循环流化床焚烧处理

关键词： 填埋 减量化 资源化 垃圾

循环流化床焚烧处理（精选五篇）

循环流化床焚烧处理 篇1

循环流行化床锅炉技术是近些年来迅速发展的一项高效低污染清洁燃烧枝术, 燃料适应能力强, 可实现燃烧过程中脱硫, 氮氧化物生成量低, 炉膛温度又能保证“二恶英”完全分解, 因此在垃圾焚烧方面大有作为。

1 系统流程

将收集的生活垃圾进行筛选、分离、粉碎等工序的处理后, 与燃煤掺混, 送至炉前贮仓内, 通过给料机送入循环流化床炉内。一次风由炉底送入, 使生活垃圾和煤的混合物悬浮燃烧, 在悬浮段送入二次风, 使炉内燃烧充分, 减少未完全燃烧的热损失。调节煤与生活垃圾的混合比例, 使燃烧生成的炉膛烟气出口温度保持在850℃~950℃之间, 保证悬浮段的燃烧强度, 提高锅炉的燃烧效率。烟气出炉膛后分别与对流管束、省煤器、空气预热器进行热交换, 排烟温度为1 5 0℃。锅炉给水经加热后由引出管引出, 供用户使用。烟气经除尘设备, 并经净化系统去除、等有害气体, 达到环保标准后通过烟囱排至大气。

2 垃圾预处理系统

将收集来的生活垃圾首先进行分选去除金属、玻璃、碎石等不可燃物, 然后送入垃圾池中经过大约三天左右时间的发酵、干燥, 去除大部分水份, 再进行粉碎、筛分, 使生活垃圾被粉碎成2cm~5cm的颗粒, 以适应循环流化床燃烧。

3 燃料输送系统

将粉碎、筛分后的生活垃圾送至密闭的炉前给料仓, 同时炉前另设燃煤的给煤仓, 生活垃圾和燃煤分别由各自的给料机送入炉膛燃烧。燃料输送过程宜采取密封措施, 以防止生活垃圾散发气味四处扩散污染环境。

这种燃料输送方式的特点是生活垃圾直接进入密闭的炉前给料仓, 与燃煤各自单独进入炉膛内燃烧, 有利于根据热负荷及炉膛温度调节生活垃圾与燃煤的配比以适应锅炉的运行, 生活垃圾散发的气味也易于控制。但炉前要设置两套给料设备系统相对复杂。

4 燃烧系统

生活垃圾和燃煤进入循环流化床炉膛内, 在炉底一次风的作用下沸腾燃烧, 同时在悬浮段附近送入二次风助燃, 使得燃烧更加充分, 未能完全燃烬的固体部分通过旋风分离器分离出来后返回炉膛内重新燃烧。

由于生活垃圾的热值较低, 所以在燃烧时要掺烧一定量的燃煤, 掺烧燃煤的发热量和掺烧比例有一定的要求, 应根据生活垃圾的热值通过计算取得, 必要时还可采用燃油助燃的方法提高炉膛温度。

生活垃圾燃烧过程中容易产生大量的“二恶英”, 导致污染环境, 危害人体健康。“二恶英”的分解温度在700℃以上, 为防止“二恶英”的产生, 循环流化床炉膛内的燃烧温度应控制在800℃~900℃之间, 烟气在炉膛内停留时间应当在5s以上, 从而使炉膛内的垃圾及其挥发物能够彻底烧烬、烧透, 使燃烧过程中生成的“二恶英”完全分解。

5 空气供给系统

循环流化床燃烧所需空气由一次风和二次风供给, 一、二次风经过空气预热器被加热, 一次风由循环流化床炉底经布风板送入炉膛内, 将炉膛内固体燃料吹起呈悬浮沸腾状态燃烧, 适量的二次风则在炉膛内燃料的悬浮段上方送入, 目的是为了确保炉膛中的气态可燃物充分燃烬, 以避免“二恶英”的产生。

