垃圾焚烧循环流化床锅炉设备治理与运行优化研究.docx

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垃圾焚烧循环流化床锅炉设备治理与运行优化研究

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摘要：经济的发展，人民生活水平的提高，促进城镇化进程的加快。城市人口逐渐增多，从而大幅增加了生活垃圾的生产量，并带来了较为严重的垃圾排放问题。基于我国城市生活垃圾具有热量小、含水率高、成分复杂及变化大等特点，垃圾焚烧循环流化床锅炉应运而生，且为我国环保事业做出了巨大的贡献。本文就垃圾焚烧循环流化床锅炉设备治理与运行优化展开探讨。

关键词:垃圾焚烧；循环流化床锅炉设备；工作原理；优化措施

引言

随着人类文明的进步和人口的增长，生活垃圾的产量不断增加，垃圾的成分随着物质、生活的丰富而日趋复杂，有害成分也日渐增多，垃圾问题已成为社会公害。所以城市垃圾的无害化、减量化和资源化处理已迫在眉睫。循环流化床是近年发展起来的一种新型高效、低污染、清洁燃烧技术循环流化床燃煤锅炉，基于循环流化态的原理组织煤的燃烧过程，以携带燃料的大量高温固体颗粒物料的循环燃烧为重要特征。固体颗粒充满整个炉膛，处于悬浮并强烈掺混的燃烧方式。

1循环流化床垃圾焚烧炉燃烧特点

循环流化床焚烧炉是采用循环流化床燃烧技术设计生产的。在用于垃圾、废液、污泥等废弃物的焚烧方面有非常巨大的优势。循环流化床焚烧炉适合处理低热值废弃物，是环保型的焚烧炉，符合我国国民经济水平。其除了具备常规的循环流化床燃烧特点外，还有如下特点:（1）最适合焚烧低热值垃圾燃料，由于焚烧炉炉内含有一定量的炉料，通过炉内气、固流体强烈混合，垃圾进入炉内即和炽热的床料快速、充分混合，垃圾从干燥、加热到燃烧全过程可迅速完成，焚烧炉着火条件好、蓄热量大，燃烧稳定性好。（2）床温控制在850-950度之间，氮氧化物排放较低。烟气在炉内停留时间较长，从而破坏了有害、有毒气体的产生环境，从根本上减少了有害气体产生。（3）垃圾减量化程度显著，可综合利用循环流化床焚烧炉提高垃圾的燃尽率，而且灰渣中不含可燃物和有机物，灰渣无异味可综合利用或直接掩埋，同时灰渣中金属可进行回收。

2垃圾焚烧循环流化床锅炉设备运行问题

在循环流化床锅炉设备运行时，常常会磨损或磨漏水冷壁、蒸汽管、空预器等，甚至出现爆管情况。经停机检测可见，管道存在较为严重的受热面磨损问题。此外，在锅炉设计中，如何避免受热面腐蚀、磨损等都属于设计的重点及主要解决问题。例如过渡区域内，因炉内固体物料不断向上运动，此时与其反向运动的沿壁面下冲的固体物料，在局部区域极易出现涡流旋削。此外，在凹凸面或交界区域沿炉膛面下的固体物料的流动方向将改变，从而会切削、冲刷管道，出现管道磨损情况。除此之外，基于垃圾焚烧的特殊性，还会出现其他不可预见的非正常磨损，具体如下。（1）因垃圾成分稳定性较差，垃圾投入炉内时，极易带入很多硬质物件，如金属碎块等，在炉内物料始终处于不断循环过程中，此时这些硬质物件将不断冲刷、撞击管壁，进而加快管道磨损速率。（2）垃圾内很可能夹杂一些不可燃物件，此类物质的特点为密度大，往往会存留到布风板上，甚至会对进风量造成堵塞。为了保证运行正常，针对一次风量需不断加大，才能保证锅炉流化正常，虽然风量增大可保证运行正常，但是风速过大，也会引发金属管壁磨损问题。（3）浇注料设计、制造或安装不当等，极易构成过渡区台阶，从而产生砂粒旋涡现象，形成冲刷作用，进而磨损凹凸台阶位置及其四周。

3垃圾焚烧循环流化床锅炉设备运行治理与运行优化措施

3.1垃圾堆酵提高其热值

我国的城市生活垃圾含水率一般为45%～60%,垃圾中水分蒸发吸收大量热量,导致床温降低,燃烧工况不稳定,容易造成锅炉熄火和垃圾燃烧不完全。为了降低垃圾焚烧前的水分,对入库的垃圾进行分区堆放72h,使水分大部分都沥出,从而提高垃圾的低位热值,改善锅炉燃烧工况。根据清华大学与深圳市市政环卫综合处理厂合作的垃圾堆酵模拟试验和实际操作实验结论表明,一般生活垃圾在堆酵开始48h后达到减重量最大值,此时垃圾析出水分占可析出水分的90%,垃圾脱水率超过10%,垃圾整体减重在20%左右。对含水率较高的生活垃圾,堆酵后入炉垃圾低位发热值可提高10%～18%,堆酵过程中水分的析出是垃圾热值提高的主要因素。垃圾堆料的熟化和适度发酵,一般在72h内效果最佳,72h之后因可去除的内在水分基本沥出,堆酵垃圾的吸、排水分基本达到动态平衡,继续堆酵不会沥出更多水分,相反会使垃圾中大分子有机物质分解成小分子结构,造成厨余类成分纤维链断裂而粉末化,反而影响垃圾在炉内的正常燃烧。

3.2解决水冷壁管磨损措施

据研究表明，金属温度达到一定值后，将形成一层氧化膜，具有硬度，且可减轻磨损情况。随着温度的提升，氧化膜的硬度也将随之提升，从而降低管壁磨损。一般情况下，流化床锅炉密相区都处于还原性气体状态，对氧化膜地形成极为