环保电厂--城市生活垃圾焚烧炉的工程调试

1、城市生活垃圾發烧炉的工程调试发电设备(2005 No.4)城市生活垃圾焚烧炉的工程调试钱麟，杨永德(上海电力建设启动调整试验所，上海200031)摘 要:通过对国内4个生活垃圾焚烧炉的调试介绍，阐述了对调试工作进度的编排和烘炉、焚烧配风、 尾部烟气处理等调试技术要点提出的见解，对进一步提高垃圾焚烧调试质量具有借鉴意义。关键词：垃圾焚烧炉;调试文章编号:1671-086X(2005)04-0219-04中图分类号：X705文献标识码：AAdjustment of City Garbage Incineration FurnacesQIAN Lin, YANG Yong-de(Shanghai P

2、ower Construction, Equipment Commissioning and Adjustment Institute, Shanghai 200031, China)Abstract： By describing the adjustment of incineration furnaces of four garbage firing power generation projects,suggestions for composing adjustment schedules are presented, together with a listing of the pr

3、incipal technical points to be heeded while dealing with the drying stove, the combustion air，s zoning and the flue gas at the outlet. They may serve as a reference for improving the quality of similar jobs <Keywords： garbage incineration furnace; adjustment 219 城市生活垃圾發烧炉的工程调试发电设备(2005 No.4) # 城市

4、生活垃圾發烧炉的工程调试发电设备(2005 No.4)III生活垃圾焚烧发电技术是近几年来迅速发展 起来的一项废物燃烧发电与环境保护的有效对 策，国内已有数十台发电机组投运。我所自2001 年至2004年先后调试了宁波枫林(3 x 25 t/h + 2 x6MW)、上海浦东(3x29.3 t/h + 2 x 85 MW)、 深圳盐田(2x 18 t/h+1x6,5 MW)、上海江桥(2x 44 t/h + 2 x 12 MW)等垃圾焚烧电厂工程，设备规 格和调试实绩见表1。通过十多台套机组的调 试，均能使主设备发挥出较好的性能，运行稳定可 靠,负荷调节灵活，自控功能均能投入，主要辅助 设备及系

5、统有一定的调节裕度，在烟气处理系统 投用后，排烟中各项排废指标能符合设计值。由于生活垃圾的性状和煤、油、天然气等燃料 有明显的差异，它们的炉型及与其配套的辅助设 备也有不少的改变，从而使调试策略、调试项目、 进度的编些调试项目的技术要领都作了相应变更寸完成启动调试工作。1调试进度的编排1.1厂用电受电时间生活垃圾焚烧发电工程机组的容量较小，属 中温中压的设备，配套的辅机设备的功率和电压 数值也不大，厂用电仅为400 V等级，大部分辅机 容量在200 kW以下。许多机械转动设备在进行 单机试转或分系统调试时,采用临时性施工电源 就能满足。为此受电时间不会制约分部试转，甚 至到烘炉阶段受电工作还未

6、完成也是可行的。1.2化学制水时间垃圾焚烧发电厂大多采用阴阳离子交换床的 一级除盐水处理设备和混合离子交换床的二级除 盐水处理设备，但因某些原因，造成二级除盐水不 能按原计划制出，则在烘炉时允许用一级除盐水 向锅内注水。如果一级除盐水也无法制备，烘炉 时余热炉将处于干烧的条件下，在该条件下只能 221 城市生活垃圾發烧炉的工程调试发电设备(2005 No.4) # 城市生活垃圾發烧炉的工程调试发电设备(2005 No.4)收稿日期:2004-10-19;修回日期:2004-12-08 作者简介:钱 麟(1965-),男，高级工程师，主要从事电力调整试验等工作。 # 城市生活垃圾發烧炉的工程调试

7、发电设备(2005 No.4) 223 城市生活垃圾發烧炉的工程调试发电设备(2005 No.4)枫林、浦东、盐田、江桥四厂主设备规范及调试实绩宁波枫林垃圾焚烧工程厂名上海浦东深圳盐田上海江桥余热锅炉台数X蒸发量/3x25台 X fh_l汽轮发电机台数X容量/2x6台xMW焚烧炉台数x焚烧量/台 x t*h_13 x 14.93x29.32x 182x442x 8.51 x6.52x 123x15.22x9-42x20.8日处理生活垃圾量/t100010004501000设计垃圾热值范围/4815 52524600 750058624200 9200kJ-kg-1焚烧炉炉排型式双列阶梯、顺推式