一、二次风的风道吸风口可设在生活垃圾的垃圾池和炉前料仓处, 这样不但可以防止垃圾池和料仓内生活垃圾产生的不良气体四处扩散, 而且也可以将垃圾池和料仓内生活垃圾产生的有害气体送入炉膛内燃烧, 有利于周围的环境。

6 石灰石供给系统

石灰石的消耗量将根据垃圾中氯、硫成分和掺烧燃煤硫成分及掺烧比例决定。石灰石由石灰石库储存, 通过管道送入炉前设置的石灰石料仓, 最后入炉内燃烧。

7 烟气净化系统

为防止烟气中有害物质对环境造成污染, 在烟气排放的线路上应按照环保部门的要求设置二氧化硫、氮氧化物、“二恶英”等物质的在线监测设备, 对其排放浓度实施在线监测, 并根据数据调整相关设备的运行参数。

8 除灰渣系统

由循环流化床锅炉出来的炉渣和由除尘器出来的细灰分别送至渣仓和灰仓贮存。根据灰渣的成分及当地资源情况, 可以得到再利用, 如作为水泥原料等。

9 热能利用系统

生活垃圾和煤的混合物燃烧发出的热能通过循环流化床锅炉产生蒸汽可以供汽轮机组发电、为附近工业用户提供动力用汽, 参数较低的蒸汽可用来供热或供溴化锂制冷机组。

1 0 结语

生活垃圾的焚烧处理可使垃圾的处理达到无害化、减容化、资源化的目的, 垃圾本身所含的能量也可以回收利用, 国内应积极推广, 以改变目前单一的垃圾填埋处理方式, 实现生活垃圾处理的可持续发展。对国内低热值、水分高、成分复杂且没有经过分捡生活垃圾的焚烧, 政府部门应采取相应鼓励的措施, 尽早实行垃圾的分类回收, 确保生活垃圾焚烧发电行业的健康发展。

根据《全国城镇环境卫生“十一五”规划》, 2010年全国城市生活垃圾清运量将达到1.8亿吨, 其中填埋占70%, 焚烧和堆肥等占10%, 剩余20%难以回收。其中垃圾发电率还不到1 0%, 相当于每年白白浪费2800兆瓦的电力, 被丢弃的可利用的“垃圾能源”价值高达250亿元。

生活垃圾焚烧发电技术在我国应用刚刚开始, 随着垃圾回收、处理、运输、综合利用等各环节技术不断发展, 垃圾发电方式很有可能成为最经济的发电技术之一, 从长远效益和综合指标看, 将优于传统的电力生产。

摘要：随着我国城市化进程的不断加快, 城市生活垃圾的处理问题日见突出。传统的填埋方式已经越来越显现出其不合理之处。垃圾焚烧处理方式以其不占土地、对环境污染小、可回收垃圾本身的能量等优点倍受观注。本文介绍循环流行化床锅炉技术在垃圾焚烧发电中的应用。

关键词：循环流化床锅,生活垃圾,燃烧,二恶英

参考文献

[1]赵由才, 宋玉.生活垃圾处理资源化技术手册[M].北京:冶金工业出版社, 2007.

[2]王华.“二恶英”零排放化城市生活垃圾焚烧技术[M].北京:冶金工业出版社, 2001.

[3]任永红.循环流化床锅炉实用培训教材[M].北京:中国电力出版社, 2007.

