生活垃圾焚燒處理具有占地少，處理快速，減量化顯著，無(wú)害化徹底以及可回收余熱等優(yōu)點(diǎn)，在世界各國(guó)得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。但是，垃圾成分復(fù)雜多樣，含水量高，焚燒過(guò)程中容易在受熱面上形成積灰。

“積灰”是指溫度低于灰熔點(diǎn)時(shí)灰沉積在受熱面上的積聚，多發(fā)生在鍋爐的煙道受熱面上。積灰通常可按如下標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類(lèi)：（1）根據(jù)飛灰溫度范圍劃分，可分為熔渣，高溫沉積灰，低溫沉積灰。（2）根據(jù)積灰的強(qiáng)度，可分為松散性積灰和粘結(jié)性積灰。

積灰是個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)過(guò)程，是目前垃圾焚燒爐運(yùn)行中的重要影響因素。探討積灰的形成和抑制方法對(duì)于垃圾焚燒爐的安全運(yùn)行具有重要的意義。

制約鍋爐運(yùn)行周期最嚴(yán)重的問(wèn)題是：尾部煙道受熱面積灰嚴(yán)重。通常情況下垃圾焚燒爐運(yùn)行20天左右，在尾部煙道受熱面可觀察到顯著的積灰現(xiàn)象，最嚴(yán)重的時(shí)候，30天左右需要停爐清灰一次。高溫?zé)Y(jié)灰，屬于粘結(jié)性積灰。它主要是在管道迎風(fēng)面形成并沿著氣流方向生長(zhǎng)。這種積灰會(huì)引起管束阻力不斷地迅速增長(zhǎng)，直到煙道完全堵塞，被迫停爐。積灰底層相當(dāng)堅(jiān)硬密實(shí)，具有很高的燒結(jié)強(qiáng)度。外層積灰較內(nèi)層松散，灰粒間存在孔隙結(jié)構(gòu)。積灰整體呈梳狀，硬而脆，形成后難以用吹灰器清除。

鍋爐尾部煙道受熱面積灰會(huì)引起很多問(wèn)題，主要有經(jīng)濟(jì)性和安全性兩個(gè)方面，積灰會(huì)降低爐內(nèi)受熱面?zhèn)鳠崮芰?，增加傳熱阻力，降低鍋爐經(jīng)濟(jì)性；在高溫?zé)煔庾饔孟?，積灰會(huì)與管壁發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，形成高溫腐蝕；使鍋爐連續(xù)運(yùn)行周期縮短；積灰清除困難，增加工人勞動(dòng)強(qiáng)度。

1.積灰的成分分析

飛灰中的堿金屬元素比較高。而水溶性的堿金屬化合物在高溫區(qū)中會(huì)發(fā)生氣化，氣化的堿金屬化合物與揮發(fā)性氯結(jié)合形成了堿金屬氯化物。當(dāng)煙氣中有足夠的硫存在時(shí)，大部分堿金屬氯化物會(huì)和硫化物發(fā)生反應(yīng)生成硫酸鹽。對(duì)于爐內(nèi)高溫受熱面的積灰來(lái)說(shuō)，硫酸鈉與硫酸鈣或鈉，鈣與硫酸鹽的共晶體是形成粘性灰沉積的基本物。硫酸鈉的熔點(diǎn)（888ºC）低于硫酸鉀（1027ºC），因此在堿金屬化合物型積灰的形成過(guò)程中，起主要作用的是Na2SO4，它常構(gòu)成灰沉積物中的液相成分。凝結(jié)后的Na2SO4吸收煙氣中的SO3，并與受熱面上及沉積物中的Fe2O3進(jìn)一步反應(yīng)，生成堿金屬?gòu)?fù)合硫酸鹽，如Na3Fe(SO4)3。其熔點(diǎn)很低，只有600ºC左右，而高溫對(duì)流受熱面的壁溫可達(dá)650ºC～700ºC左右，因此生成的堿金屬?gòu)?fù)合硫酸鹽可處于熔融態(tài)，并作為一種粘性基覆蓋在管道表面上。這是管道表面上形成的積灰的初始原因。形成后的表面具有粘性，能進(jìn)一步捕捉飛灰。氣化的堿金屬成分在凝結(jié)過(guò)程中，顆粒間的接觸面積增大，有時(shí)候伴隨著液相的存在，從而也為飛灰間的快速燒結(jié)提供了條件。同時(shí)由于尾部煙道受熱面管束設(shè)計(jì)間隙較小，管束阻力會(huì)不斷地迅速增長(zhǎng)，直到煙道完全堵塞，被迫停爐。

