垃圾焚烧锅炉积灰危害及处理
摘 要:近年来生活垃圾焚烧发电以处理快速,场地占用率少,垃圾无害化彻底以及可回收余热等优点,在各国各地得到了越来越广泛的应用。如
摘 要:近年来生活垃圾焚烧发电以处理快速,场地占用率少,垃圾无害化彻底以及可回收余热等优点,在各国各地得到了越来越广泛的应用。如果将每年垃圾焚烧所发的电能折算成标准煤,那就是一个非常可观的数字,这不仅为大家节省了很多矿物能源,同时也降低了开采这些矿物能源所带来的环境污染。但是,生活垃圾的成分复杂多样,其中含水量高、灰分大。在日常焚烧过程中容易在受热面上形成积灰,极大影响了垃圾焚烧发电的经济性。如何解决积灰所带给锅炉的影响,是我们一直探讨的问题。
关键词:积灰危害; 吹灰方式; 经济性对比
中图分类号:TK229.91 文献标识码:A 文章编号:1006-3315(2015)01-176-002
一、锅炉积灰的定义
“积灰”是指温度低于灰熔点时灰沉积在受热面上的积聚,多发生在锅炉的烟道受热面上。积灰通常可按如下标准进行分类:(1)根据飞灰温度范围划分,可分为熔渣,高温沉积灰,低温沉积灰。(2)根据积灰的强度,可分为松散性积灰和粘结性积灰。积灰是个复杂的物理化学过程,是目前垃圾焚烧炉运行中的重要影响因素。探讨积灰的形成和抑制方法,对于垃圾焚烧炉的安全运行具有重要的意义。
二、积灰对垃圾焚烧锅炉的影响
太仓协鑫垃圾焚烧发电有限公司三台型号为SLC250-4.1/400垃圾焚烧炉排炉,是杭州新世纪设计生产的第二代焚烧炉。其原身为处理垃圾量225吨/天垃圾焚烧锅炉。由于当时燃料热值设计点较低,使炉膛热容积偏小,受热面布置较为保守。所以自投产以来,锅炉炉膛结焦和受热面积灰问题始终是困扰我公司的一个难题,前二年由于垃圾量少,热值低,锅炉运行周期短,对我们影响没有这么突出,自从2008年下半年开始,随着城市生活垃圾量的不断上涨及其它高热值垃圾量的拓展,公司垃圾池库存量明显增多,垃圾热值呈直线上升。这样,锅炉超温情况越来越多,炉膛结焦和受热面积灰情况变得突出,严重影响了锅炉的出力,这样的恶性循环一度给生产带来了极大的困难。
锅炉水冷壁、过热器及换热器的积灰、结焦影响受热面的传热效率,使锅炉排烟温度上升,导致锅炉的热效率下降,理论计算和运行经验表明,锅炉排烟温度升高20℃,锅炉热效率就会下降1%,同样严重的是积灰、结焦达到一定程度时会引起锅炉受热面的腐蚀和意外停炉,造成重大的经济损失。具体影响为:
1.对于经济性来说积灰不利于传热,锅炉经济性变差,积灰如果严重,直接的就是燃料量增加。
2.灰的传热系数为普通钢的四十分之一。所以积灰严重时还会导致爆管,严重威胁锅炉的安全运行。
所以,能否减缓锅炉结焦、积灰程度,尽可能延长锅炉运行周期,保证锅炉最大垃圾处理能力,对我们来说意义重大。
三、针对积灰,吹灰的必要性
锅炉吹灰和在线吹灰的目的是防止受热面积灰。在没有漏风的前提下,排烟温度没有因为加大风量而升高,表明对流受热面有较多积灰,换热量降低。这时就需要重点吹灰。
我厂锅炉的吹灰是分乙炔脉冲吹灰,和在线吹灰相结合,是我们厂保持受热面清洁及较高锅炉效率的有效手段。乙炔吹灰和在线吹灰主要目的是为了保持受热面的清洁,保证锅炉的效率,吹完灰后,各受热面的积灰一部分消除,金属壁吸热能力应略有提高,从而蒸汽温度上升,同时热交换加大,排烟温度下降。
四、人工在线清灰的方法和必要性
通过近期的运行来看,锅炉在运行了半个月后,由于炉膛温度的特性,此时在三通道入口温度一般达到550-650度,蒸发器和高过水平烟道受热面上就开始有了积灰。积灰一旦形成,由于表面具有粘性,能进一步捕捉飞灰。时间一久,管束阻力会不断地迅速增长,直到烟道完全堵塞,被迫停炉。乙炔吹灰器可能因为部分原因不容易把所有的积灰都吹下来,这时为了延长锅炉的运行周期,有必要打开高过烟道入孔,伸入一根长的不锈钢钢管,利用压缩空气可以有效地吹掉管束下方和中间的积灰,这解决了乙炔清灰盲点处积灰,从而弥补了乙炔吹灰的不足。