循环流化床焚烧处理 篇2

关键词：煤泥泵；常见故障；处理

煤泥泵是一种液压活塞泵，可分为液压部分、S 摆阀部分、料缸料斗和控制部分。煤泥泵正常工作时，依靠分配油路控制S摆阀切换料缸，实现煤泥的进料、出料；主油路控制主油缸推动、收回料缸，实现煤泥的输送；煤泥泵的自动控制系统PLC 接受到接近开关信号后，控制系统阀组按照PLC设定程序动作，实现煤泥不间断的输送。现就煤泥泵常见故障进行分析，并总结原因及处理方法。

1.煤泥泵系统压力过高

造成煤泥泵压力过高的原因一般有以下两种。

1.1管路堵塞

故障现象：煤泥泵系统压力过高（达到电磁流阀的设定压力，电动机电流超过正常运行值的2～3 倍，油温急剧升高，进料缸不能回到接近开关的位置，摆缸不换向，当煤泥泵停止运行时，推进缸向后退一定的行程。

原因分析： 煤泥中杂物较多，如石块、棉纱、铁丝等，在管道变径处或弯头处被阻、堆积，造成管道流通面积逐渐减小，直至堵塞。

处理方法： 检查管路中的变径处及锅炉进料口处，并进行疏通。可根据推进缸的后退行程长短，判断堵塞点的位置， 一般推进缸后退行程越短，说明故障点越靠近煤泥泵。

1.2接近开关信号故障

故障现象：煤泥泵系统压力过高，达到或超过电磁溢流閥的设定压力，电动机电流超过正常运行值的2～3 倍，油温急剧升高，进料缸能回到接近开关的位置，接近开关无信号输出（信号灯不亮） ，摆缸不换向。

原因分析： 造成接近开关无信号输出的原因有两种， 一是接近开关感应探头与感觉套距离太远，无感应信号；二是接近开关损坏。

处理方法：调整接近开关感应探头与感应套之间的间距，一般控制在2～4mm； 更换接近开关。

2.煤泥泵系统压力低

在煤泥泵料缸推进的过程中，煤泥泵的系统压力与管道内的压力成正比，当压力低于正常运行压力，或低于同一个中储仓其它煤泥泵的压力时，说明其不能正常输出，一般有有以下几种原因。