8、双列倾斜逆推式双列、倾斜、顺推式双列、阶梯、顺推式焚烧炉制造厂商德国NOELL公司法国ALSTOM公司比利时SEGHERS公司西班牙ROSEMOUNT公司汽轮发电机制造厂商南京汽轮发电有限公司武汉汽轮发电有限公司南京汽轮发电有限公司青岛汽轮发电有限公司单缸、冲动、凝汽式汽机型号N8.5-3.85/390N6.5-3.8N12-4.0/397余热炉过热蒸汽汽压/汽温/MPa/T：炉 号烘炉时间/d煮炉时间/d吹管时间/d首次烧垃圾到完成试运烘炉开始到焚烧炉试运完成/d4.0/4001号2号3号1312133322238576731281111021号2号N6-3.5360804.0/4004.0

9、/4004.15/400从受电到首次并网时间帀厂用电受电到机组试运完成/d1181号2号3号1号2号1号2号666108126776334432244191109959811492372612482371721404203791号2号1号2号9038753423533炉2机2炉1机193219473500 余热炉为杭州锅炉厂造 完成(72 + 24)h试运#2、#3焚烧炉和余热 炉为ALSTOM监制，上海四方锅炉厂造完成168h试运 余热炉为武汉锅炉厂造 完成168h试运 余热炉为西班牙ROSEMOUNT公司造 完成168h试运采用热值较低的燃料，并控制燃烧区域不使局部步升温到出口烟温最高为1

10、50花历经6天，在煮ill受热面温度过高，限制焚烧炉出口烟温不宜超过炉阶段耗费了 6 7 d的时间才完成中温烘炉阶150弋，随 适当放长C炉工艺的中温烘炉时间就应III号3号焚烧炉的低温烘炉时余热炉水冷壁处于干烧状态，即在焚烧炉排的出口渣斗上部敷设的临时炉栅上铺焦炭燃烧，逐1.3调试工程总进度垃圾焚烧发电机组调试包括:单体试转、分系 统调试、机组启动空负荷调试、带负荷调试及168 225 城市生活垃圾發烧炉的工程调试发电设备(2005 No.4)IHniIIIniIHillIMIIIIIIHh或（72 + 24）h的连续试运行等阶段。实践经验 证明各阶段的调试进度不能给予明确的规定，我 们调试

11、的四个厂的情况是：自厂用电受电到试运 行结束最短为宁波枫林厂约4个月，最长为上海 江桥厂约化费了 16个月，而其它两厂约6.5 7 个月。这和设备供货，施工停顿或返工以及系统 接口、现场服务等因素密切相关。上海江桥厂调 试工期延误了 7个月以上，主要由于外商热控装 置及相关技术文件的交货脱期与正值国内“非典” 时期的原因。将四个厂的进度归并分析,我们认 为，对于日处理生活垃圾量在1 000 t左右规模的 工程,首套焚烧线单体试转及分系统调试时间大 致控制在2.5-3个月，而首次烧垃圾带负荷调试 到试运行完成控制在3个月之内还是合理的。对 第二、三套焚烧线，由于公用系统已调试结束，调 试程序、热

12、控参数的设置整定已在首套中予以实 现，所以各阶段的调试时间和总进度可比首套缩 短15%是有可能的。2调试有关项目的技术要点2.1烘炉方式当前我国应用最多的生活垃圾焚烧设备是机 械往复式炉排焚烧炉。在炉排进出口端上方有前 后拱。我国生活垃圾内含有较高水分，炉排的长 度及拱的深度较大,有较大面积的耐火浇注料砌 成的拱区和炉墙，内部水份的逐步蒸发和固化是 新建锅炉的烘炉目的。烘炉燃烧率、烟气升温速 率，和耐火浇注料内部含水率、结构、砌筑方式、环 境温度及砌筑后自然通风干燥的时间等多种因素 有关。实践表明150迟及以下的烘烤过程是关 键，此时能逸出85%以上的水分，为此，它将占整 个烘炉时间的65%左

