論垃圾焚燒發(fā)電項目焚燒爐、余熱鍋爐設備系統(tǒng)危險及有害因素

[摘 要]文章簡述了垃圾焚燒發(fā)電項目焚燒爐、余熱鍋爐設備系統(tǒng)危險及有害因素，總結(jié)注意事項，供同行參考。

[關鍵詞]焚燒爐；余熱鍋爐；危險因素

中圖分類號：X705；TM619 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）25-0218-01

垃圾處理和資源化利用已經(jīng)成為成熟的產(chǎn)業(yè)，從全球特別是發(fā)達國家和地區(qū)的發(fā)展趨勢來看，垃圾焚燒發(fā)電技術正在向大型化、高效化、清潔化方向發(fā)展。近年來我國垃圾焚燒發(fā)電產(chǎn)業(yè)得到了較快發(fā)展，政策法規(guī)日益健全，技術發(fā)展迅速，已投產(chǎn)的項目運行收益穩(wěn)定，發(fā)展空間日益增大。垃圾焚燒爐及余熱鍋爐是垃圾發(fā)電的核心，針對垃圾焚燒發(fā)電廠的設備特點，從焚燒爐爐膛爆炸因素、焚燒爐腐蝕種類、爐外汽水管道爆漏、鍋爐汽包缺水及滿水、汽水共騰、煙道內(nèi)可燃物再燃、中毒窒息及灼燙等方面進行了詳細的描述，分析了垃圾焚燒爐及余熱鍋爐設備系統(tǒng)危險及有害因素，并總結(jié)此類問題的注意事項。

一、焚燒爐爐膛爆炸

爐膛爆炸主要是由于操作失誤致使爐膛內(nèi)可燃氣體含量達到爆炸極限引起的，多發(fā)生在鍋爐點火、爐膛突然滅火等情況下，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

1）引風機跳閘后，引、送風機聯(lián)鎖失效，此時若繼續(xù)往爐膛內(nèi)送入空氣，能致爐內(nèi)可燃氣體含量達到爆炸極限，遇點火會引起爆炸。

2）鍋爐長時間在低負荷或空氣不足情況下運行，在灰斗和煙道死區(qū)滯積有引燃物，當這些引燃物被突然增大的通風或吹灰所擾動時，會形成爆燃。

3）焚燒爐點火時，如不先進行吹掃，冒然點火，若爐膛內(nèi)可燃氣體達到爆炸極限，可發(fā)生爆炸事故。

4）焚燒爐熄火停爐后，系統(tǒng)閥門關閉不嚴，柴油繼續(xù)送入爐膛而未被發(fā)現(xiàn)，在熱爐膛的條件下，可發(fā)生爆燃。

5）焚燒爐由于配風不當、爐體漏風或尾氣供應不穩(wěn)等導致爐膛滅火，如爐膛保護失靈，不能自動投入防爆設施，爐膛內(nèi)尾氣達到極限時，會發(fā)生爆炸事故。

二、焚燒爐腐蝕

1）受熱面管壁的內(nèi)部腐蝕，包括電化腐蝕和氧化腐蝕兩種。電化學過程的垢下腐蝕多發(fā)生在水冷壁管焊縫附近易沉積水垢和鐵銹的地方，使金屬管壁因腐蝕產(chǎn)生腐蝕坑，強度降低。氧化腐蝕是由于管內(nèi)給水含氧量較高尤其在水流速過低時，水中氧析出而附著在省煤器內(nèi)壁上產(chǎn)生點狀腐蝕，降低金屬材料的強度。

2）煙氣側(cè)腐蝕。高溫煙氣側(cè)腐蝕一般發(fā)生在過熱器管壁外側(cè)。低溫煙氣側(cè)腐蝕發(fā)生在尾部受熱面的省煤器，與燃料的含硫量和煙氣露點溫度有關，含硫量越高，煙氣中的S02含量越大，露點溫度越高，低溫腐蝕越嚴重。

作為鍋爐燃料的生活垃圾成分比較復雜，由各種不同類別固體廢棄物混合構(gòu)成，低位發(fā)熱量較低；含水率高，一般為50%～70%；組分成分變化大，燃燒難以控制等特點。生活垃圾中橡膠、塑料所占比重較大，在焚燒過程中產(chǎn)生HCl、SOx等酸性氣體，若不加以控制，會在鍋爐金屬受熱面產(chǎn)生高溫腐蝕和低溫腐蝕。

生活垃圾在爐內(nèi)燃燒過程中分解出濃度較高的氯化物、堿性金屬、焦硫酸鹽和與腐蝕相關的一些重金屬及較低熔點的混合物、在高溫煙氣和金屬管壁溫較高條件下，其復合作用主要在過熱器位置對金屬受熱面產(chǎn)生高溫腐蝕。

焚燒鍋爐在啟停爐時，金屬受熱面壁溫低于煙氣中酸的露點，發(fā)生低溫腐蝕。

三、爐外汽水管道、閥門、聯(lián)箱、管座爆漏

爐外汽水管道爆漏事故除影響機組的安全運行外，更可怕的是可能造成人身傷亡。造成爐外汽水管道爆漏的主要原因有：管道超溫超壓運行、管壁受沖刷磨損減薄、焊接質(zhì)量不良、管系膨脹受阻、管道支吊架偏離設計狀態(tài)、管材原始缺陷及錯用材質(zhì)、管道內(nèi)汽水兩相流沖刷等。

