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提高垃圾焚烧电厂锅炉效率措施分析

北极星垃圾发电网  来源:《中国电业》  作者:许锦涛  2021/9/15 14:03:21  我要投稿  

北极星垃圾发电网讯:摘 要:如何有效地无害化处理城市生活垃圾已成为一个关键的民生工程问题。大城市生活垃圾中有机物的成分愈来愈高,热值也在提升。用焚烧方式回收其中能量的垃圾处理技术是实现大城市生活垃圾资源化、无害化处理和资源化再生的关键方向。在技术经济可行的条件下,提升垃圾焚烧过程中的锅炉效率是垃圾发电量行业的重要研究方向。本文明确提出了提升垃圾焚烧发电厂锅炉效率的方式和对策。

关键词:焚烧发电厂;效率;方法

广州某垃圾焚烧发电厂配置三台韦伦机械设备往复式炉排片焚烧炉及配套设施的余热回收锅炉。单独焚烧炉的垃圾解决能力为750t/d,垃圾低热值设计数值7500kj/kg;余热回收锅炉额定蒸汽压力4.0Mpa,额定蒸汽温度400℃,额定蒸发量73.5t/h。给水温度130℃,烟气温度192℃,排污率2%,锅炉效率81%,年运行时间8000小时。

1.影响锅炉效率的主要因素

1.1烟囱排气温度高

假如烟筒排烟温度过高,表明锅炉燃烧和传热存在问题。此时,除检查锅炉燃烧外,还应留意各受热面热传导是否恶化。同时,排烟温度不可小于酸性气体(如氯化氢、氧化硫等)的漏点温度,以避免设备低温腐蚀。

1.2垃圾水份过高

垃圾中的水份或垃圾燃烧产生的水份会吸收发热量并转换为蒸汽,与烟气排出产生热量损失。垃圾焚烧炉的垃圾污水成分很高,尤其是生活垃圾成份繁杂,渗沥水含量高。年均值渗滤水成分做到12%上下,多雨季节乃至超出30%。因此,合理除去垃圾中的水份能够大幅度降低锅炉的热损失,这对垃圾焚烧厂具备重要意义。

1.3过量的燃烧空气量

为了防止燃烧不彻底,一般会加上适当的过量空气。此过量空气量必须随燃烧器、垃圾量等不同而有所不同。过量空气不足,燃烧不完全,空气过量则会造成热损失,因此必须配合好锅炉的燃烧,保证正确合适的过量空气。

1.4 燃烧不完全

垃圾的燃烧不彻底不但会造成发热量损失,还会继续造成气体污染物的产生,如未燃烧的有机物和CO。因此,优良的燃烧条件和适度调节燃烧设备将是防止燃烧不彻底导致发热量损失的主要方式。

1.5 炉本体热损失

因为焚烧设备不同,炉墙的热损失也不同。隔热保温也是防止炉墙热损失的有效途径。

1.6 其他因素

如热传导表面积垢、锅炉积尘、锅炉水体差,尤其是垃圾焚烧炉锅炉积尘、结渣等,都和垃圾焚烧炉的设计特点和运作维护保养相关。

2提高燃烧效率的措施

2.1 合理的燃烧条件

正确的垃圾与空气混合比,是建立最佳化燃烧条件的首要条件。同时,在锅炉运作过程中,创建最好运行条件并维持炉内压力以降低外界气体进到炉内的机会也是提升效率的方式之一。一般来说,锅炉的热回收主要包含再热器与烟尘受热面之间的热交换器。因此,增加垃圾燃烧后的烟气停滞时间,可以提升水气热交换的机会,并进而提升锅炉效率。其次,锅炉燃烧运行也应尽可能维持负荷平稳,尽量减少高频率负荷变化。再次,最重要的是锅炉燃烧的调节,依据垃圾成份和燃烧条件的变化调节燃烧,如控制垃圾入料、有效调节一、二次风、入料速率、炉排片速率、炉内负压力等,这些操作对锅炉效率的提升也是有非常大影响。

2.2 减少过剩空气

一般来说,锅炉理想化的的过剩空气量是锅炉满负荷时,排气管中的氧气含量应在5%~10%之间。过低将容易造成燃烧不彻底(可通过排气管中的CO指数值表示),过高将造成热损失。