13、右，在这阶段中最初2 d升 温率应控制在10弋/d之内，之后可逐步提高到20 T：/d.3O 七/d、4O X./A。烟温在 150 350弋左右为低温烘炉阶段,350 600弋为中温烘炉 阶段，总共耗时约12血 为了紧缩调试时间，常采 用在中温烘炉的后期和煮炉相结合，而高温烘炉 时间和蒸结合的做法。烘炉 采用的燃料有多种多样。如宁 波枫林厂和上海江桥厂均在焚烧炉后墙人孔门处 布置两只临时燃烧器，用两根机械雾化轻柴油的 小油枪和配置了临时风机助燃的方式；上海浦东厂在位于炉排出口、渣斗上方敷设临时炉栅，烧焦 炭，下方设置临时压缩空气管鼓风的方式完成低 温烘炉的前期，到低温烘炉的后期和中温烘炉则

14、启动送风机采用焚烧炉两侧的轻油燃烧器点火来 完成；深圳盐田厂当烟温在150乜之前采用炉排 上放木材点火燃烧，在150弋以上采用布置于炉 墙的轻油点火燃烧器来完成。综上所述,烘炉可 参照制造厂的要求采取因地制宜的方法，但总的 原则是：（1）在低温烘炉阶段，烟温处于150弋以 下，须控制其升温率和历经的时间。在低温烘炉 的最初几天有较多的水蒸汽从浇注料中逸出，往 往在这时容易发生浇注料的龟裂甚至脱落，需严 格控制升温率，使燃烧强度处于可控状态，确保耐 火浇注料的安全。（2）要注意炉膛四周受热均 匀,火焰应居燃烧室中部，切忌火焰偏斜,逼近单 边炉墙，甚至直接冲刷前后拱。（3）在锅炉初次 进水时应对汽

15、水系统进行水洗，直至炉水目视清 晰透明。（4）为了保护受热面不使管壁腐蚀，应 采用除氧水。在烘炉期间，化学专业仍应对炉水 品质进行取样分析，加药处理及排污监督。（5） 为了加强各部分受热面的冷却，应开启汽包和过 热器空气门，当汽包起压至一定压力关闭空气门, 开启过热器集箱疏水门，并用过热器向空排气门 来控制系统蒸汽压力。（6）烘炉结束后,锅炉减 燃料量，用开启向空排汽降压，锅炉压火后可用进 放水继续泄压，使炉水温度降至90七以下。必须 注意的是烘炉结束,炉膛内的降温速度也应控制, 防止拱区厚度大于400 mm的浇注料内外温差过 高，引起过大的应力产生裂纹。通常要求炉膛烟 温下降速率控制在20

16、30弋/h为宜。2.2生活垃圾焚烧调试生活垃圾焚烧炉炉排燃烧区，大致划分为加 热干燥区、热解区、挥发分燃烧区和残碳燃尽区。 要达到良好的焚烧效果，需使炉排上能持续保持 较大范围的着火区，垃圾表层的烟气温度能稳定 在850 %左右，以及烟气充满在炉膛内部，燃烧室 出口烟温在950花左右，既保证了垃圾燃烧完全, 又使垃圾中的二恶英物质的生成予以抑制，有助 于尾部排烟的再次处理。要达到上述的焚烧状况，必须对垃圾进行处 理和适当配风进行燃烧调整。2.2.1 入厂垃圾的处理 231 发电设备(2005 No.4)城市生活垃圾焚烧炉的工程调试IIIIH我国的生活垃圾含水量高。如上海江桥厂当 垃圾含水量为5

17、0% ,垃圾热值6 280 kj/kg,垃圾入 炉后被加热到900弋左右，估计总共要消耗掉一 半以上的热能。垃圾焚烧得充分与否取决于炉膛 温度，而炉膛温度的高低与垃圾内水分含量的关 系较大。所以，垃圾应在储坑中分区堆放，用抓斗 进行翻捣和将新旧垃圾分堆。经过3 5 d的存 放后，垃圾内的水分渗沥流失20%以上，同时发 酵,使有机垃圾发热产生可燃性的碳氢化合物（沼 气），有助于热值的提高，对改善燃烧能收到很好 的效果。此外也需用抓斗在储坑中将垃圾松散、 掺和、混合，对防止炉前料斗内“搭桥”、使垃圾入 炉密度均匀及与热烟气良好接触均有利，即对加 热干燥和充分燃烧均有利。在宁波枫林厂调试中曾出现由于

