垃圾焚燒鍋爐空氣預(yù)熱器堵灰研究與分析

彭煒

(安徽恒聯(lián)環(huán)保能源有限責(zé)任公司，安徽淮北235000)

垃圾焚燒鍋爐空氣預(yù)熱器堵灰研究與分析

彭煒

(安徽恒聯(lián)環(huán)保能源有限責(zé)任公司，安徽淮北235000)

對安徽省安慶市某電廠一期工程垃圾焚燒流化床鍋爐空氣預(yù)熱器堵灰問題進行了試驗研究和分析，探索環(huán)保發(fā)電機組穩(wěn)定和經(jīng)濟運行的途徑和措施。

垃圾焚燒;空氣預(yù)熱器;積灰

0 引言

安慶皖能中科環(huán)保電力有限責(zé)任公司為業(yè)主投資建設(shè)的安慶垃圾焚燒電廠項目，其廠址位于安慶市大觀區(qū)山口鄉(xiāng)，西北部均多山體，東部距離山口鄉(xiāng)集鎮(zhèn)中心約5.4km，距離安慶市區(qū)規(guī)劃建設(shè)區(qū)約12.8km?？拷繁眰?cè)150m地勢相對平坦，平均海拔標(biāo)高約為45m。附近山坡地勢較緩，最高點約為118m。附近有山口鄉(xiāng)變電站可供利用，電廠生產(chǎn)用水水源可取自皖河水。垃圾運輸可以利用現(xiàn)有的十洪公路。

電廠年垃圾處理量為2.92×105t，日垃圾處理量為800t。選用2×500t/d循環(huán)流化床垃圾焚燒爐，選配2×12MW汽輪發(fā)電機組。

鍋爐選用循環(huán)流化床鍋爐，循環(huán)流化床是一種清潔的燃燒方式，焚燒爐內(nèi)的垃圾、煤和床料的摻混十分激烈，燃燒完全而穩(wěn)定，爐內(nèi)燃燒溫度保持在820～900℃之間，煙氣在爐內(nèi)的停留時間4s以上，有效的抑制NOx和二惡英的生成。循環(huán)流化床焚燒爐尾部排出的煙氣經(jīng)煙氣凈化后排放。凈化的措施為每條生產(chǎn)線都配有脫酸反應(yīng)塔、活性炭吸附和布袋除塵器。煙氣凈化處理后各污染物的排放指標(biāo)符合《生活垃圾焚燒污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18485－2001)的要求和環(huán)評批復(fù)的要求。安慶垃圾焚燒電廠屬垃圾資源化利用工程，利用垃圾焚燒后的余熱用于發(fā)電不但可以保證廠內(nèi)設(shè)備用電，而且剩余電量還可以上網(wǎng)外供。

鍋爐啟動點火時，需要燃油加熱循環(huán)流化床焚燒爐的床料至一定的溫度，滿足垃圾及輔助燃料煤自燃的需要。燃油從貯油罐經(jīng)油泵加壓進入燃油燃燒器。垃圾及煤進入焚燒爐后成為混合燃料，燃燒產(chǎn)生的煙氣和夾帶的物料在爐膛上部出口進入鍋爐的旋風(fēng)分離器，被分離出來的物料進入外置換熱器，冷卻后通過返料裝置被送回爐內(nèi)再燃。

經(jīng)旋風(fēng)分離后的煙氣通過鍋爐尾部受熱面(對流管束、省煤器、空氣預(yù)熱器)將溫度降到155℃左右后進入煙氣凈化系統(tǒng)。本廠每一臺焚燒爐配套一套煙氣凈化設(shè)備，共有2套煙氣凈化設(shè)備。處理方式是采用半干式脫酸反應(yīng)塔+活性炭吸附+布袋除塵器，在鍋爐出口與半干式反應(yīng)塔之間預(yù)留場地作為靜電除塵器安裝位置使用。增加一級靜電除塵器的工藝可有效減少布袋除塵器的負(fù)擔(dān)，延長布袋除塵器的壽命，煙氣首先進入脫酸反應(yīng)塔，在反應(yīng)塔中，煙氣與噴入的石灰粉互相接觸反應(yīng)，使煙氣中的酸性氣體被中和，并且將煙氣中的重金屬和二惡英吸附;接著進入布袋除塵器，煙氣中的顆粒被濾掉，最后符合排放標(biāo)準(zhǔn)的煙氣通過引風(fēng)機送至煙囪排放至大氣?；钚蕴繃娙氚敫墒椒磻?yīng)塔和布袋除塵器之間的煙道內(nèi)以吸附重金屬和二惡英，再通過布袋除塵器收集下來。

