外，當氣泡壓力不低于1.33 MPa，氣泡液位為不高于10%時，主氣閥和供油泵也應聯鎖和切斷，以避免壓力容器或干罐的氣泡超壓導致破裂。

2.2 燃油燃燒器點火程序

規范燃油燃燒器的相關程序，其點火程序需按以下標準：先點燃指示燈，然后點燃主油槍，才可以打開主油路切斷閥。首先手動打開少量助燃空氣，然后用手動閥少量打開霧化蒸汽，用手動閥緩慢加油直至點燃燃油器。若是經過這一系列的步驟沒有成功點火，需要在第一時間將油槍手動閥關閉，并用蒸汽吹掃15 min后，再重復以上過程。在成功點火之后，主油槍火焰檢測器能夠檢測到火焰，主油路切斷閥保持打開，并通過系統控制指令進行正常工作。開小火經過10～20 min穩定后，這時才可以將火焰調至潔白、明亮、潔凈，長度、厚度合適。

3 脫硫廢液制酸技術

（1）在焚燒爐使用過程中，多相調節分離器將含硫泡沫從含硫廢液中分離出來，將粗硫和副鹽霧化進入焚燒爐。在此過程中，應防止干粉進料不均、管道堵塞、風帽堵塞等。

（2）在正常生產過程中，焚燒爐段不需要消耗太多的焦爐內氣體。溫度應控制在1 050 ℃以下，以抑制NOx的產生。后期產生的尾氣經處理達標后排放。

（3）硫磺泡沫中含有大量的脫硫循環液。過濾后返回脫硫系統凈化區50～60 t/d，用于廢水脫鹽，使硫磺泡沫和脫硫廢液同時輸送，一次處理。

（4）因為脫硫廢液中會含有一定量的焦粉、煤粉等雜質，容易導致管道堵塞。此時可采用壓濾法進行處理，有效解決管道堵塞問題。

（5）因為在濃縮工段的焦粉、煤粉等排放口安裝了逸散氣體收集裝置，所以，氣體收集完成之后可以將其作為幫助燃燒的空氣應用到焚燒爐中[3]。

4 回轉窯焚燒技術

現階段，在進行廢液燃燒的過程中經常會使用回轉窯+二燃室的工藝。回轉窯焚燒方法是目前使用的一種非常成熟的危險廢物處理技術。其在使用過程中具有適應能力強、操作工藝簡單等特點。

回轉窯焚燒爐中兩個重要的系統分別是回轉爐和二次燃燒室。回轉窯的形狀是一個具有坡度的圓柱形物體，內部是由隔熱材料以及耐火磚組成。通過使用回轉窯，能夠有效促進廢棄物的混合以及燃燒[4]。二次燃燒室與回轉窯的窯尾緊密相連，通常是立式結構。在對一些高熱值的廢棄液體與廢氣進行處理時，通常是通過噴嘴進行霧化處理后噴入到二次燃燒室進行燃燒，或者是將其噴入到回轉窯進行助燃；其中，低熱值廢棄液體主要是從回轉窯進料口噴出，這樣可以增加廢棄液體在高溫階段的停留時間，更好地促進廢液的蒸發以及分解，在廢液燃燒完以后，其產生的廢渣可以從回轉窯的尾部落入到出渣的系統中。

實際應用過程中，回轉窯的窯頭以及窯尾可以通過噴入輔助燃燒的材料來保證回轉窯內的廢液燃燒溫度，未燃燒殆盡的可燃氣體會隨著焚燒系統的負壓進入二燃室進行燃燒，直至完成燃燒過程。此外，含鹽廢液在固態排渣爐中焚燒會出現很嚴重的結渣情況，這時經常會使用液態排渣爐，其運行的溫度要大于1 000 ℃。用回轉窯焚燒廢液最大的優勢是可以同時處理廢液與固態廢棄物，且適用于所有可以焚燒處理的廢液。

5 安全措施

在焚燒爐燃燒控制系統中，全自動燃燒的過程中主要包括自動點火、設備漏氣檢測、熄火保護等各項安全防護措施。

（1）燃氣泄漏是最危險的因素，因此，準確無誤的檢漏裝置可以確保主燃氣閥的安全性。

（2）燃燒器內設有穩焰板，點火電極設置在回流區，這樣能夠確保順利點火和火焰的穩定性，避免火焰分離或熄火。在此之中，火焰與燃燒器金屬壁之間要具備充足的接觸面積。

（3）所選用的火焰探測器應具有兩種檢測類型：電離型和紫外線光敏型，這樣能夠保證監測工作的可靠性。火焰探測器都具備自診斷功能，在出現故障的時候電源會自動切斷。對于紫外線光敏性探測器來說，要做好安裝角度與火焰距離的相關工作，避免出現盲區，還要防止高溫燃燒問題。

（4）吹掃時間要做好合理設置，必須要在點火之前進行充分吹掃，要確保爐膛內沒有爆炸性氣體形成。需要特別注意的是，要使用氮氣進行燃氣燃燒器的吹掃；使用蒸汽進行燃油燃燒器的吹掃。

（5）在焚燒爐使用的過程中要穩定燃氣壓力與助燃風壓，還可以合理設置低壓保護裝置。

（6）在焚燒爐使用的過程中需要選擇具有高質量的控制器、電磁閥等儀器儀表。

（7）要保證焚燒爐管道內部的清潔與干凈，嚴格保證管道連接處的可靠性，遠離熱源。

6 結語

綜上所述，焚燒爐的應用十分廣泛，可將工業廢液、工業廢氣、固體廢棄物燃料、醫療垃圾以及生活廢品等進行高溫燃燒，因此，焚燒物質不同，所使用的焚燒爐形式也不同，其所用的燃料和燃燒控制系統也各不相同。為了保證焚燒爐的穩定運行以及安全運行，燃燒控制系統的運行就格外重要。根據焚燒爐的使用政策，需要對焚燒爐進行合理的設計，應把燃燒效率以及節能性能也考慮在內，在實際應用中，要進行正確操作，以達到無害化處理的目的，從而實現保護環境的目的。