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在线清灰在垃圾焚烧电厂

2023-07-10

随着我国经济的高速发展,城市化进程的不断加快,城市垃圾量也是逐年增加,给城市垃圾处理能力造成了极大的挑战。

城市生活垃圾处理方法通常包括填埋法、堆肥法和焚烧法。由于城市生活垃圾中有较多的病菌和 重金属,所以填埋法和堆肥法不仅会占用大量土地, 还会对地下水和土壤造成巨大污染。垃圾焚烧处理由 于具有占地少、处理时间短、减量化显著、无害化较 为彻底以及垃圾焚烧余热可利用等优点,已经成为不 少城市解决垃圾问题的首要选择。

锅炉长周期运行,是体现垃圾焚烧厂管理团队运营水平的一个重要标准。垃圾焚烧炉受热面积灰结焦则是影响垃圾焚烧炉长周期运行的最主要的因素。部分焚烧厂两到三个月就需要停炉清灰一次。现有的吹灰系统喷吹范围,喷吹效果较为有限,为保证锅炉实现长周期运行,减少锅炉检修频率,使用强度高,清除烟道积灰能起到明显效果的在线清灰装置具有重要意义。

生活垃圾焚烧炉结焦的原因

生活垃圾焚烧和一般火电厂得燃料相比,垃圾热值较低水分较高,成分复杂,热值不稳定。另外垃圾的热值随季节、地区变化也很大。所以垃圾焚烧过程中产生的结焦的过程很复杂。从垃圾飞灰的实际熔融特性来看,其变形、软化、融化温度明显比煤灰要低。基本在1050℃时发生软 化,较煤灰低约200℃,且垃圾焚烧飞灰三个温度点差距不大,没有明显的分界线。垃圾焚烧本身的特性决定了垃圾焚烧锅炉容易结焦的特点。

生活垃圾焚烧炉结焦的影响一般有五个方面

  1. 锅炉受热面积灰结焦导致热阻增加,排烟温度升高,锅炉效率降低。

  2. 烟道内积灰结焦导致烟气通道被堵塞,引风机电流大,炉内负压无法维持而被迫停运。

  3. 焚烧炉内结焦,辅助燃烧器喷口堵塞,炉温热电因结焦频繁损坏,大焦块在重力作用下脱落容易将浇注料局部拉掉。大的焦块脱落掉在炉排上无法推出,造成被迫停运。

  4. 受热面大面积结焦积灰,造成停炉检修工作量大。

  5. 积灰结焦造成锅炉运行周期短,损害设备寿命,造成垃圾焚烧厂效益低,安全风险大。

  6. 目前部分垃圾焚烧厂实行垃圾与污泥协同处置,污泥含灰量大导致受热面积灰结焦速度加快。

在线清灰系统应用

垃圾焚烧炉在线清灰,主要是针对现有吹灰技术强度和效果的不足,用一种可以人工智能控制,定点清灰的清灰系统。该系统可以根据烟道受热面前后烟气温度及压差情况,相应调整爆燃气体的压力、流量、充气时间等参数,达到最优的清灰效果。同时系统设置安全防护装置,保证清灰作业人员的安全,不会对周围环境及设备产生安全隐患。

在线清灰系统构成

在线清灰系统包括氧气供给装置和乙炔供给装置,氧气供给装置包括氧气瓶和氧气供给管路,乙炔供给装置包括乙炔瓶和乙炔供给管路,氧气供给管路和乙炔供给管路的末端连接混气装置的入口,混气装置能够将氧气和乙炔混合均匀。在两种气体进入混合装置前均设置有防止回火的单向阀。爆破装置包括点火装置和储气袋,点火装置设于混气装置上,储气袋设于混气装置的出气口处,点火装置能够将混合气体点燃使储气袋爆破。储气袋外层为布料,内侧为塑料。

在线清灰效果

如图 1 和图 2 所示,垃圾焚烧炉正常运行时,通过人孔门查看的过热器管束积灰与清灰后的实际状态图。如图 1 所示,过热器第一排管束的积灰有凸起,积灰温度较高,并且黏性较大,附着在过热器管束上。如图 2 所示,在线清灰设备将过热器管束上的积灰清除后,管束显现出的本来面貌。


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某垃圾焚烧厂实行垃圾与污泥协同处置,污泥掺烧比例为8%,掺烧污泥后污泥焚烧后的残余物大部分被烟气带往后部受热面,附着在尾部受热面管子上,影响了换热效率,残余物长时间积累,造成尾部受热面积灰严重,对锅炉负荷产生不良影响。同时,在高过、中过受热面烟气通道中所堆积的灰会形成非常硬的灰块,运行期间很难清除,如处理不及时,会造成过热器烟温过高。

在 2019 年在焚烧运行过程中未采取措施,污泥协同掺烧造成的锅炉受热面积灰严重,2 台焚烧炉停炉清灰 8 次。2020 年该公司在焚烧运行过程中采取在线清灰,2 台焚烧炉停炉清灰 4 次。2021 年两台焚烧炉整体运行情况良好,在线清灰系统投运正常,2 台焚烧炉停炉清灰 4 次。

结语

污泥处置的一个重要发展路径是焚烧,而与生活垃圾协同焚烧处置无疑是污泥彻底无害化处置的一条投资少、见效快、运行成本低、可操作性强 的处置路线。在线清灰技术的应用,使锅炉受热面积灰情况得到了极大改善,延长了锅炉运行周期,提升了锅炉受热面的换热效率,减少了启停炉的频次,具有较高的经济效益。