四、鍋爐汽包缺水、滿水

當鍋內(nèi)水位低于最低許可水位時，稱為鍋內(nèi)缺水，造成鍋爐缺水危害：水位過低時，引起水循環(huán)破壞，出現(xiàn)停滯，汽水分層，下降管抽空，使水冷壁管安全受到威脅；嚴重缺水會造成燒干鍋。嚴重缺水時，嚴禁向鍋爐進水，處理不當，會造成受熱面超溫爆管，大面積損壞。

造成鍋內(nèi)缺水的原因很多。據(jù)國家有關部門的統(tǒng)計資料分析，其中主要由運行人員勞動紀律松弛與誤操作所致的約占70%左右。例如排污后忘記關閉排污閥或關閉不嚴；水位計不按時沖洗，使水位計旋塞堵死，形成假水位等等。其余30%是由于設備缺陷或其它故障而造成的。如給水設備突然發(fā)生故障，或者水源突然中斷，停止了給水等。因此，要杜絕鍋內(nèi)缺水事故，關鍵是加強對鍋爐運行人員遵守勞動紀律的教育。只要運行人員具有高度的責任感，又熟練地掌握了操作技術，即使發(fā)生設備故障，也完全能及時排除鍋內(nèi)缺水事故。

鍋爐滿水是指鍋爐在運行中水位高于最高安全水位，鍋爐滿水可造成的危害：水位過高時，汽包內(nèi)蒸汽空間減少，汽水分離效果差，蒸汽攜帶水分增加，使蒸汽品質(zhì)惡化，過熱器結(jié)垢增加，易造成過熱器傳熱效果不好，引起爆管；嚴重滿水時會造成蒸汽大量帶水，過熱蒸汽溫度急劇下降，引起主蒸汽管道和汽輪機嚴重水沖擊，損壞汽輪機葉片和推力瓦。

長時間高水位運行，還容易使壓力表管口結(jié)垢而阻塞，使壓力表失靈而導致鍋爐超壓事故。

造成鍋爐滿水的原因主要由運行人員勞動紀律松弛與誤操作所致，其余是由于設備缺陷或其它故障而造成的，如給水自動調(diào)節(jié)器失靈、給水調(diào)節(jié)閥滲漏、給水壓力突然升高等。

五、汽水共騰

在水位計指示未發(fā)現(xiàn)滿水的情況下，蒸汽品質(zhì)急驟降低，蒸汽攜帶大量爐水進入蒸汽管路。導致汽包水位發(fā)生劇烈波動，水位計看不清楚；過熱汽溫度急劇下降；嚴重時，蒸汽管道內(nèi)發(fā)生水沖擊，法蘭處冒汽；飽和蒸汽和爐水含鹽量增大。

造成汽水共騰的原因為：爐水質(zhì)量和給水質(zhì)量不合格，懸浮物或含鹽量過大；沒有進行必要的排污；增負荷過快或長時間超負荷運行。

六、煙道內(nèi)可燃物再燃

有時可能發(fā)生煙道內(nèi)可燃物再燃事故，這時會出現(xiàn)以下現(xiàn)象：排煙溫度急劇增加，一、二次風出口溫度也隨之升高，煙道內(nèi)及燃燒室內(nèi)的負壓急劇變化甚至變?yōu)檎龎?；從引風機殼體不嚴處向外冒煙或向外噴火星等。

出現(xiàn)這種問題的原因主要有：燃燒調(diào)整不當，配風不合理，導致可燃物進入煙道；爐膛負壓過大，將未燃盡的可燃物抽入煙道；返料裝置堵灰使分離器效率下降，致使未燃盡顆粒直接進入煙道。

七、中毒和窒息

在焚燒的過程中，產(chǎn)生有多種有毒、有害物質(zhì)，如二噁英、一氧化碳、二氧化硫、氯化氫等，在進入爐膛及煙道等處進行檢修作業(yè)或清理時，若通風不良或無安全防護措施，可能造成作業(yè)人員中毒和窒息。另外作業(yè)人員長期接觸低濃度上述物質(zhì)可能帶來職業(yè)危害。

八、灼燙

該項目鍋爐正常運行時爐膛內(nèi)燃燒環(huán)境呈微正壓，當送風機和引風機未實施聯(lián)鎖或聯(lián)鎖發(fā)生故障等情況下，引風機的故障停機可導致爐膛出現(xiàn)正壓，高溫煙火有可能從看火孔等處向外噴出，容易出現(xiàn)燙傷事故。

當發(fā)生鍋爐爐膛滅火放炮（爐膛爆炸）時，可瞬間導致爐膛壓力升高，呈現(xiàn)正壓，使高溫煙火從看火孔等薄弱部位向外噴出，容易發(fā)生燙傷事故。

停爐進入鍋爐爐膛清灰、清焦、檢修前，未按規(guī)程要求查明燃燒室內(nèi)焦渣、熱灰積存情況，發(fā)生砸、燙傷事故。

系統(tǒng)內(nèi)高溫設備、管道、閥門等設施眾多，有些處于高壓狀態(tài)，可能由于設備、管道泄漏致使蒸汽、熱水等高溫介質(zhì)泄露而造成工作人員的燙傷；巡檢人員不小心接觸高溫裸露設備、管道可能引起燙傷；爐外高溫管道意外爆破造成人員灼燙。

參考文獻

[1]張國靜.垃圾焚燒發(fā)電項目風險分析[J].華中電力，2014，42（04）：82-83.

[2]劉東. 淺議我國垃圾焚燒發(fā)電的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].電力設備，2012，18（10）：193-194.

作者簡介：李旭光，男，1984年04月生，河南登封人，現(xiàn)供職于霸州中電環(huán)保發(fā)電有限公司，助理工程師，部門副經(jīng)理，從事電力方面的研究。