2.1 煤泥泵液压油量低

故障现象：煤泥泵油位计低于正常值，主油泵运行有异音，料缸推进不稳定，速度明显下降， 摆缸换向不稳定， 有摆不到位现象，煤泥泵运行电流偏低或不稳定。

原因分析：油箱内的油位太低，主油泵进油量下降或打空泵，供油量不足。

处理方法：将油箱内的液压油补充到正常油位。

2.2 S摆阀有泄漏点或损坏

故障现象： 蓄能器充压时压力正常，料缸推进时，系统压力低或不稳定，煤泥泵电流偏低。

原因分析：眼镜板与箱体之间、眼镜板与切割环之问、前端轴承密封处出现煤泥泄漏点；或S摆阀轴损坏，造成S摆阀不到位，煤泥泵出口无压力。

处理方法： 检查眼镜板、切割坏、密封件，判断泄漏点，或检查S摆阀轴及其连接螺栓；更换损坏的配件。

2.3 料缸内煤泥量较小

故障现象： 蓄能器充压时压力正常，料缸推进时，系统压力低，但接近换向点时压力有小幅度上升，煤泥泵电流偏低。

原因分析： 煤泥泵入料管堵塞，或煤泥泵的入料加压设备故障，造成料斗内煤泥量低，供料量不足，料缸不能正常填充，从而致使煤泥泵的出口压力大幅下降。

处理方法： 检查煤泥泵加压设备，疏通入料管。

3.煤泥泵单缸压力低

煤泥泵运行时，一个料缸向前推进时，压力正常，另一个料缸压力偏低或为0 ，无输出量，称为单缸运行，此时运行输送量下降一半。

故障现象： 煤泥泵运行，推进速度不变，一个料缸向前推进时，压力正常，另一个料缸压力偏低或为0 。料缸推进压力为0时，电流下降。

原因分析： 摆臂轴承损坏，造成切割环与眼镜板密封面不重合，产生泄漏现象。

处理方法： 更换摆臂轴承，如果不及时更换摆臂轴承， 会造成眼镜板、切割环损坏。

4.煤泥泵开启后系统无压力

故障现象： 煤泥泵开启后，煤泥泵系统无压力。

故障原因： 一般煤泥泵开启后系统无压力，可能原因有两种。一是油箱油位低，主油泵不进油；二是系统压力电磁溢流阀不带电。

浅析自平衡循环流化床污泥焚烧工艺 篇3

(1) 污泥的来源。污泥来源于栅渣、浮渣、沉砂池沉渣、初沉污泥、二沉污泥。其中来源于栅渣、浮渣、沉砂池沉渣的污泥量少且易处理;而初沉污泥、二沉污泥量大难处理, 是污泥处理处置的主要对象。 (2) 污泥的性质。污泥由有机物、细菌、无机物和胶体等组成, 其特性是有机物含量高, 颗粒细 (0.02~0.2mm) , 密度小 (1002~1006kg/m3) , 呈胶体结构, 脱水性能差。 (3) 污泥的分类。污泥的性质决定于污水的性质。根据污泥的成分和危害程度可将污泥分为一般废物、有害废物和危险废物。

2 污泥处理处置的目标和技术路线

污泥处置的技术路线有土地利用、填埋和建材利用。相对应的污泥处理技术有厌氧消化或高温好氧发酵 (堆肥) , 高温好氧发酵、石灰稳定, 热干化、污泥焚烧。

3 循环流化床污泥焚烧处理工艺

3.1 污泥池。

根据污泥焚烧项目规模的大小决定污泥池的形式, 规模较小的可选择钢制污泥池, 规模较大的可选择钢筋混凝土污泥池。污泥池内壁需加防腐。

3.2 污泥输送设备。

采用的管道输送污泥泵, 一路将污泥直接输送到污泥焚烧炉, 一路将污泥输送到污泥干化设备。

3.3 污泥干化系统。

污泥干化设备的功能是将80%含水率的湿污泥, 干化到40~50%含水率的半干污泥。污泥干化设备可选用空心桨叶式干化机或绞笼式干化机, 以空心桨叶式干化机为例说明干化流程:空心桨叶式污泥干化系统由污泥取料机、污泥给料机、空心桨叶式污泥烘干机、污泥出料机、冷凝器、干污泥输送机、凝结废水箱组成。

3.4 污水处理系统。

从污泥中蒸发后冷凝的水属于污水, 可选择生物处理技术加膜分离技术进行处理, 也可运回污水处理厂。

3.5 干污泥储存与输送系统。

干污泥从污泥干化设备出来到干污泥储存, 均是臭味源。干污泥从污泥干化设备到干污泥储存库, 采用封闭式皮带输送。污泥储存库采用负压技术防止臭味外泄。干污泥从储存库到炉前干污泥仓的输送采用皮带输送。

3.6 煤储存与输送系统。

一般市政污泥的低位热值为几十千卡每公斤, 从理论上说, 用焚烧方法处理热量基本平衡。但由于焚烧过程中锅炉效率的损失和干化过程中的热量损失, 含水率80%的污泥在焚烧过程中需要补充大约5%到10%重量比的原煤。

3.7 流化床污泥焚烧炉。

焚烧炉采用流化床燃烧技术, 针对污泥在炉内悬浮燃烧和热值低等特点, 焚烧炉采用一定粒度的石英砂作为热载体, 在流化空气吹动作用下, 粗颗粒石英砂在燃烧室下部翻腾运动, 细颗粒吹离炉膛后被高温分离器分离下来送回炉内形成物料循环, 从而提高焚烧炉悬浮空间的气固混合和传热传质速率, 使炉膛温度均匀一致。

3.8 烟气净化塔。

净化塔主要是用喷碱的方法除去烟气中的酸性气体;用喷活性炭的方法吸附二恶英。使烟气的二氧化硫和二恶英达标排放。

4 循环流化床污泥焚烧处理工艺的环境保护性能

4.1 防臭设计:

