垃圾焚烧炉结焦积灰问题及控制措施分析

胡立刚

摘 要：随着我国经济进入快速增长期和城市化进程逐步加快，城市人口不断增加，城市生活垃圾产生量也日益增加。若垃圾处理不当，将会造成资源的极大浪费，制约城市的生存和发展，特别是垃圾焚烧过程中还会出现结焦积灰问题，进一步对垃圾焚烧工作产生影响。对此，文章重点就垃圾焚烧炉结焦积灰问题产生的原因及控制措施进行研究分析，以供参考和借鉴。

关键词：垃圾焚烧炉;结焦积灰;产生原因;控制措施

引言

城市生活垃圾经过焚烧发电，一般可减容70%-75%，減重约70%，同时可实现垃圾资源回收利用，在城市生活垃圾无害化处理中，达到“回收垃圾、变废为宝、循环利用、科学环保”。综合考虑经济成本与环境成本，垃圾焚烧发电方式很有可能成为最经济的处理技术，将成为我国城市生活垃圾无害化、减量化和资源化处理设施建设中的主角之一。

1 垃圾焚烧技术特点分析

第一，完善的焚烧炉结构和性能。采用计算机模拟技术，使焚烧炉设计更加合理，可以根据不同热值的垃圾对焚烧炉和余热锅炉结构作出相应的调整，提高燃烧效率，使各种有机物（含二恶英类物质）完全分解;第二，完善的检测控制系统。现代化垃圾焚烧厂的焚烧、烟气净化过程及各有关辅助设施均采用DCS控制系统，使全厂各系统的运行都处于和谐的最佳状态，对于可能出现的非正常工况，也有应急的处理措施，确保工艺过程处于最优工况和各项污染物的排放达标。

2 垃圾焚烧炉结焦积灰问题产生的原因

2.1 垃圾焚烧炉炉膛温度的影响

在进行垃圾焚烧工作时，由于垃圾焚烧炉相关运行经验，又为了将烟气中存在的二恶英成分进行有效的分解，垃圾焚烧炉炉膛的温度在运行是大多都保持在900℃以上，而焰心处的温度更高，熔融温度早已经达到，因此就会形成飞灰软化现象，留下很多锅炉结焦隐患。虽然在后期会对炉膛的温度进行控制，但是由于垃圾焚烧炉运行时间过长，进行温度测量的温度测点也相应地出现了挂焦刮灰现象，所以其对于温度测试的准确度也不能做到精准。按照标准，同一个炉膛之间相同截面的四个温度测点应当始终保持50℃左右的温差，而在实际的运行过程中，有些垃圾处理厂的垃圾焚烧炉同样的炉膛中同样截面的温度测点温度甚至达到200℃的温差，甚至还因为刮灰挂壁现象的逐渐加重，气温差也在不断地扩大。

2.2 垃圾焚烧炉结构的影响

垃圾燃烧炉之所以会设置为绝热燃烧形式是为了保证低热值的垃圾也能够进行充分的燃烧，并没有在垃圾焚烧炉内设置足够的受热面，只有对炉墙进行了必要的保护才设置了炉墙冷却风，同时为了使刚刚投入垃圾焚烧炉的垃圾能够有效的烘干以及将烟气有效的导出，在垃圾焚烧炉的出烟口进行了前后供设计，并在垃圾焚烧炉的出口设计了一个相近于冷灰斗的结构。因此，在锅炉进行工作的时候，余热锅炉吸收了大量的热量，垃圾焚烧炉喉口在这个时候的受热值也达到了最大值数。此外，烟气在喉口部分得到了扩迁，烟气排出的速度也明显降低，烟气中的粉尘也就在这样的情况下最容易形成沉积，会随着锅炉结构设计沿炉壁向下流动，受到了来自前后供设计的阻力，粘结在前拱壁，经过高温熔融在粘结新的灰尘，里层的粉尘也就有了凝固的机会。由于垃圾焚烧炉的燃烧并不具备很强的稳定性，更容易以这样的方式形成积灰，当垃圾焚烧炉运行到高温度时，这些积灰会进行熔融，并随着自身的重力加进行脱落，在温度降低时在此凝结，而此时将会变得更加坚固，十分难以清除。

2.3 锅炉运行中的配风影响

大多数垃圾焚烧厂为了控制烟气中氧气的含量，实际的送风量配比存在问题，造成炉膛内空气不均匀，而当炉膛还处于半还原的状态，无机物灰渣的熔点随之降低。在二次风没有送来的时候，这些未燃尽的有机物颗粒不能够得到充分的流动，再加上没有充分燃烧就会形成大量的沉淀。

3 垃圾焚烧炉结焦积灰问题的控制措施

3.1 炉膛温度控制

通过对垃圾焚烧炉结焦积灰的原因进行分析，结焦很大程度的受到了温度的影响。生活垃圾焚烧炉环保明确规定，烟气要在850-900℃之间的炉膛中停留两秒以上，这样做的原因就是为了让二恶英可以完全分解。据相关研究表明，将炉膛温度控制在800℃以上就使二恶英的到充分的分解。为了满足这一条件，并且充分保证垃圾焚烧锅炉的热负荷，应当保证950-1000℃的炉膛出口的温度范围上限。

3.2 垃圾焚烧炉热负荷以及蒸发量的控制

在保证垃圾焚烧炉充分燃烧的前提下，最大程度的将焚烧炉的热负荷进行有效把控，确保锅炉处在最大蒸发量的状态。垃圾焚烧炉在运行一段时间过后，不可避免会有轻微的结焦积灰现象发生，而此时就应当根据垃圾焚烧炉运行的时间对最大蒸发量进行降低，这是因为在大多垃圾焚烧炉实际的运行过程中，焚烧炉的出力会被人为提高，会出现较高水平的炉膛出口单位界面热负荷以及焚烧炉内单位容积热负荷，垃圾焚烧炉内的飞灰熔融也会随之增加。

3.3 风量和风温控制

在进行实际的垃圾焚烧过程中，将一、二次风中烟气含氧量尽可能的控制在6%-9%，以此来保证垃圾焚烧炉中的风量可以将使垃圾燃烧时需要的氧气满足，又能够将烟气中二恶英完全分解掉。因此，要将一、二次的风量进行优化，确保省煤器后有6%-9%左右的含氧量。经过一段时间的运行调整，可以将含氧量控制在6%-7%左右，同时根据季节、垃圾发酵的不同，可适当调整一次风的风温。如果天气温度较高或垃圾发酵较好，可适当降低一次风温，延缓燃烧区中心;反之，如果天气温度较低或垃圾发酵不充分，可适当提高一次风温，有利于干燥垃圾，同时一次风温度越高，越有利于垃圾燃烧。

结束语

综上所述，造成垃圾焚烧炉结焦积灰的主要原因就是因为垃圾种类繁杂，来源十分广泛，低熔点的垃圾飞灰在炉内进行熔融，软化之后吸附在垃圾燃烧炉内形成堵塞现象。因此，我们需要对垃圾焚烧炉进行适当的改造，用物理方法改善结焦积灰问题，还要进行细致的设备维护工作，使设备尽可能的保持在最好的工作状态，为垃圾处理场的垃圾焚烧工作提供保障，同时有效控制了垃圾焚烧炉内结焦积灰现象。

参考文献

[1]王海泉.生活垃圾焚烧处理电厂运行分析[D].华南理工大学，2011.

[2]孙巍.流化床垃圾焚烧积灰特性研究及冷态积灰模拟实验[D].浙江大学，2006.