600t/d 垃圾焚燒爐燃燒運(yùn)行與結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究

宋興健

（福州紅廟嶺垃圾焚燒發(fā)電廠，福州350001）

1 引言

城市垃圾本身具有水分高、熱值低以及難易調(diào)整燃燒控制等缺點(diǎn)。因此，如何做好城市垃圾的燃燒，實(shí)現(xiàn)城市垃圾的無(wú)害化處理對(duì)于當(dāng)前社會(huì)實(shí)現(xiàn)持續(xù)發(fā)展有著十分重大的意義。本文就如何優(yōu)化和調(diào)整垃圾焚燒爐進(jìn)行了研究。

垃圾焚燒爐是焚燒處理垃圾的設(shè)備（見圖1）。垃圾在爐排上燃燒，生成1 050℃高溫?zé)煔?，依次進(jìn)入第一、第二與第三煙氣室，通過(guò)鍋爐水冷壁、水冷屏、過(guò)熱器與省煤器的熱量吸收，成為210℃的煙氣，再進(jìn)入噴霧脫酸塔，在塔內(nèi)與石灰漿液霧滴充分反應(yīng)，酸性氣體（如HCl、HF、SO2等）絕大部分被吸收去除，最后經(jīng)過(guò)布袋除塵器過(guò)濾去煙氣中的粉塵后經(jīng)煙囪排入大氣[1]。垃圾焚燒爐由垃圾進(jìn)料系統(tǒng)、爐排系統(tǒng)、焚燒爐液壓系統(tǒng)與點(diǎn)火及輔助燃燒系統(tǒng)組成，配合余熱發(fā)電系統(tǒng)、煙氣凈化系統(tǒng)，灰渣處理系統(tǒng)與自動(dòng)控制系統(tǒng)，電氣系統(tǒng)等，完成垃圾的焚燒，熱量的吸收利用與煙氣凈化作用。

圖1 垃圾焚燒爐

2 焚燒爐給料要求分析

2.1 投料

首先，要避免垃圾進(jìn)入料斗后出現(xiàn)不平衡，比如，兩端高低不一致，這樣會(huì)導(dǎo)致推料器承受的重量不穩(wěn)，當(dāng)垃圾進(jìn)入爐膛時(shí)，很容易由于左右垃圾不一致，而出現(xiàn)爐排上垃圾不一樣的問題。此外，一旦垃圾堆放在料斗的位置過(guò)高，也會(huì)壓實(shí)料斗溜槽，造成堵塞，這樣也會(huì)導(dǎo)致爐內(nèi)缺料，不容易推出垃圾。因此，保持料斗垃圾的平衡和料位的一致，是焚燒爐運(yùn)行的重要前提[2]。

2.2 滲漏液的排泄

只有控制好垃圾儲(chǔ)坑內(nèi)的滲漏液能夠快速排出垃圾儲(chǔ)坑，讓垃圾堆滿足正常的發(fā)酵時(shí)間，保證滲漏液可以快速流到排水口，才能保證垃圾排水。

2.3 垃圾發(fā)酵時(shí)間

如果垃圾堆的發(fā)酵時(shí)間不充足，少于168h，會(huì)導(dǎo)致垃圾進(jìn)入爐膛后，不利于燃燒，爐膛溫度下降，必須投入輔燃系統(tǒng)噴柴油助燃來(lái)保證850℃的爐溫，提高運(yùn)行成本。因此，建議垃圾的堆放要超過(guò)7d 為最佳，同時(shí)，要求垃圾坑必須要有足夠大的容積，堆放垃圾，滿足垃圾的燃燒發(fā)酵時(shí)間[3]。

垃圾儲(chǔ)坑的主要功能是儲(chǔ)存垃圾，起到對(duì)垃圾量的調(diào)節(jié)作用；也能對(duì)垃圾進(jìn)行攪拌、混合和脫水等處理，起到對(duì)垃圾品質(zhì)的調(diào)節(jié)作用。某公司垃圾坑的容積為21 250m3，垃圾卸料平臺(tái)高程7.000m，能夠滿足約8d 的垃圾儲(chǔ)存量，滿足CJJ 90—2009《生活垃圾焚燒處理工程技術(shù)規(guī)范》和項(xiàng)目穩(wěn)定、可靠運(yùn)行的要求。

3 600t/d 垃圾焚燒爐燃燒運(yùn)行與結(jié)構(gòu)優(yōu)化

3.1 工作原理

某公司采用德國(guó)馬丁SITY2000 焚燒爐，焚燒爐爐排由動(dòng)、靜相間的爐排片組成，固定爐排片與活動(dòng)爐排片以行為單位交替布置。依靠液壓連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，活動(dòng)爐排片在固定爐排片上做往復(fù)的逆推運(yùn)動(dòng)，爐排片總體使用壽命不少于4a。爐排面采用24°傾角，爐排片頭部設(shè)置合理的凸臺(tái)，凸臺(tái)斜面上布置了分布均勻的一次風(fēng)孔。爐排片往復(fù)逆推運(yùn)動(dòng)對(duì)垃圾的攪拌和翻轉(zhuǎn)效果非常好，同時(shí)配置了合理的燃燒空氣系統(tǒng)，垃圾運(yùn)動(dòng)緩慢，燃燒穩(wěn)定，燃燒效率高。