18、垃圾来厂即 用，使焚烧炉温常低于850兀的状况，甚至还需用 油助燃。燃用在储坑内已放置了 3 d以上的垃 圾，才使炉内温度明显提高,焚烧状况得到很大的 改善。2.2.2 燃烧中配风方式焚烧炉运行中的总风量控制，可根据锅炉热 力计算的风量数值初步确定。但考虑到垃圾性状 的不确定因素的存在，所以视实际运行状况可以 对其数值进行适当调整，之后再用烟气中的含氧 量即过剩空气系数来予以修正。总风量的改变是 用调节一、二次风机入口调节风门来实现,而总风 量与焚烧量间的关系，通过燃烧调整试验来求得, 这往往会与锅炉热力计算有一定的差异。通过10台锅炉的调试，总结如下几点：（1）为了确保灼热烟气中尽量低的还原

19、性气 体不使二恶英等有害物质生成和垃圾的充分燃 尽，应保持比普通燃煤炉更大的过剩空气系数。 调试表明在额定出力范围内a为1.6-1.8,烟气 中对应的氧量值在80%9.5%是适宜的。然 而过大的风量也会促使烟气中S03有害物的形成 和排烟热损失的增加。经过垃圾焚烧特性综合比 较认为过小的风量由于在烟气中还原性气氛的作 用下，促俨一甘驱物等有害物质生成;还因垃圾在高温件下造成垃圾干锚，产生瓦，I三IEEIII等，使烟气中存在有大量的炭 黑,炉膛内冒黑烟，一方面引起不完全燃烧损失增 大;另一方面又使火焰温度降低，影响炉内的辐射 传热，所以比过大的风量造成的危害性大。为此, 在运行中，常要求风量稍大

20、些，估算每千克垃圾所 需风量为360 m?（标准状态下）。（2）一次风由炉排下方经炉条之间缝隙喷出 后渗透到垃圾层内直接参与垃圾着火和燃烧，要 求占总风量的65% 75%,当垃圾热值偏高时一 次风率可允许取较低的数值。按垃圾进入炉排后 的不同燃烧区间对氧量的要求，合理配置一次风 量是十分必要的。它是通过炉排下沿长度方向布 置的分配箱用各风门开度来控制。从前到后的开 度为15%、60%、60%、30%、15%,相对应的一次 风量分配为15%、25%、30%、20%、10%是较合适 的。（3）二次风喷嘴布置在炉膛上部前后拱前端 以50-60 m/s风速射入炉膛，造成对燃烧中心火 焰强烈旋转扰动。它

21、使氧气能较好地渗透到未燃 尽的飞灰颗粒中继续燃烧,并使烟气在炉内充满 度提高和增加在炉膛内的滞留时间。为使该区域 中部烟气能形成涡旋扰动，要注意前后二次风量 分配的均匀性，二次风占总风量的25% 35%, 当出力达60%额定蒸发量以上时开始投用。在 炉膛温度接近850覽不用油助燃。2.3尾部烟气处理当前国外和国内对尾部烟气中有害物质的处 理大都采用石灰浆半干法反应塔来吸收烟气中的 HCkSO2;用活性炭喷入后散布在袋式除尘器的滤 袋表面来吸附烟气中的重金属和二恶英等有害物 质;最后用袋式除尘器收集烟气中的飞灰,进一步 捕集反应后的生成物。调试表明石灰浆的配置浓 度在10% 12%,反应塔内烟气

22、进入温度为200 七左右；活性炭喷入量约50 mg/m3 （标准状态下） 时均能获得95%以上的吸收效果,从而使烟囱口 各类污染物的排放浓度完全能控制在标准范围 内，从几个厂的实践证实这些处理方式均是成熟 的。但由于它们的灰、渣输送大都通过螺旋输送 机、刮板或链式转运机、斗式提升机等机械，衔接 构成较复杂的转运系统，运行中堵灰、卡煞、跳闸 的故障时有发生，这是整套焚烧线的薄弱环节。 要求在运行中，增加出灰次数，及时排出系统中的 灰渣，同时特别注意系统加热设备正常投用，以及 加强对石灰浆输送泵、送浆管道弯头、高速旋转石nii=4im（下转第226页） 235 发电设备(2005 No.4)运用再燃技术实现降低NO x排放试验工况下锅炉参数见表5o表5锅炉试验工况参数名称数值主蒸汽流量/fh-11 168主蒸汽压力/MPa16.81主蒸汽温度/覽520.7名称数值改造前NOX排放/xlO-6约435改造后NO,排放/xlO"<220表6试验工况下的NO*排放比较5结语再热器流量/th"再热器温度/*给水流量/th“给水压力/MPa给水温度/七III一二次风总量/%空预器进口风温/弋空预器出口风温/花空预器进口烟温/弋燃料量/th" 炉膛负压/kPa运行氧量/%922331.3