收集下來的粉塵部分回到反應(yīng)塔，其余經(jīng)倉泵通過氣力輸送，送至灰?guī)熨A存，再通過密閉罐車運輸至安慶市陵宜水泥有限公司，由該公司負(fù)責(zé)將焚燒飛灰作為水泥生產(chǎn)用生料使用，經(jīng)高溫煅燒和熔融過程后成為合格水泥。全廠設(shè)置2臺300m3的灰?guī)?，可貯存8d的飛灰量。垃圾焚燒后產(chǎn)生的熱量被余熱鍋爐吸收后產(chǎn)生3.82MPa，450℃過熱蒸汽，供2×12MW的凝汽式汽輪發(fā)電機發(fā)電。所發(fā)電力除供本廠使用外，多余電力送入地區(qū)電網(wǎng)。

1 問題的提出

本項目為垃圾處理及發(fā)電綜合應(yīng)用項目。設(shè)計采用循環(huán)流化床燃燒方式的垃圾焚燒處理技術(shù)，焚燒爐/余熱鍋爐一體化布置。設(shè)計燃料為混合燃料:城市生活垃圾和煤，生活垃圾與煤的配比(按熱量)為4∶1。該發(fā)電項目中生活垃圾為主要燃料，燃煤為輔助燃料。因此設(shè)有2套燃料供給系統(tǒng)。采用循環(huán)流化床半干式脫酸反應(yīng)塔+活性炭吸附+布袋除塵器的煙氣凈化技術(shù)。飛灰及反應(yīng)物采用正壓濃相氣力輸送技術(shù)。

1.1 主要設(shè)備概況

主要設(shè)備有:垃圾焚燒爐/余熱鍋爐、汽輪機、發(fā)電機及煙氣凈化設(shè)備等。垃圾焚燒爐采用無錫鍋爐廠與中科通用集團有限公司聯(lián)合研制的循環(huán)流化床垃圾焚燒爐。垃圾焚燒爐/余熱鍋爐設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)見表1。

表1 垃圾焚燒爐/余熱鍋爐主要技術(shù)參數(shù)

1.2 空氣預(yù)熱器

垃圾焚燒爐尾部豎井煙道布置有空氣預(yù)熱器，該空預(yù)器為管式，共分四組七回程，按煙氣流向，第一級布置在下級省煤器上部，為一次風(fēng)空預(yù)器上管箱，其余管箱布置在下級省煤器后部。

一次風(fēng)管箱橫向節(jié)距85mm，縱向節(jié)距50mm;二次風(fēng)管箱橫向節(jié)距85mm，縱向節(jié)距50mm。一次風(fēng)空氣后中部進兩側(cè)出，二次風(fēng)空氣后中部進單側(cè)出。一次熱風(fēng)溫度為250℃，二次熱風(fēng)溫度為170℃。每兩組管箱之間留有不小于800mm高度的空間，便于檢修和更換。

本項目投產(chǎn)2年多來，管式空預(yù)器的運行狀況不好，堵灰嚴(yán)重，使得機組的連續(xù)運行周期較短，嚴(yán)重影響了機組的長期穩(wěn)定安全運行。

2 焚燒爐燃料及空預(yù)器積灰灰樣分析

本焚燒爐的燃料采用垃圾、燃煤混燒的焚燒形式。焚燒的垃圾主要來自安慶市區(qū)的生活垃圾。垃圾與燃煤混燒時的配比(熱量)不低于4∶1。各燃料的具體成分見表2。

表2 設(shè)計燃料特性

為解決管式空預(yù)器堵灰問題，開展了試驗研究工作，對焚燒爐的燃料及管式空預(yù)器所積的灰分進行了化驗，化驗分析結(jié)果見表3。

表3 管式空預(yù)器積灰化驗分析

對鍋爐設(shè)計的燃料和實際運行時的燃料比較分析，本垃圾焚燒爐設(shè)計燃料與實際運行燃料相比有偏差。其是該垃圾焚燒爐管式空預(yù)器嚴(yán)重積灰的一個原因。