臭气主要来源于污泥池入口和干化后的热污泥。故在工艺设计上将污泥池保持封闭, 并将臭气由一次风机抽至锅炉焚烧, 使污泥池区域和污泥干化区域保持负压, 防止臭气外逸。

4.2 锅炉烟气处理:

流化床是一种清洁的燃烧方式, 焚烧炉内的污泥、煤和床料的掺混十分激烈, 燃烧完全而稳定, 炉内燃烧温度保持在850~950℃之间, 烟气在炉内的停留时间3s以上, 有效的抑制NOx和二恶英的生成。

4.3 废水处理:

设备冷却水冷却后循环使用;污泥干化冷凝污水收集后进入污水处理系统, 经污水处理系统处理达中水标准后用于厂区绿化、灰加湿用水以及冲洗用水。

4.4 固体废弃物处理:

飞灰要根据分析结果来确定处置方式。如果属于一般废弃物, 则可用于建材;如果属于危险废弃物, 则经水泥固化后由危险固体废弃物处置中心处置。

5 循环流化床污泥焚烧工艺的优点

(1) 焚烧可以使剩余污泥的体积减少到最小化, 减量化最彻底; (2) 检测合格的焚烧灰可用于建材, 是相对比较安全的污泥处置方式; (3) 焚烧处理污泥速度快, 不需要长期储存, 避免了污泥处理过程中的二次污染; (4) 污泥可就地焚烧, 不需要长距离运输; (5) 可以回收能量发电供热等, 降低污泥处理成本; (6) 能够使有机物全部碳化燃尽, 杀死病原体, 因而无害化程度最高。

6 结论

(1) 循环流化床锅炉处理污泥, 是污泥最彻底的处理方法, 最能实现污泥处理的“无害化、减量化、资源化”目标; (2) 循环流化床锅炉焚烧含水率80%的污泥, 用所得蒸汽干化部分污泥, 使污泥所含热值得到高效利用, 其能量基本达到自平衡, 所加辅助燃料较少, 低位热值5000kcal/kg的原煤掺入量只要5~10%, 大大降低了污泥处理成本; (3) 焚烧炉采用圆筒形绝热设计, 故障率低;余热锅炉主蒸汽只用于污泥干化, 采用低压过热蒸汽, 用材要求低;使得锅炉整体造价较低, 并且运行可靠性高。 (4) 属于一般废物和有害废物的污泥均可以采用“自平衡循环流化床污泥焚烧工艺”进行处理。

参考文献

[1]张春娟, 刘炯天, 李小兵.含油污泥三相分离技术回顾与研究进展[J].能源环境保护, 2009 (05) .

[2]苏波.石油化工污泥处理技术的进展[J].科技促进发展, 2010 (08) .

循环流化床焚烧处理 篇4

1 垃圾焚烧锅炉的炉型及容量的选择

目前,垃圾焚烧锅炉主要有两种炉型,即炉排式垃圾焚烧锅炉(以下简称炉排式焚烧炉)和循环流化床垃圾焚烧锅炉(以下简称循环流化床焚烧炉)。

1.1 炉排式焚烧炉

炉排式焚烧炉历史悠久,工艺成熟,在发达国家约有50年的应用历史,也是目前欧美国家广泛使用的炉型[1]。从燃烧学的角度看,炉排式焚烧炉的燃烧方式属于层状燃烧,适用于成分稳定、热值较高、水分较低的燃料。欧美发达国家的生活垃圾成分稳定、热值较高、水分较低,较适应炉排式焚烧炉的燃烧。而我国生活垃圾成分复杂多变、热值低、水分高,使用炉排式焚烧炉面临以下问题。一是当燃料垃圾中水分高时,垃圾焚烧困难;当热值低于5 442.84 kJ时需喷油助燃,运行成本较高。二是当垃圾成分复杂时,完全燃烧困难,垃圾焚烧过程中易生成二恶英(二恶英毒性强,环保部门不允许排放),同时,烟气中还含有HCl和SO2,需脱除。三是炉温不易控制,在1 000℃以上,垃圾灰渣处于软化和黏性状态,会腐蚀炉壁,同时,垃圾灰渣中含重金属,易造成二次污染。四是炉排设备制造复杂、成本高、投资大、经济性差,燃烧设备多为进口,价格昂贵。五是渗沥液需另做处理。