2.影響煙氣攜帶灰份的因素：

城鄉(xiāng)接合統(tǒng)籌收集的垃圾中水分、灰分較大，其中水分為25%～50%,灰分為15%～30%，同時(shí)還富含有大量生物質(zhì)，生物質(zhì)中堿金屬含量較高，此外有塑料、橡膠等有機(jī)制品。這給垃圾焚燒帶來(lái)了極大的困難。焚燒爐一次風(fēng)量越大、一次風(fēng)壓越高、爐膛負(fù)壓越大，那么煙氣攜帶飛灰就越多。負(fù)荷越高，煙氣量也就越大，所攜帶的灰分也就越多。翻動(dòng)爐排翻動(dòng)頻率越高，煙氣揚(yáng)析所帶的灰分也就越大。高溫爐渣落入水冷出渣機(jī)中的瞬間會(huì)產(chǎn)生大量的水蒸氣，這時(shí)爐內(nèi)會(huì)產(chǎn)生極大的正壓，為保持爐內(nèi)負(fù)壓，引風(fēng)機(jī)就會(huì)開(kāi)大，煙氣所攜帶的灰分也就變大。給推料器平臺(tái)與順推爐排之間的落差，順推爐排相互間的落差，垃圾中的細(xì)灰在燃燒過(guò)程中，經(jīng)過(guò)這兩個(gè)“落差”時(shí)，都會(huì)被風(fēng)煙帶走，設(shè)計(jì)的落差越大，帶走飛灰的可能性越大。

3.吹灰器的吹灰效果

在垃圾焚燒電廠吹灰器一般有蒸汽伸縮管吹灰和乙炔爆燃吹灰兩種。利用乙炔爆燃的沖擊波和震動(dòng)將積灰清除，但是實(shí)際上效果有限。其缺陷表現(xiàn)為如下幾點(diǎn)：1)安裝的吹灰罐較少，只有10組共22個(gè)，在鍋爐蒸發(fā)器和過(guò)高處容易積灰和結(jié)焦的地方卻只安裝了兩組4個(gè)吹灰罐。2)吹灰器的乙炔進(jìn)氣管為母管制，當(dāng)三臺(tái)鍋爐一起進(jìn)行乙炔吹灰時(shí)，這樣勢(shì)必導(dǎo)致乙炔分配不均和乙炔壓力不夠，所以吹灰效果也不理想。3)飛灰容易在爆燃器出口堆積，煙氣中的水分與堆積的飛灰一起將吹灰器的出口堵塞或者部分堵塞，使吹灰器悶響或者使射出的沖擊波偏離設(shè)計(jì)的中心線。4)煙氣中含有氯化氫、二氧化硫等酸性物質(zhì)，對(duì)吹灰罐與吹灰管產(chǎn)生腐蝕，隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，會(huì)使吹灰罐與管道腐蝕或者報(bào)廢。若不及時(shí)處理會(huì)導(dǎo)致乙炔泄漏，吹灰無(wú)力。5)吹灰器沒(méi)有定期維護(hù)，吹灰器經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行后，罐內(nèi)積灰結(jié)垢會(huì)對(duì)當(dāng)初設(shè)定的乙炔與空氣配比造成影響，導(dǎo)致配比達(dá)不到要求，吹灰力度不夠。

控制尾部煙道受熱面積灰的措施

通過(guò)積灰原因的分析，現(xiàn)將抑制積灰的措施介紹如下：

1.控制鍋爐負(fù)荷

當(dāng)鍋爐長(zhǎng)期超過(guò)額定負(fù)荷的時(shí)候，積灰結(jié)焦就比較快；自從在規(guī)定了不超額定負(fù)荷的狀態(tài)下運(yùn)行后，煙道受熱面積灰有了明顯改善。

