浅谈异重循环流化床垃圾焚烧运行体会

1、. v浅谈异重浅谈异重循环流化床垃圾焚烧循环流化床垃圾焚烧运行体会运行体会摘摘 要要：结合运行实际，对循环流化床锅炉在运行过程中的结焦、HCL 高温腐蚀等常见问题进行了分析，提出了防范措施；同时对影响机组经济运行的几个重要参数进行分析探讨。关键词关键词：高温结焦;低温结焦;HCL 高温腐蚀INTRODUCTIONINTRODUCTION TOTO DENSITYDENSITY MUNICIPALMUNICIPAL SOLIDSOLID WASTEWASTE CIRCULATINGCIRCULATING FLUIDIZEDFLUIDIZED BEDBED INCINERATORINCINERAT

2、OR OPERATINGOPERATING EXPERIENCEEXPERIENCEFang chao-jun;Jiang zhi-hong;Wu zheng-xue;Wang wu-zhong(HangzhouJinjiangGroup, Hangzhou Zhejiang310005, Lianyungang Chenxing environmental protection industry co., LTD, Lianyungang jiangsu 222000;Zhengzhou Xingjin Green energy co., LTD,Zhengzhou Henan 450000

3、)ABSTRACT:ABSTRACT:Combining the reality of running,ForThecommon problems such ascirculating fluidized bed boiler in operation in the process of coked, HCL high temperature corrosion are analyzed，Put forward the preventive measures；At the same time for several important parameters affecting the oper

4、ation of the equipment economy is analyzed.KEYWORDS:KEYWORDS:High temperature coking,Low temperature coking,HCL high temperature corrosion.1 1、概述概述目前城市垃圾处理方式主要有填埋、堆肥和焚烧三种。由于采用垃圾焚烧技术既可达到减容、减量、和无害化的目的，又能有效利用垃圾焚烧产生的热能，因而被广泛关注。垃圾焚烧炉技术主要有四大类，即: 流化床焚烧炉技术、炉排型焚烧炉技术、回转窑焚烧炉技术、热解气化焚烧炉技术等。流化床燃烧技术是20 世纪60年代发展起来的

5、一种新型清洁燃烧技术，采用循环. v流化床技术进行垃圾焚烧处理，是一种综合性能优越的燃烧方式，尤其适合我国成分复杂、热值偏低的垃圾。因此，最近几年循环流化床垃圾焚烧技术得到迅速的推广与发展。但流化床垃圾焚烧锅炉操作技术在国内属于一门新型的应用技术，尚有探索与提升的空间。区别于典型燃煤循环流化床，垃圾焚烧炉由于其燃料特性及结构等问题会产生有别于燃煤锅炉的一些常见问题，本文主要探讨一下垃圾焚烧锅炉的结焦、HCL高温腐蚀及运行控制优化问题。2 2. . 结焦的原因分析及防范措施结焦的原因分析及防范措施2.12.1结焦的原因分析结焦的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。低温结焦是指

6、当床层整体温度低于灰渣变形温度而由于局部超温或者低温烧结而引起的结焦，这种床面结焦在循环流化床垃圾锅炉中较常见，运行中由于垃圾分拣质量的因素造成一些大尺寸、大重量物体进入炉膛导致局部流化不良，或由于长时间且大量烧垃圾，使炉内大的颗粒存量增多，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，从而导致低温结焦。高温结焦：床层整体温度水平高而流化正常时所形成的结焦现场。当床层中含碳量过高时，如未能适时调整风量或者返料量来降低床温，就有可能出现结焦。高温结焦的特点是面积大，甚至会波及整个炉床。相对于典型燃煤流化床锅炉，垃圾焚烧锅炉由于其垃圾存有大量金属、玻璃等,

7、 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。其熔点见表1。表表1 1 垃圾中金属、玻璃熔点（垃圾中金属、玻璃熔点（）由此可见，垃圾焚烧锅炉的灰熔点与燃煤锅炉还是有很大的不同。2.22.2结焦的防范措施结焦的防范措施（1）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。（2）锅炉在遇到堵渣喷红渣情况时应及时疏通，保证良好的流化工况。锅炉连续焚烧垃圾时, 根据焚烧垃圾量大小,应定期置换炉内

8、的床料，此外, 若条件具备, 每三个月应计划停炉一次将炉内床料全部清理更换。（3）锅炉运行中必须保证返料风量的正常名称熔点名称熔点纯铁1500黄铜850铸铁1200铝658锡232铅327锌419玻璃700. v不得随意关小。（4）锅炉运行中床温升高调整一次风时, 必须保证返料风的风压、风量。（5）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。（6）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。（7）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

9、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。（8）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。3. 3. 烟气中烟气中HCLHCL高温腐蚀的问题高温腐蚀的问题3.13.1 垃圾焚烧炉形成的原因垃圾焚烧炉形成的原因由于垃圾与煤成分上的区别, 垃圾焚烧锅炉和燃煤锅炉中所遇到的问题会有所不同，其中一个显著的区别在于：燃煤锅炉中不太严重的HCI 腐蚀, 却在垃圾焚烧锅炉中变得较为突出。与燃煤炉相比, 垃圾焚烧炉内烟气的显著特点是水分、飞灰含量和氧含量均较高, 值得指出的是由于塑料的焚化和盐类的分解, 焚烧炉烟气中含有5004000mg/ m3 的HCL。已