1.2 循环流化床焚烧炉

与炉排式焚烧炉相比,循环流化床焚烧炉具有一系列优势。在技术上,循环流化床焚烧炉的优势主要表现在:燃烧强度高,燃料适应性强;着火迅速,燃尽程度高;燃烧温度均匀,污染控制能力强;可同时消纳渗沥液;可借助煤稳定燃烧,灰渣可再利用。在环境污染方面,循环流化床焚烧炉的优势主要表现在:分级燃烧,温度均匀,NOX生成量少;炉内添加石灰石脱硫;灰渣燃尽率高,渗沥液同时被消纳;抑制二恶英的生成。一项实验测试结果表明,炉排式焚烧炉飞灰中二恶英的质量浓度比循环流化床焚烧炉中的高8倍。在经济性方面,循环流化床焚烧炉的优势主要表现在:自有技术,全部国产化;炉体尺寸小,占地小,耗钢量少;无运动部件,制造难度小;可不用燃油而用煤稳定燃烧,且用量低;渗沥液入炉消纳,不必专设污水处理站;无运动炉排,维护费用低。两种炉型具体比较见表1。

1.3 结论

通过上述比较,循环流化床焚烧技术更具有技术、经济和环境优势,可以最大程度地实现垃圾处理的无害化、减量化和资源化目标。循环流化床焚烧炉本身对燃料适应性广,可燃烧高水分、低热值、高灰分的垃圾,床内混合均匀,燃尽度高,使垃圾容积大大减少,特别适合于垃圾热值随季节变化而变化的特点;可掺入一部分煤燃烧,运行费用低,投资成本低,对抑制腐蚀和降低二恶英的排放效果显著。循环流化床焚烧炉适合处理中国垃圾。考虑到垃圾运输距离问题以及适应城市人口规模问题,应重点开发单台容量250 t/d和500 t/d的垃圾发电锅炉,分别用于县级及地市级以上城市。

2 循环流化床焚烧炉的设计

2.1 针对垃圾燃料特性的考虑

1)烟风特性。

对垃圾燃烧特性的宏观掌握是垃圾锅炉运行的核心问题之一,垃圾发热量的设计取值尤为关键。

由于垃圾水分高、灰分高、惰性气体质量分数高、挥发分产率高、固定碳质量分数低、热值低、烟气量大[2],所以,烟气中水分高,炉膛辐射换热能力增强;烟气量大,炉膛、分离器、尾部截面需增大;垃圾灰分易黏结,尾部受热面积灰严重,各级受热面均应设置有效的吹灰装置;垃圾热值低(按8∶2与煤混合后比热值只有8 373.6 kJ/kg),锅炉设计时需要布置较多的受热面积。

有些密度小的垃圾,如塑料、纸张等,易被吹送至炉膛中上部,热量多在稀相区释放。设计时采用较高的二次风配风比例和二次风机风量,以适应垃圾在炉膛上部燃烧份额较高的需求。有些垃圾密度大,热值低,下落到密相区干燥吸热,降低了密相区的温度,所以,需加燃煤维持床温。有些未分选的垃圾中,大块不可燃物多,容易造成流化状态恶化,形成结焦。系统应考虑在垃圾原料仓到炉前料仓的垃圾输送过程中设置人工分拣站,保证入炉垃圾的品质。