2.控制爐膛頂棚溫度

頂棚溫度控制住了，那么相應(yīng)爐膛出口溫度，或者說(shuō)是進(jìn)入尾部煙道受熱面的溫度就控制了，通過(guò)前面積灰原因的分析，我們知道尾部煙道煙溫在600ºC左右受熱面是最容易積灰，現(xiàn)今我們將頂棚溫度控制在850ºC以上（主要是減少二噁英的生成），900ºC以下。這樣我們鍋爐檢修清灰完成后，起爐發(fā)現(xiàn)爐膛出口溫度(尾部煙道入口溫度）大概在450ºC左右。隨著鍋爐運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，尾部煙道的入口溫度也會(huì)慢慢升高。

3.減少煙氣攜帶飛灰的分量

我們知道煙氣攜帶飛灰是不可避免的，只能通過(guò)合理的調(diào)整，在滿足充分燃燒垃圾以及負(fù)荷的情況下，盡可能減少一次風(fēng)量和增加爐排停運(yùn)時(shí)間，減少翻動(dòng)爐排的翻動(dòng)頻率，從而達(dá)到減少煙氣攜帶飛灰的目的。

4.加強(qiáng)對(duì)吹灰器的維護(hù)

針對(duì)吹灰罐與管道的腐蝕，應(yīng)增加密封風(fēng)機(jī)，當(dāng)吹灰時(shí)，密封風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行；當(dāng)不吹灰時(shí)，開(kāi)啟密封風(fēng)機(jī)，防止煙氣竄入吹灰管及管道內(nèi)，經(jīng)過(guò)運(yùn)行來(lái)看，腐蝕效果有了明顯改善。另在技術(shù)人員與檢修人員的配合下對(duì)吹灰器進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)漏點(diǎn)及時(shí)補(bǔ)焊或更換。對(duì)脈沖吹灰無(wú)力的做相應(yīng)調(diào)整，保證吹灰器在最好的狀態(tài)下運(yùn)行。

5.人工在線清灰

通過(guò)近期的運(yùn)行來(lái)看，鍋爐在運(yùn)行了一個(gè)月后，水平煙道受熱面上就開(kāi)始有了積灰，吹灰器不容易吹下來(lái)，這時(shí)打開(kāi)尾部煙道人孔，伸入一根長(zhǎng)的鋼管，利用壓縮空氣可以有效地吹掉管壁上的積灰。而且將在線清灰做為定期工作，由專(zhuān)人監(jiān)督每隔兩天或者三天進(jìn)行一次。在沒(méi)有人工清灰前，我們鍋爐的運(yùn)行周期是50天左右，而增加了人工清灰，現(xiàn)在運(yùn)行周期可到80天，最長(zhǎng)的時(shí)候到了90天。

6.加添加劑脫除堿金屬

在焚燒爐內(nèi)加入適宜的添加劑脫除堿金屬，對(duì)于解決垃圾焚燒過(guò)程中堿金屬積灰，是便捷有效的辦法。研究表明鋁硅類(lèi)礦物質(zhì)可以脫除煙氣中的堿金屬，對(duì)防止堿金屬積灰有一定的效果。其中高嶺土效果較為明顯，高嶺土不僅可以和堿金屬化合物反應(yīng)生成高熔點(diǎn)的鋁硅酸鹽，而且可以減輕沉積物中氯元素的富集。因此，可以作為垃圾焚燒爐內(nèi)堿金屬脫除劑使用。此辦法只是在有關(guān)書(shū)本上見(jiàn)到，至于實(shí)用與否還有待見(jiàn)證。

對(duì)于馬丁式爐排焚燒爐，我們已經(jīng)運(yùn)行了三年多的時(shí)間，積累了很多運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和檢修經(jīng)驗(yàn)，但是垃圾焚燒對(duì)設(shè)備的腐蝕和環(huán)保要求的不斷提高，我們需要不斷的學(xué)習(xí)和改進(jìn)，才能將理論和實(shí)際相結(jié)合，延長(zhǎng)焚燒爐的運(yùn)行周期。

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”