10、有文献初步表明, 无论是无机氯化物还是有机氯化物(垃圾中的合成树脂类含有较多的有机氯化物, 厨房垃圾中含有氯化钠、氯化钾和氯化镁等无机氯化物) , 其焚烧后主要产物是HCL。3.2HCL3.2HCL的腐蚀过程的腐蚀过程一般认为HCI 的腐蚀主要是通过增进氧化和降低氧化膜的粘附性。在研究中, 当通入HCL时腐蚀速率大为增加, 氧化膜变得非常疏松, 表面鼓泡, 并产生裂纹和孔洞, 不再具有良好的附着性和保护性; 在金属/ 氧化膜界面上还可检测到金属氯化物, 即发生所谓的活化腐蚀现象。在垃圾焚烧炉烟气中一般含氧量较高(5%10%), 而HCL含量为8004000mg/ m3。根据金属O2-HCL稳定

11、性图可知, 在一般条件下, 金属表面上发生氧气腐蚀金属生成氧化膜,而氯化氢不会参与腐蚀过程, 生成的氧化膜光滑致密, 为金属建立一个能抵抗氧气和别的气体进一步扩散的屏障。但是实际上, 在金属/ 氧化膜界面处, 由于氧气在参与腐蚀反应时被消耗了很多, 所以就出现氧气分压很小的情况; 同时, 氯化氢通过保护性氧化膜到达该处, 使该处的氯化氢分压较高。当氯化氢分压和氧气分压的大小达到一定关系时, 氯化物就成为了稳定相, 氯化氢腐蚀金属生成氯化物。3.3HCL3.3HCL的腐蚀因素的腐蚀因素事实上, 影响HCL高温腐蚀的因素众多,氧化、氯化环境中腐蚀行为十分复杂, 受很多因素的影响, 包括HCL浓度、

12、烟气温度、金属温度、金属材料、烟气中其它气体成份、. v沉积盐等。这些影响因素可分为材料因素和环境因素，在运行的垃圾焚烧炉中, 材料已经选定, 无法更改, 但是在实验中, 试验的最终目标正是寻求一个能抗高温腐蚀的合金钢, 所以材料对腐蚀的影响值得关注。环境因素包括气体成份、流速、气体温度等。研究发现, 对腐蚀起较大影响的有: 材料成分、HCL浓度、温度。4. 4.床层温度与经济运行的关系床层温度与经济运行的关系一般来说，循环流化床锅炉的床层温度控制的 850-950之间，选择 850作为下限值主要是考虑到较高的温度有利于煤炭的燃烧速率及加速煤炭在短时间内裂解破碎，提高燃烧效率，再者是在这温度下

13、，某些二次污染物的分解相对比较彻底些；而选择 950作为上限控制值是为了锅炉的安全起见防止煤炭超过灰熔点导致锅炉结焦而确定的；另考虑到煤种的多样性，对于纯燃煤的循环流化床锅炉，对床温的选择也是结合企业自身应用的煤炭而定的。关于床层温度的控制与调节，这里就涉及到给煤量、垃圾给料量、烟气含氧量、炉膛出口烟温等几者之间合理的调整。几者之间调整模式如下：（1）正常燃烧垃圾的情况下，调节方向是保证垃圾一定的给料量，炉膛出口温度控制在 850以上，高温分离器内的温度在880左右时，煤炭热值在不低于4000Kcal/Kg 时，给煤调节可在 20或以下运行。主要是尽量保持垃圾给料的均匀性和连续性，从而使分离器

14、分离下来的返料温度在 850以上，这样如果热值高的煤炭还可以减少给煤量。（2）在正常燃烧垃圾的情况下，烟气含量一般控制在 6左右，过小时（一般在 2或 0 时）说明燃料量过大（一般是主燃料垃圾） ，过高时（一般在 10或以上时）说明垃圾量过小或存在脱煤现象。（3）某些时候遇到瞬间垃圾成堆或过大导致烟气含氧量下降，同时床层下部温度也会随之下降，此时运行人员往往是马上添加燃煤量，操作思路是提升床温，而在实际运行中，床层的密相区本身是属于欠氧区呈还原性气氛，此时整个炉膛的过剩空气系数在原有的基础上大大下降，再添加煤炭，往往会提高不完全燃烧损失。正确的判断与操作方式是监视炉膛出口的烟温及烟气含氧情况，

