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防止锅炉堵灰结焦的措施

1.防止高温腐蚀措施


由于垃圾焚烧锅炉烟气中含有多种氯化氢和氧化硫气体,必须注意加热层的高温腐蚀。采取以下措施:


(1)为防止局部燃烧引起的高温腐蚀,必要区域采用耐火材料涂层处理。第一烟道高温区采用耐火材料,第一烟道上部、第二烟道采用水冷壁镍基合金堆焊。


(2)考虑到过热器的高温腐蚀,在烟气温度较低的区域布置高温过热器,在高温过热器前布置一组蒸发器,可有效控制高温过热器的烟气温度,高温过热器采用顺流布置,尽可能降低高温过热器壁温,有效避免高温腐蚀;合理布置炉、二、三烟道加热面,设计足够面积,严格控制高于入口烟气温度,不超过650℃,防止烟气温度过高,导致金属壁温度过高。


2.防止锅炉堵灰结焦的措施


由于垃圾物质非常复杂,燃烧后的高速烟气中产生了大量的粘合颗粒。同时,由于烟尘的流动,受热面上的迎风口容易产生粘性积灰。一段时间后,由于积灰层较厚,容易产生“搭桥”现象或全面封闭。同时,烟气前后压差很大,排烟温度升高,加速了受热面的侵蚀,严重干扰了锅炉的正常运行。因此,如何防止上述现象,延长运行周期,降低运行成本,主要通过以下措施实现:


(1)管束前,产生烟气的流体以适当的速度翻转,尽可能离心地分离烟气中的灰尘;保持足够的烟道高度,完全点燃所有易燃气体,将烟气降至最合适的工作温度;


(2)加热管水循环良好,管壁处于适当的工作温度;气体对流加热面必须保持适当的管间距;在管束中,使烟气流量处于适当的速度,避免灰尘造成的管道损坏和灰尘粘附.


(3)科学吹灰。锅炉在二、三烟道顶部设置水力清灰;同时,炉膛吹灰器设置在二、三烟道左右两侧,水平烟道蒸发器和过热器区域设置长伸缩蒸汽清灰,省煤器设置半伸缩吹灰器,交替/组合各种清灰设备。二、三烟道清灰一直是垃圾炉的难题。二期工程中使用的水浴喷雾清灰可以很好有效地解决这个问题。此外,侧墙还设有炉膛吹灰器,保证了二、三烟道的清灰效果。水平烟道对流受热面的工作烟温较高,尤其是蒸发器和高度。因此,采用可靠性高的长伸缩蒸汽吹灰,保证了良好的除灰效果。锅炉尾部垂直通道的省煤器区整体烟气温度低于400℃,避免了高温腐蚀的危险区域。此外,这里的积灰是松散的细灰。因此,半膨胀蒸汽吹灰不仅能达到良好的除灰效果,还能保证设备的长期可靠运行。四套清灰系统的结合充分发挥了各种清灰设备的优点,但同时避免了各种清灰设备的缺点,不仅取得了良好的清灰效果,而且提高了清灰系统和锅炉加热表面的可靠性。


3锅炉防磨措施


3.1余热锅炉的防磨措施


出口烟道是余热锅炉磨损较大的部位和区域。一方面通过优化结构降低烟气流量;另一方面,为了防止烟气直接冲洗设备,在相关部位涂上耐磨浇注料。抓钉采用耐高温合金材料,布置节距小的抓钉或销钉,提高强度。选择抓钉结构作为可靠的集成抓钉,而不是焊接或螺栓连接,可以最大限度地提高金属部件的可靠性。由于管道的冷却,销钉的强度也大大提高,有效防止了耐火防磨材料的脱落。


3.2吹灰区的防磨措施


蒸汽吹灰的长期使用会减少对流受热面管壁的磨损。因此,在方案设计中,各级过热器、蒸发器、省煤器都考虑了吹灰区附件的防磨措施:一方面,在布置管屏时,避免吹灰器喷嘴的位置,防止喷嘴直接喷射;另一方面,喷嘴附近布置了防磨装置。防磨装置采用316L防磨瓦,含有耐腐蚀合金元素。如图6所示,省煤器防磨瓦;另一方面,科学控制吹灰的频率和强度,防止过度吹扫,可以大大减少吹灰带来的管道磨损和减薄,从而延长对流受热面的使用寿命。


3.3选择合理的烟气流速


烟气与对流受热面工质的换热范围较好。选择合理的烟速可以更经济地布置受热面。同时,考虑到锅炉积灰、磨损等重要因素,一般选择在4m/s左右。如果设计的烟速过高,会导致本体阻力大,磨损受热面,但烟速过低会影响传热。因此,选择合适的烟气流速对锅炉的热效率、运行周期、可靠性、稳定性和经济性非常重要。


提高锅炉热效率的措施


4.1保证一次风热风温的措施


垃圾焚烧锅炉一次风温是否达到预定设计值,将直接影响垃圾焚烧的性能和燃烧效率,一次风温至关重要。在设计蒸汽空气预热器时,首先根据风量、加热蒸汽的参数和所需的风温进行计算,选择经济合理的管道间距和介质流速,考虑换热面的剩余量,充分保证MCR工况的燃烧需求,更好地保证低负荷或低热值。


4.2焚烧炉前后二次风改进


从烟气干扰、流场等方面,调整二次风位置和入炉喷射角,尽量避免二次风对冲。优化后,可更好地“锁定”焚烧炉出口烟气,稳定焚烧炉温度场,充分干扰二次风和高温烟气,增加烟气停留时间,促进二次燃烧,使二次风达到更好的效果。


4.3提高锅炉热效率和燃烧率的措施


烟气中可燃碳元素的水平直接影响锅炉的热效率和燃烧率。飞灰含碳量与燃料稳定性、燃烧稳定性、垃圾成分和波动、运行和控制等多个因素有关。新进厂的垃圾一般水分较高,需要在垃圾坑内储存5~7d,使渗滤液尽可能干燥。特别需要注意的是,新鲜垃圾在堆放垃圾的过程中一定不能混入,垃圾的水分要尽可能保持在同一水平,减少垃圾成分的波动,这对稳定燃烧极为重要。此外,在炉排燃烧控制方面,要实现连锁反应和快速反应,尽可能适应燃料波动,减少波动的影响;烟气含氧量为7%~10%。合理的空气量可以充分燃烧烟气中的碳,降低CO含量,提高锅炉效率;稳定的含氧量需要控制炉内过量的空气系数,控制给料系统,尽量减少垃圾量和热值的波动,这与上述燃料的稳定性和良好的燃烧控制密切相关。


4.4沼气回喷系统


渗滤水处理站产生的沼气通过管道引出后,连接气水分离器,通过气水分离的沼气通过管道连接一套罗茨鼓风机加压装置,将加压后的沼气管道分为两条路。沼气管道一路通过架空运输到焚烧炉中进行混合。另一条管道进入封闭式无烟火炬,在混合系统紧急/故障状态下燃烧排放沼气。燃烧器管道保护系统考虑侧墙布置。沼气总管从渗滤液处理站进入焚烧炉区域后,分为各分支管道,分别进入燃烧器,喷入炉内燃烧。


5结束语


锅炉是垃圾焚烧发电过程中最关键的设备。本文在总结一期运行经验的基础上,从防止高温低温腐蚀、防止灰结焦、防磨减薄、防止爆管泄漏、提高热效率、延长运行周期等方面对二期工程锅炉进行了设计优化分析。后续工作要不断总结,不断进行技术创新,促进垃圾焚烧发电厂设计水平的不断提高。


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