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炉排炉燃烧控制方法及脱火问题的应对方案

2021/1/12 8:48:54      点击:
1.概述

    国外垃圾焚烧处理技术经历了130多年的发展过程,最适合应用于城市生活垃圾的焚烧炉有:①层燃型焚烧炉,如采用滚动炉排、水平往复炉排、顺推倾斜往复炉排和逆推倾斜往复炉排等焚烧炉;②流化床焚烧炉,如沸腾床及循环流化床焚烧炉等;③回转窑式焚烧炉等。其中回转窑式焚烧炉更多用于焚烧城市特种垃圾和污泥,较少用于生活垃圾焚烧。
    我国生活垃圾焚烧处理技术的研究起步于20世纪80年代中期,在我国东南沿海地区应用较多。1988年,深圳市引进日本三菱重工株式会社2台150t/d垃圾焚烧系统,成为我国第一座现代化大型垃圾焚烧厂。1996年,又在原有基础上完成了3号炉国产化工程,设备国产化水平达到80%以上,在技术性能方面达到或超过了原引进设备的水平,为我国大型垃圾焚烧设备国产化打下了基础。

    杭州绿能环保发电有限公司(以下简称公司)位于杭州市滨江区,成立于2002年,一期工程配备了3台150t/d马丁逆推式垃圾焚烧锅炉,炉型与当年深圳清水河垃圾焚烧电厂一样。虽然近几年一线城市新建的垃圾焚烧电厂基本采用300t/d以上的垃圾焚烧炉,但对于一些中小型城市来说,小型垃圾焚烧锅炉更为适用,而垃圾焚烧锅炉的容量越小,则燃烧控制越难。下面将介绍公司运行十年以来的一些燃烧控制方面的经验,如有不对之处,请读者指正。

2.燃烧控制方法

    垃圾焚烧炉排炉理想的火床状态:火床平整,着火面均匀,着火线在第二风室上部,主燃区在第三风室上部,收火线在第四风室上部,第一风室上部为预热区,第五风室上部为燃尽区。

    公司的锅炉是通过设置炉排的运行和停止时间来控制料床燃烧的,给料器和炉排联动,即炉排动,给料器也动;炉排停,给料器同时停。

2.1料床厚度的控制


2.1.1根据垃圾质量调整料床厚度:


垃圾的料床厚度关系到火床的平整和着火面的均匀,如果料床偏厚,则一次风不容易穿透,料床着火困难,容易造成局部穿孔,着火面不均匀,部分垃圾没法烧透;如果料床偏薄,则料床容易大面积穿孔,料床燃烧工况恶化。料床厚度的控制原则:


2.1.1.1垃圾重,料床应该控制得稍薄一些,一般在400~600mm左右。垃圾重指的是:灰份较多的垃圾,压在中底部的垃圾,水份较多的垃圾,该类垃圾通常堆积密度较大。


2.1.1.2垃圾轻,料床应该控制得稍厚一些,一般控制在600~800mm左右。垃圾轻指的是:灰份少,堆在上部的垃圾,该类垃圾通常堆积密度较小。


2.1.1.3根据垃圾热值增减料床厚度;热值高,料床要适当减薄;热值低,料床要适当增厚。


2.1.2火床上的垃圾偏厚(料床厚度在1000㎜以上,料床厚、着火点少、垃圾无法烧透、炉温不高)的调整:


2.1.2.1适当减少给料,缩短给料器行程。


2.1.2.2加快炉排运行速度,根据火床长短,着火情况,确定炉排和给料器的运行、停止时间。


2.1.3料床偏薄(料床薄,垃圾在第一、二风室上部垃圾就能着火,但火床短,炉温也不高)的调整:适当增加给料,加长给料器行程或者减慢炉排速度。


2.1.4料床厚度调整时应逐步增减进炉垃圾量,避免大幅度调整导致料床厚度不均。


 


2.2火床长短的控制


2.2.1火床分布情况:炉排炉从前往后一般设置5组风室,第一风室上部为干燥区,料床厚度通常在600~800㎜;第三风室上部为主燃区,料床厚度通常在400~600㎜左右;第五风室上部为燃烬区,料床厚度通常为300㎜左右。