2.3 垃圾的堆酵

垃圾进到锅炉前要开展适度的堆酵,以提升锅炉的燃烧效率。因为垃圾在进到炉前的堆酵,一些渗滤液能够被消除。同时,在搅动和混和过程中,一些无机化合物沉到垃底端,实现垃圾脱水、减重,可提升垃圾进到炉内的低位发热量,进而提升焚烧垃圾的燃烧效率。经验表明,对于水分含量高的低热值生活垃圾,焚烧前三天堆酵可排出来约12%的水,际入炉垃圾低位发热值增加 836 kJ/kg。提升垃圾发热量是提升垃圾锅炉焚烧效率的一种十分合理的方式。

2.4改善炉水品质,减少排污,并充分利用锅炉排污热量

锅炉定期排污次数与水质好坏、蒸汽压力及使用药剂等有关。锅炉排污原因在于,锅炉水经蒸发浓缩后,炉水中不纯物比例逐渐增加,若不进行排污,将会造成炉管水侧发生结垢、腐蚀等问题。但若排放次数过多,常会造成明显的热量损失与效率下降,而有效地解决方法就是改善锅炉水质,充分利用锅炉排污水热量,降低散热损失。垃圾焚烧锅炉在正常运行过程中,需将炉水表面含盐分较高的炉水排出,一般在汽包设连续排污系统,排污率为3%左右;此外锅炉还在集箱设定期排污系统,将炉水底部渣、垢排出。锅炉运行中因排污带走热量可设置集中排污扩容热能利用设备,将这部分热能有效利用。

2.5 降低排烟温度

排烟散热取决于排烟量和排烟温度,维持合理的过剩空气系数,是控制排烟量的前提,空气过剩系数过大,则排烟焓较大,浪费的也大,而且会降低排烟温度,影响省煤器和空气预热器的热回收。对排烟温度有影响的还有给水温度和省煤器及过热器的结垢、积灰厚度。锅炉设计时,从热效率角度当然是排烟温度越低越好,但考虑省煤器的结构和低温腐蚀问题,设计排烟温度为192℃,然而经过一段时间的运行之后,从对流管到省煤器、空气预热器都会有不同程度的积灰,排烟温度都有所提高,可能会超过200℃,排烟温度每提高10~15℃,锅炉热效率就降低一个百分点。降低排烟温度有2个途径:一是加强对流管束、省煤器和预热器的清灰;二是降低进水温度。采用了蒸汽吹灰和燃气脉冲清灰两种,水平烟道过热器及蒸发器段清灰采用蒸汽吹灰装置,连通烟道及四级省煤器间清灰采用燃气脉冲清灰装置。另外适当降低锅炉给水温度是降低排烟温度的有效方法,中压锅炉的给水温度一般是热力除氧之后的温度可达130℃,为了调节控制锅炉出口烟气温度,将给水在进入第一级省煤器前,设一可调旁路进入锅筒内将给水预热。

2.6良好的蒸汽管路

主要是指必须有定期检查蒸汽管路的保温状况与是否发生泄漏情形,状况良好的蒸汽管路是节约能源的基本要求。

2.7加强锅炉、管路及阀件等外部保温

保温不良的损失对于节约能源而言,也是相当可观的,如有发现表面温度过高,保温效果不良,应及时予以修复。可视实际经济效益而选择适当的保温棉厚度。

2.8避免锅炉长时间低负荷运行

由于锅炉表面热散失率随表面积成正比,当锅炉运转在低负荷时,锅炉热散失率也较大,因而锅炉效率会较低。锅炉低负荷时,燃烧状况不容易稳定。

3结束语

垃圾焚烧发电解决大城市生活垃圾,不但能够大大的减轻垃圾尤其是生活垃圾对水资源和土壤层的二次污染,并且能够充分充分发挥可再生能源的使用率。垃圾焚烧发电不但能够处理垃圾问题,还能够产生附加的经济经济效益。本文明确提出的提升垃圾焚烧发电厂锅炉效率效率的方式和对策,能为垃圾焚烧发电行业给予参照。


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