15、如果含氧量不低于 3%，则不必减少垃圾量，如氧量至零，必须及时减少或短时停止垃圾运行；炉膛出口温度在原有的基础上上升，在 850以上时及烟气含氧量在合适的范围内，则不必调节给煤与垃圾，如必须调节，一般是垃圾量。5 5、风室风压风室风压的调节的调节 风室风压反映出的是料层压力的高、低，我们通过冷态实验，得出空板阻力值，然后来指导热态运行中的判断分析。风室风. v压是料层压力与空板阻力的总和。我们控制料层压力是通过排渣来实现的；从另一层面上来分析，它还可以分析空预器出口至风室整个沿程段的阻力值。运行中，风室风压过高会使送风阻力增加，电耗上升；由于炉内固体颗粒的堆积密度增加，透气率也会下降，因此煤在

16、床层中的燃烧率相对会慢些。如果过低，在送风一定的情况下，会出现稀相气力输传送现象，造成燃烧很不稳定，给煤量如果调节不当时会发生结焦现象；另床内由于蓄热量很小，导致床层温度的波动性较大，特别有劣质燃料垃圾的影响下尤其突出。调节风室风压操作模式如下：（1）正常烧垃圾时，风室风压应在 7500-8200pa 之间，下限值控制在 7000pa，上限值在 8500pa；过低时增加返料量或提高垃圾、给煤量；过高时提高排渣量。（2）停烧垃圾时，为维持一定的锅炉蒸发量及降低燃煤量，必须保证炉内密相区有较大的蓄热量，加上锅炉空气过剩系数增加，一般可以提高床层厚度，宜在 8500-9000pa 运行，推荐取值不低

17、于 8000pa 不高于 9500pa 运行。6 6、一、二次风比与经济运行的关系一、二次风比与经济运行的关系一、二风的配比在循环流化床炉中的操作是至关重要的。不同的炉型、燃料品种、蒸汽负荷等不同而不同的。一次风风量主要让床层时刻处于流化状态，保证燃烧的稳定与物料的循环。过低时容易使锅炉符合下降，燃烧不完全，严重时还导致锅炉结焦；过大时加速受热面的磨损，增加不必要的循环倍率及风机电耗。二次风主要是补充空气，加强中、上部物料的横向混合与扰动，改变炉内的浓度分布。分段送风的作用是大大降低 Nox 的生成与排放。6.16.1 一次风一次风量量调节调节(1)在正常焚烧垃圾的过程中，左、右侧总风量应在

18、35000-40000m3/h 之间运行，视垃圾与煤炭的颗粒度及运行中排渣的粗、细比例情况而调节。(2)特殊情况下，可以短时间内加大风量运行，例如低床温热备用启动正常后、垃圾焚烧时间较长炉内粗颗粒或铁器较多时、煤炭粒径大大超过设计值且占的份额较大时等。(3)垃圾系统停运时，一般不要轻易调节一次风风量，主要是提高床层的厚度。(4)正常运行中，也不要轻易调节该风量，一般监视一次风风量的上升或下降来判断床层的提高或下降，采取排渣量、返料量、垃圾焚烧量等情况保证其在正常的范围内。6.26.2 二次风风量的调节二次风风量的调节 二次风目前布置有三层，下层在密相区上方、中层与上层分别布置在垃圾落料口中心线

19、的下沿与上沿。针对该结构，推荐. v操作模式如下：(1)运行中左、右侧墙调至均衡，不要视档板开度而定，要看风量显示值，总风量在20000Nm3/h 或以上。(2)下层全关，防止进口处烧坏略开即可；中层全开、上层开 15%左右。根据此模式操作一个月后再看运行效果进行总结。(3)如果垃圾停运，可以减小二次风总风量，保持氧量 8-10%之间即可，同时降低引风量，减小二次风的时候，可以调整中、上层的风量，与以上正常焚烧垃圾时的调节反之。 运行中，遇到运行中严重脱煤床温下降较快时，除了停烧垃圾、停止排渣等操作方法外，还可以对一次、二次风进行调节，一般在减一次风前先减二次风，直到二次风减至零或风机停运，床

20、温还下降时在调节一次风，一次风风量是不低于临界流化风量下限值为基准，否则压火热备用。7 7、返料量、返料压力、炉膛压差等参数与返料量、返料压力、炉膛压差等参数与经济运行的关系经济运行的关系 返料量是受投入总的燃料量、流化风速、分离器效率、炉内物料浓度等参数决定的。炉膛压差是指炉膛上部与出口之间的压力差，反映出炉膛内循环物料浓度量大小的参数。返料压力是随着循环量的大小及床内压力的高低而波动的。因此，要使循环物料量保持一定的浓度参与循环，从而才能使返料压力、炉内差压及锅炉负荷稳定。 在正常焚烧垃圾时，保持风室风压在规范的运行值内，这对返料阻力有利，如果风室风压过高，床层膨胀时炉内固体颗粒的空隙率较小，所以返料阻力就较大，而加入炉内的燃料量与风速比在一定的状态下，料腿与返料器内的差压也随之增大，因目前在料腿与返料器上没有压力表，无法及时判断出来，但能显示的是体现罗茨风机出口风压值上升，因此保持一定范围内的风室风压值很重要。 从以上分析，也不是说返料器的差压越小越好，有一定的差压说明燃料投放量与分离器效率比较稳定。从另一个层面上