3 燃燒系統(tǒng)圖及空預(yù)器積灰的運行試驗

安慶皖能中科環(huán)保電力有限公司1號爐燃燒系統(tǒng)中，本垃圾焚燒爐設(shè)有4組管式空氣預(yù)熱器，一次風(fēng)空預(yù)器為兩組，二次風(fēng)空預(yù)器也是兩組。其中一次風(fēng)空氣預(yù)熱器兩組之間為下級省煤器。為了解決實際運行中的空預(yù)器積灰問題，進行了管式空預(yù)器燃?xì)飧邏好}沖吹灰試驗和停機高壓水沖洗試驗結(jié)果見表4、表5。

表4 空預(yù)器吹灰前后試驗數(shù)據(jù)對比

表5 管式空預(yù)器停機水沖洗前后試驗數(shù)據(jù)對比

從表4中可見，管式空預(yù)器采用燃?xì)飧邏好}沖吹灰，其效果不明顯。在相同的鍋爐負(fù)荷下，吹灰前后兩種工況的參數(shù)變化較小，引風(fēng)機電流僅降低0.7A，折合降低1.9%，吹灰效果不明顯。

2014年3月25日至29日停機消缺。利用停機消缺機會進行了垃圾焚燒爐管式空預(yù)器高壓水沖洗試驗，高壓水沖洗壓力為0.6MPa。從表5中數(shù)據(jù)分析可見，高壓水沖洗對垃圾焚燒爐管式空預(yù)器的積灰清除效果明顯，引風(fēng)機電流下降明顯，在相同的鍋爐負(fù)荷下，引風(fēng)機電流降低3A，折合降低8.4%

4 結(jié)論與建議

針對循環(huán)流化床垃圾焚燒爐鍋爐，通過對運行2年的數(shù)據(jù)分析和2014年3月所作的管式空預(yù)器燃?xì)飧邏好}沖吹灰試驗、管式空預(yù)器高壓水沖洗試驗數(shù)據(jù)進行研究分析，得出如下結(jié)論:

(1)對循環(huán)流化床垃圾焚燒鍋爐所配管式空預(yù)器采用燃?xì)飧邏好}沖吹灰的效果較差;對循環(huán)流化床垃圾焚燒鍋爐所配管式空預(yù)器采用高壓水沖洗除灰的效果較好;建議多利用停爐機會，對循環(huán)流化床垃圾焚燒鍋爐空預(yù)器采用高壓水沖洗清灰。

(2)建議開展對循環(huán)流化床垃圾焚燒鍋爐所配管式空預(yù)器的積灰機理作進一步的研究，如采用飛灰附著力較弱的光滑搪瓷表面處理技術(shù)處理換熱元件，以提高鍋爐連續(xù)運行周期。

(3)建議開展垃圾燃料添加劑研究，以改變飛灰特性，降低管式空預(yù)器積灰可能，從而提高傳熱效果，提高鍋爐的效率。

［1］朱全利.鍋爐設(shè)備系統(tǒng)及運行［M］.北京:中國電力出版社，2010.

［2］臨秸.鍋爐運行［M］.北京:中國電力出版社，2012.

［3］華東六省一市電機(電力)工程學(xué)會.鍋爐設(shè)備及其系統(tǒng)［M］.北京:中國電力出版社，2010.

［4］陳麗娟，王亥，郭文良，等.垃圾焚燒爐空預(yù)器的節(jié)能改造［J］.節(jié)能技術(shù)，2004，22(125):53－54.

［5］王廣兵，宋紹偉.鍋爐空預(yù)器堵灰的原因分析及處理措施［J］.電力科技與環(huán)保，2013，29(6):43－44.

Research and analysis of blocking up about air preheater of burning rubbish fluidized bed boiler

The air preheater blocking up ash of burning rubbish fluidized bed boiler in Anhui Anqing were researched and analyzed.It explored steady operation of environmental protection electric power plant and probed the economy operation way or measure about generating unit.

burning rubbish;air preheater;blocking up ash

TK223.34

B

1674－8069(2016)06－056－03

2016-06-21;

2016-07-24

彭煒(1963-)，男，安徽淮北人，碩士，正高級工程師，長期從事電力建設(shè)項目管理、電廠運行維護檢修管理。E－mail:penvy@sina.com