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75t/h垃圾焚烧CFB锅炉结焦原因分析与防范措施 木屑颗粒机|秸秆颗粒机|秸秆压块机|木屑制粒机|生物质颗粒机|30码期期必中 / 13-04-19

1、概述
    某垃圾焚烧处理厂现有2台国产75 t/h循环流化床生活垃圾焚烧锅炉,采用单锅筒、自然循环、膜式水冷壁、圆形绝热分离器、U型返料器、外置高温过热器等技术结构。由于采用了外置换热器技术,可有效防止垃圾焚烧产生的HC1气体对受热面高温腐蚀,采用布袋除尘与尾部脱硫、烟气净化处理装置相结合以达到烟气环保排放。
    该型锅炉适用于生活垃圾和煤混烧,产生的蒸汽用于发电、供热,设计日处理生活垃圾量为500 t/h,垃圾与煤的比例为8:2。锅炉采用前墙给煤、前墙垃圾给料方式,水冷布风板后部设计有800mm x400 mm的排渣槽。在锅炉密相区后侧布置有外置床,内有高温段过热器,外置床下部与排渣槽相连,上部有条形天窗与炉膛密相区相通。锅炉配有2台风道点火器,油枪为压缩空气雾化,采用水冷滚筒冷渣器,2级链斗除渣系统。
2、结焦部位及原因分析
    循环流化床锅炉的结焦分为:低温结焦和高温结焦。低温结焦是灰渣的温度低于灰的熔点,由颗粒堆积而相互粘连形成的。低温结焦一般发生在冷渣器内或停炉过程中,由于床层流化质量差而生成,从焦块的外观看,灰渣颗粒有序排布,比较松软,很容易摔碎。高温结焦是在床层流化良好,而局部或整个床层的温度高于灰熔点形成的,此种焦块表面的颗粒已经熔化,焦块坚硬。
2.1分离器、U型阀和外置床内结焦
    由于垃圾焚烧CFB锅炉在国内没有成熟的炉型,制造厂是在摸索、借鉴中不断改造设备、积累经验的。该厂的垃圾焚烧CFB锅炉是河北省南部的第1家垃圾焚烧锅炉,其最明显的改进在外置床上。运行中从分离器、回料阀进入外置床的高温灰,由部分一次风(回燃风)从其下部经风帽将灰流化,以促进对过热器的热交换。锅炉厂设计外置床内的流化风速为1m/s,设计回燃风量为5 000m3/h,在锅炉正常运行中,回燃风量约为3000m3/h。从空气预热器来的回燃风(热一次风约160℃)与900℃左右的高温灰渣接触后,体积膨胀,使得外置床内压力升高,致使从U型阀进入到外置床的灰流量减小,分离器立管内料柱逐渐升高。在调试过程中(纯烧煤),由于刚刚改进(减小)外置床上部通风口,负荷波动时,调节幅度大,曾出现U型阀、分离器立管因高温灰堵塞而结焦的现象。
此外,锅炉的返料风、主流化风、回燃风、播灰风均是一次风机提供的,在锅炉紧急工况下的调整中,如垃圾中断等,需要加煤、增加主流化风量,这样势必造成返料风量、回燃风量、播灰风量的减小,同时U型阀返料量减小、外置床内高温灰堆积,最终导致U型阀、分离器内结焦。
    三门峡30码期期必中主要生产销售生物质锅炉,这种生物质锅炉主要燃烧木屑颗粒机压制的生物质颗粒燃料。30码期期必中30码期期必中2.2锅炉床面结焦
    通常,正常的煤种灰熔点温度在1100℃以上。试验证明,75 t/h垃圾焚烧循环流化床锅炉在完全烧煤的情况下,只要床面流化正常,密相区下部平均床温不超过940℃,下部单点床温不超过960℃,锅炉不会结焦。但是,河北沧州发电厂热电工程2台锅炉投烧垃圾后,曾出现2次床面大面积高温结焦的现象。一次是在投烧垃圾后,因一次风机轴承温度高,紧急停炉后,锅炉再次启动过程中出现的;另一次是在锅炉烧垃圾带大负荷试验时出现的。从2次结焦的情况看,床面都是高温结焦,焦块内夹有黑色熔融物,而当时锅炉下部床温都在800~ 850℃,出现床面结焦的根本原因在于投烧的垃圾。众所周知,CFB锅炉灰渣中一旦碱性金属量大到一定程度时,碱性金属氧化物形成的灰渣共晶体,它的熔化温度要低于灰的熔点温度。所烧生活垃圾,未经过分拣,垃圾中存有大量金属、玻璃等。
    由表1可以看出,对于垃圾内有锡、锌、黄铜、铝、玻璃等物时,灰渣的灰熔点均在850℃以下,锅炉在风机紧急停止运行后,床面中心温度约880℃,甚至可能更高。在锅炉内会有大量灼热的床料被焖住,床面容易结焦。
    锅炉带大负荷试验时,长时间且大量烧垃圾,会使炉内大的颗粒存量增多,另外,垃圾中树枝等大的东西没有经过粉碎,经常堵塞垃圾给料口,造成垃圾中断。当锅炉内大的颗粒存量达到一定后,相对于一次风量减少,会出现流化分层,使得流化质量恶化,床面开始结焦,锅炉局部床温降低,水冷风室压力波动大,长此以往使整个床面结焦。
3、防范措施
    a.锅炉运行中床温应控制在820~880℃,床温变化时尽量通过调整垃圾给料量来调整床温,在床温降至850℃时开始减少垃圾给料量,820℃时停止垃圾给料,以保证锅炉燃烧正常。
    b.锅炉连续烧垃圾时,根据烧垃圾量大小,应定期停止烧垃圾改为一定时间全部烧煤,以置换锅炉内的床料,从而保证锅炉下一阶段的安全运行。每天烧垃圾400 t以上,连续运行6d,停止垃圾24h;每天烧垃圾400 t以下,连续运行9d,停止垃圾24 h;此外,若条件具备,每2个月应停炉一次将炉内床料全部清理更换。
    c.锅炉运行中必须保证返料风门在全开位置,不得随意关小。
    d.锅炉运行中床温升高,需要调整一次风量时,应先增大一次风机耦合器的开度来提高返料风的风压、风量,然后调整主流化风。若床温降低,应先关小主流化风门,然后再调整一次风机偶合器的开度。调整一次风时,必须保证返料风的风压、风量。
    e.锅炉烧垃圾时应及时将二次风开大,大负荷时应全开二次风调节门。
    f.烧垃圾时严禁进行压火停炉操作。锅炉需要紧急停炉时,在停炉后应启动除渣设备及时排渣,直至冷渣机内无渣排出为止。
    g.若锅炉计划停炉时,提前停止投放垃圾,运行一定时间后,将水冷风室压力降至8 kPa,减少炉内的存料量,然后开始减负荷。严格控制降温速率,待床温降至300℃以下时,方可停止风机运行。
    h.锅炉热态启动时,应进行脉动流化试验,以防止锅炉床料堆积结焦。
4、结论
    采取以上措施后,锅炉运行比较稳定,垃圾投运量可以保持在400 t/d,没有出现结焦的现象,保证了垃圾焚烧锅炉长期、安全、稳定运行。

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