爐排分為3 個(gè)區(qū)域：干燥區(qū)、燃燒區(qū)和燃盡區(qū)。在給料器的推動(dòng)作用下，垃圾首先進(jìn)入干燥區(qū)，通過(guò)爐排的動(dòng)作，垃圾在爐排上往前移動(dòng)到燃燒區(qū)，垃圾經(jīng)過(guò)氣化、燃燒過(guò)程后，最后到達(dá)燃盡區(qū)。固定碳在燃盡區(qū)充分燃燒后，爐渣落入落渣口。

焚燒爐分為上下2 段驅(qū)動(dòng)，上段爐排是干燥區(qū)和燃燒區(qū)，下段爐排是燃盡區(qū)。爐排驅(qū)動(dòng)梁間隙采用密封風(fēng)機(jī)密封。

爐排尾部設(shè)置液壓驅(qū)動(dòng)的料層調(diào)節(jié)擋板，根據(jù)燃燒情況及時(shí)調(diào)整爐排上料層的厚度，操作簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)作用明顯，燃盡后的爐渣從該擋板處的落渣口進(jìn)入到除渣機(jī)。爐排灰斗布置在爐排下部，暫時(shí)存放爐排漏灰。爐排灰斗也是一次風(fēng)室。

垃圾爐的調(diào)節(jié)與控制，是利用爐排速度、風(fēng)量、推料量、燃燒狀態(tài)、燃燒區(qū)間以及料層厚度的調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)的，同時(shí)也受天氣的影響，可以根據(jù)垃圾入爐后的熱值變化因素進(jìn)行調(diào)整和控制。

3.2 600t/d 垃圾焚燒爐燃燒運(yùn)行優(yōu)化

3.2.1 分配一次風(fēng)量

在進(jìn)行一次風(fēng)的調(diào)節(jié)過(guò)程中，應(yīng)該根據(jù)垃圾爐的燃燒實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，將燃燒區(qū)間往后移動(dòng)，來(lái)不斷增強(qiáng)風(fēng)量，從而可以有效強(qiáng)化燃燒速度，這樣能夠保證垃圾有效燃盡。當(dāng)燃燒區(qū)間進(jìn)行前移的過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)缺料的現(xiàn)象，這時(shí)候要減少一次風(fēng)量，將燃燒速度降低，逐漸增加料層的厚度，這樣可以避免出現(xiàn)燃燒脫節(jié)的問題。

垃圾料層厚度決定一次風(fēng)量的大小，結(jié)合公司長(zhǎng)年運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)，在夏季溫度變高的時(shí)候，垃圾有著很強(qiáng)的燃燒力，且燃燒速度較快，垃圾料層厚度一般保持在400～450mm 時(shí)，要控制一次風(fēng)量在35 000～40 000m3/h；當(dāng)冬季溫度變低時(shí)，保持垃圾料層厚度不變時(shí)，一般控制在40 000～55 000m3/h。

3.2.2 焚燒爐的機(jī)械負(fù)荷

所謂焚燒爐的機(jī)械負(fù)荷，衡量的是垃圾焚燒爐設(shè)計(jì)的重要指標(biāo)，與其結(jié)構(gòu)、爐子形狀有密切關(guān)系，因此，不能用爐排面積來(lái)衡量垃圾焚燒爐的處理能力。

實(shí)踐表明，為了更好地完成垃圾額定的焚燒量，需要根據(jù)爐內(nèi)的燃燒情況、垃圾質(zhì)量以及負(fù)荷變化進(jìn)行不斷調(diào)整和優(yōu)化，除了要保證足夠的垃圾料層厚度，還要保證蒸汽參數(shù)達(dá)到額定值。當(dāng)垃圾焚燒正常時(shí)，爐排上的火焰呈現(xiàn)出均勻的燃燒狀態(tài)。因此，做好垃圾層厚度處理以及給料速度的處理，可以提高焚燒爐的運(yùn)行負(fù)荷。

3.2.3 做好焚燒爐的煙氣溫度控制

在垃圾焚燒爐中，含有諸多腐蝕性的氣體，這些腐蝕性氣體都會(huì)對(duì)鍋爐過(guò)熱器產(chǎn)生一定的腐蝕作用，形成高溫腐蝕。當(dāng)過(guò)熱器的入口煙溫高于650℃時(shí)，高溫腐蝕性更大。因此，要在焚燒爐運(yùn)行過(guò)程中，嚴(yán)格控制過(guò)熱器的入口溫度，保證在600℃以下。此外，有二噁英會(huì)在生活垃圾焚燒時(shí)產(chǎn)生，但是在850℃及以上會(huì)分解掉，因此，當(dāng)焚燒爐的爐膛溫度低于850℃時(shí)，要保證足夠的輔助燃料進(jìn)行助燃，這樣可以有效消除二噁英。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，在垃圾焚燒過(guò)程中，進(jìn)行焚燒爐的調(diào)整時(shí)，要注意觀察火，根據(jù)垃圾的含水量、發(fā)酵程度、料層厚度、一次風(fēng)量以及爐排速度等參數(shù)來(lái)進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，從而更好地保證垃圾得到充分處理，實(shí)現(xiàn)資源合理循環(huán)利用和社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。