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垃圾焚烧炉及垃圾电厂热力系统设计中的问题

北极星垃圾发电网  来源:《科学与技术》  作者:阮黎鸣  2021/7/2 14:41:59  我要投稿  

北极星垃圾发电网讯:摘 要:在垃圾焚烧炉垃圾电厂热力系统设计工作中,我们需要对垃圾燃料水分高、热值低、热值稳定性差、成分复杂等特点予以了结,针对垃圾锅炉的供风方式进行分析,同时针对垃圾锅炉高低温腐蚀、垃圾电厂热力系统等进行分析。

关键词:垃圾焚烧炉;垃圾电厂热力系统;设计问题

引言

我国现阶段对带炉排的拉近焚烧炉应用较为广泛,在我国深圳市,就在1985年从国外引进了两套三菱马丁炉排垃圾焚烧炉,这也是我国垃圾焚烧处理工作的首次实施,也在一定程度上对我国在垃圾焚烧技术方面的研究予以了促进。珠海垃圾发电厂,而言配备三台垃圾余热锅炉,每台垃圾焚烧炉每天可以处理200吨的垃圾,可以产生10.5吨的额定蒸发量,并且从底特律公司引进了炉排,其余设备都是国内生产的,在这一锅炉设备中,选择使用了瘦高形的炉膛,在这种炉膛中可以保证垃圾进行充分燃烧,避免不完全燃烧导致的气体损失问题。同时,在适合的温度下,保证可以有充足的时间分解二恶咽、吠喃等有毒和恶臭气体。

1垃圾燃烧的特点

随着我国经济快速发展,人民生活水平显著提升,也带来了越来越高的垃圾产量。在我国广州市,在1980年垃圾排放量就达到了36万吨每年,在1991年这是数值上升到了105万吨每年,在1992年这一数值上升到了120万吨每年。另外,垃圾成分也产生了改变,煤灰等不燃物比例有所下降,由原本的61.6%下降到40%,厨房垃圾比例有所上升,由原本的32.4%上升到42%,塑料垃圾比例有所上升,由原本的4.3%上升到8%。针对现阶段垃圾处理工作,主要应用卫生掩埋法实施处理,在我国广州市地区,陆续对三座大型掩埋场进行了启建,其中一个掩埋场已经饱和,其余两处掩埋场也预计在三到五年内达到饱和。另外,针对垃圾处理工作,还可以采用机械化堆肥处理技术、简易高温堆肥技术等措施,但在应用这些技术过程中,需要较大的经济投入,并且难以实现理想的经济效益。而采用焚烧处理技术,可以实现高温灭菌效果,并在减容减量方面可以达到95%和75%左右的效果,从而让掩埋场可以使用更长的时间,减少对土地资源的占用,另外垃圾焚烧所产生的热量也可以用于发电、供汽等方面工作,将垃圾的剩余价值利用起来,因此,在垃圾处理工作中,对垃圾焚烧处理、余热利用等已经成为了主要的趋势。

在实际使用垃圾燃料过程中,垃圾处于低热值的废弃燃料,并且自身会严重受到外界条件的影响。在一些经济发达地区,垃圾也具有较高的热值,相比之下,在一些经济落后地区,垃圾的热值也显著降低;在多雨季节,垃圾内部蕴含了较多水分,不利于进行燃烧。哪怕垃圾燃料勉强燃烧起来,在垃圾焚烧炉内部炉膛中温度也较低,燃烧不够充分。想要保证垃圾燃料充分燃烧,就需要投入一定的助燃剂,比如燃油等等,但是这会显著降低垃圾燃料使用的经济价值。

2垃圾锅炉的腐蚀

在垃圾锅炉中,主要包括高温腐蚀、低温腐蚀等现象。通常情况下,引起锅炉产生低温腐蚀的原因主要在于烟气中的三氧化硫成分,并且受热面壁温度会低于酸露点。在垃圾锅炉中,除了上述原因引起低温腐蚀意外,还会因为塑料制品燃烧过程中产生的氯化氢成分而引起。在氯化氢成分中,会由蒸汽分压决定自身酸露点,想要对酸的凝结予以避免,金属壁温至少需要高于120摄氏度以上,因此,在使用垃圾锅炉过程中,排烟温度至少要超过200摄氏度。