五、在线吹灰的效果
我厂主要积灰在于蒸发器和高过之间,而我们主要吹灰的地方也在于此。在加强对1.2号炉在线吹灰后,锅炉的运行周期还是得到了很大的延长。没有加强人工在线清灰前,我们锅炉厂的运行周期是50天左右,而1号炉从启炉至今加强在线吹灰次数(从每2天在线清灰一次到每班的在线吹灰一次),效果相当明显,目前已突破100天。另外,如果锅炉烟道积灰吹通,锅炉炉膛内的烟气阻力有降低,引风机的耗电量也会下降,一定程度也降低了厂用电率。
六、我厂在线吹灰和乙炔吹灰的弊端
(一)在线吹灰
我厂在这段时间的在线吹灰的实践中还发现,在线吹灰还是有弊端的。在线吹灰时,由于入孔们被打开,大量的冷风进入炉膛烟道,造成主汽温度的下降,有时不得不开疏水,加大了汽水损失。
(二)乙炔吹灰
优点:(1)除具有蒸汽吹灰和声波清灰的功能外,还具有热清洗功能,能量大,既适合于松散性积灰,又适合于粘结性积灰结焦和堵灰的清除。
(2)能量强度和喷口的方向,形状易于调整,对于不同类型的积灰和不同形状的工作面都有最佳的适当性。
(3)整个系统简单,无转动机械,运行程序全自动化。操作简单,可靠性高。
(4)结构尺寸小,易用于空间尺寸小的位置。
(5)一次性投资少,运行和维护成本低、经济性好、效率高。
缺点:(1)吹灰程序上对蒸发器和过热器吹灰的次数太少,没有把重点积灰的地方做特殊处理。
(2)飞灰容易在爆燃器出口堆积,烟气中的水分与堆积的飞灰一起将吹灰器的出口堵塞或者部分堵塞,使吹灰器闷响或者使射出的冲击波偏离设计的中心线。
(3)湿灰中含有氯化氢、二氧化硫等酸性物质,对吹灰器产生腐蚀,随着运行时间的增加,会将吹灰器喷射管烂穿或者报废。
(4)飞灰容易在爆燃器出口堆积,烟气中的水分与堆积的飞灰一起将吹灰器的出口堵塞或者部分堵塞,使吹灰器闷响或者使射出的冲击波偏离设计的中心线。
(5)湿灰中含有氯化氢、二氧化硫等酸性物质,对吹灰器产生腐蚀,随着运行时间的增加,会将吹灰器喷射管烂穿或者报废。
(6)对于我厂特殊的情况,一旦管束中的积灰结实,效果就不明显了。
七、提高在线吹灰和乙炔吹灰效果的措施
在线吹灰的改造:为了延长锅炉运行周期,我厂就加大在线吹灰力度,目前是每班一次。在近一段时间里,为了提高在线吹灰效果,我们还是做了一些努力。例如,1.改善吹灰不锈钢钢管,将管口进行改造,加大压缩空气流速,提高吹灰的力度。2.吹灰时,根据主汽温度,及时停止吹灰,待主汽温度提高后再进行吹灰。
乙炔吹灰系统改造:根据年度工作计划,以及锅炉实际情况,本次停炉对乙炔吹灰系统进行改造。在容易积灰的锅炉二通道灰斗处以及蒸发器下部增设四个吹灰点,以减少锅炉运行过程中的积灰、挂焦。并且对原乙炔吹灰第一、第二组的四个吹灰点也进行了改造。采用和#3炉相同的独立分散式控制,以增强吹灰效果。
八、结论
国产垃圾焚烧锅炉长期运行在我公司已经取得了一定的成绩,用在线清灰和乙炔吹灰相结合的方式,能减缓积灰情况,建议今后大力推广和应用。
参考文献:
[1]《锅炉值班员》,中国电力出版社,2006年6月第1版
[2]太仓协鑫垃圾焚烧发电有限公司,《锅炉运行规程》,2011年9月第2版
[3]汉春利,张军,颜峥.燃烧科学与技术:固体吸收剂脱除高温烟气中碱金属研究[J]2001年7月
[4]孙超凡.中国电力:首台垃圾焚烧炉的调试及完善化建议[J]1998年3月
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