2.2.2火床长度的掌控:


2.2.2.1正常的火床约有1.5~2米的燃烬区。


2.2.2.2火床前移、偏短,如果此时炉温在950℃以上且能长时间维持稳定,可以不调整或将火床稍微拉长(将炉排和给料器的停止时间缩短);但若此时炉温在950℃以下,则需将火床拉长。


2.2.2.3火床后移、偏长,燃烬区剩余可燃物烧不尽,则需立即进行调整,将火床缩短(将炉排和给料器停止时间延长)。


2.2.3观察炉渣厚度:以熔渣滚筒前的炉渣厚度为准,如炉渣太薄,则表示燃烬区剩余可燃物停留时间较短,无法完全烧透;如炉渣太厚,则会影响前端料床的运动,影响料床的正常燃烧。因此我们需要通过细致的观察来时刻掌握炉渣的分布情况,以便能及时根据实际情况进行调整。


 


2.3炉排速度,给料行程、速度和风门开度的调整


2.3.1炉排的给料器的行程和给料速度,应与炉排速度及运行时间匹配,以保证料床厚薄适当,火床分布良好,燃烧正常。①当给料器行程和速度,炉排运行和停止时间设置相同时,炉排速度快,料床薄,炉排速度慢,料床厚。②当炉排速度一定时,给料行程的长短和给料速度的快慢将直接影响料床的厚薄。


2.3.2风门开度的调整:如烟气含氧量低(5%以下),可关小主燃区风室的风门,开大燃烬区风室的风门,投入或开大二次风;如烟气含氧量高(8%以上),则可关小各风室的风门,特殊情况下可开大主燃区风室的风门加强燃烧;如料床较厚,则应适当开大风门,料床减薄后应关小风门。风门的调整幅度视具体情况灵活运用。


 


2.4炉排、给料器运行与停止时间的整定


2.4.1运行时间由给料器一个来回时间来确定:给料器推到头的时间<设定的运行时间<给料器一个来回的时间。


2.4.2停止时间根据火床上垃圾燃烧情况来确定:当火床过长,适当延长停留时间,但不能太长,因为停留时间过长,垃圾在主燃区基本烧烬,火床迅速缩短,新的垃圾进入炉膛后,干燥时间不够,着火慢,容易造成脱火。火床过短,应适当缩短停留时间。


 


3.脱火问题及应对方案


3.1 脱火问题对垃圾焚烧炉排炉的正常运行影响显著,会导致炉温急剧下降,锅炉负荷大幅度波动,严重时会使炉温跌破850℃,造成二噁英的不完全分解。因此对脱火问题的合理应对有助于运行的安全、稳定。


3.2脱火的几种情况


3.2.1轻微脱火:炉温下降幅度在50℃~100℃之间,当火床到位后,炉温又重新回升。


原因:①火床上垃圾着火情况很好,炉温也高,但停止时间设置过长,未及时调整,造成火床偏短,新料进来后,着火慢,造成炉温下降。②垃圾热值轻微变化。 


3.2.2严重脱火:炉温下降幅度超过100℃,第三、四风室上部垃圾只有零星着火点。


原因:①火床严重偏短,新料进来后,将第一、二风室上部垃圾的火焰压灭或未能及时着火。②垃圾热值变化大,特别是焚烧垃圾库底部和顶部的垃圾时,垃圾中的含水率较高,热值较低,着火缓慢。


3.3脱火问题的预防及应对措施:①要保证火床具有合适的长度,保持垃圾焚烧的主燃区域基本在第三风室上部位置,避免主燃区过于靠前。②维持料床厚薄适当,与垃圾吊操作人员保持密切联系,如遇到垃圾热值明显变化时,要及时做好调整工作,最好能提前进行调整。③遇到脱火问题后,灵活使用DCS系统中的炉排、给料器定时控制功能,根据垃圾焚烧的实际情况及时调整。

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