另外,在金属表面和氯化氢之间会产生高温反应,这种现象可能会导致余热回收设备失去作用,在金属和氯化氢之间发生反应过程中,盐分沉积物会作为化学反应的催化剂,因此,会导致垃圾焚烧锅炉受到高温腐蚀作用的影响。想要避免由于氯化氢成分所引发的锅炉高温腐蚀现象,在受热面壁需要将温度控制在450摄氏度以下。

3垃圾锅炉的送风系统

在应用垃圾焚烧炉过程中,针对一些水分较高、热值较低的垃圾燃料,最为重要的就是对垃圾实施干燥处理。在垃圾干燥处理工作中,主要包括炉外干燥、炉内干燥等操作,在炉外干燥操作中,主要借助自然风干、通热风等方式进行干燥处理;在炉内干燥操作中,主要是在炉排上借助炉膛辐射、冷空气等对垃圾进行干燥处理。针对层状燃烧的垃圾锅炉,通常会应用分段送风的方式,通常需要考虑以下几种情况。

首先,采用尽早配风法,在前期进行大量送风,对垃圾燃料进行快速风干,通常在垃圾锅炉中对这种方法的应用较为广泛,在炉排上刚刚放置好垃圾时,垃圾燃料内部水分较大,需要输送大量的热风进行干燥处理,在点燃垃圾中的可燃成分以后,燃烧速度十分迅速,但需要保证供给充足的空气,垃圾燃料迅速燃烧所需时间较短,在燃尽区域并不需要较多的空气。

其次,采用强风后吹法,在最后一到两个风室中,大量鼓风以实现对后部燃烧的强化,在后拱出口将大量被吹起的高温粒子甩向炉前,对新送入的燃料进行覆盖,以此作为热源来辅助新进燃料的燃烧,对新燃料的点燃条件进行改善。在使用这一方法过程中,前期的送风量较小,垃圾难以得到有效干燥,通常不会在垃圾锅炉中使用。

再者,就是采用推迟配风法,针对燃烧前期的垃圾燃料层,尽量减少送风或者直接不送风,针对燃烧中期的垃圾燃料,尽量加强送风,逐渐促进强烈燃烧区域的形成,在燃尽区域,可以显著降低送风量,之所以使用这种方法,是因为在前期具有较小的送风量,垃圾干燥、燃烧难以快速实现。在垃圾燃料中,成分变化较为明显,尤其是水分变化更是变化无常,在各个风室中,风量、风温也会发生改变,需要将实际情况作为依据实施调整,不能直接对某一送风系统进行机械化套用。

4垃圾电厂的热力系统

在垃圾焚烧工作中,需要连续进行焚烧,在汽轮机设备发生故障需要检修时,针对余热锅炉内部产生的蒸汽,需要应用一套装置实施冷凝。在垃圾电厂运行过程中,热力系统具有自身特殊性,不可以对燃煤电厂热力系统进行直接原封不动的套用。在垃圾电厂运行过程中,相比于燃煤电厂,在垃圾电厂热力系统中,额外配备了前压调节阀、蒸汽空气加热器、高压蒸汽冷凝器等设备。

在垃圾热值方面,缺乏一定稳定性,蒸汽量会随着垃圾热值提升和提升,压力也较高,但在垃圾热值较低时,产生的蒸汽量也较少,压力也不高。如果想要实现稳定的电负荷,就需要对蒸汽进入汽轮机的压力参数予以保证,需要进行对前压调节阀的设置。

结语

在当前我国经济快速发展背景下,人们生活水平逐渐提高,在日常生活中产生的垃圾也逐渐增多。这一背景下,垃圾处理工作就逐渐成为了一项城市运行中的主要工作,我国针对逐渐提升的垃圾排放量,逐渐应用了垃圾焚烧处理技术,并逐渐对垃圾焚烧炉、垃圾电厂等进行了应用,对先关热力系统设计开展了各项研究工作。

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