2)床料特性。

垃圾灰分中颗粒过大或过小,不适合循环,需额外加床料,掺烧煤可改善床料粒径分布。垃圾灰比较软,熔点低,易结焦,大块垃圾造成排渣困难。为防止垃圾热值波动对床温的影响,床料厚度应加厚。设计时,应在炉前增加料仓,设置炉前加沙系统,以适应燃料较大范围波动的要求,扩大锅炉负荷调节范围。特别是在垃圾热值和助燃煤热值较高以及纯燃煤的情况下,为保证锅炉的带负荷能力,通过加沙系统添加惰性物料,能够降低垃圾炉的烟气量,减轻受热面磨损。

3)腐蚀特性。

烟气中含硫化物和HCl,如果过热器管壁温度高并有积灰,由于吸附灰和HCl气体的相互作用,在高温下熔融易发生高温腐蚀。为避免高温腐蚀,在过热器前布置足够的受热面(设水冷屏、采用水冷分离器、布置蒸发管束等),使过热器入口烟气温度保持在750℃以下,以降低管壁温度。同时,高温过热器采用耐腐蚀的奥氏体不锈钢,并选择合适的烟气流速减少受热面积灰。

烟气中水分高,易造成空预器低温腐蚀,若提高排烟温度,锅炉效率将会降低。为防止低温腐蚀,最末一级空预器采用热管空预器,或采用考登钢材料,同时选择较高的排烟温度。

4)二次污染。

垃圾焚烧过程中极易生成的二恶英是地球上最强的毒物,毒性是氰化钾的1 000倍,要严格限制其排放。此外,垃圾灰渣中含重金属;垃圾飞灰是二恶英的载体,属危险废弃物;烟气中含HCl和SO2,需脱除。

为抑制二恶英生成,应采取以下措施:采用3T技术,温度保持在850℃以上,停留2 s以上,保持高湍流度;掺烧含硫煤;采用高温旋风筒,保证二恶英完全分解;燃烧温度在850℃左右,合理组织燃烧,保证NOX不超标,通过炉内添加石灰石脱除SO2。

2.2 设计新一代循环流化床焚烧炉的关键点

当前,循环流化床焚烧炉主要有两种结构形式,即方形水冷炉型和绝热旋风炉型,两种炉型各有优缺点,其共性问题是:易磨损、给料系统和排渣系统故障较多。太原锅炉集团很好地总结了在运产品的运行经验,吸取两种炉型优点,克服其缺点,开发出了技术经济性能更为优异的产品,即节能型循环流化床垃圾焚烧发电锅炉。该产品采用绝热旋风分离、不带外置床;过热器烟道采用包墙形式、高温过热器前设置对流蒸发管束。该产品针对性地解决了在运产品存在的以下问题。一是方形水冷分离垃圾炉在运行过程中出现的受热面磨损严重、流化不好、飞灰含碳量偏高等问题;二是带外置床和对流管束的绝热旋风分离炉型埋管过热器磨损严重、锅炉结构复杂等问题;三是给料和排渣不畅的问题。

新产品认真把握了以下4个设计关键点。一是采用了最新专利和专有技术,具有节煤、节电、低磨损的技术优势[3]。二是采用绝热旋风分离器,能减轻受热面磨损,改善流化状况,利于排渣,提高锅炉连续运行时间。三是不设置外置床,而是将过热器入口烟温控制在750℃以下,过热器管壁温度控制在500℃以下,避免过热器高温腐蚀。四是针对现场运行中存在较大问题的关键结构进行重大改进,例如垃圾给料口、布风装置、排渣装置。给料给煤口和垃圾给料口分别独立布置,给料给煤口距布风板1.5 m左右,垃圾给料口距布风板7～8 m左右,核心就是垃圾口一定要布置在稀向负压区,确保垃圾入料的畅通。垃圾给料口采用2个,一是保证运行可靠性,一台发生故障时不至于垃圾全部停止供应;二是避免给料口处膜式壁开孔太大,一旦垃圾停运,给料口很难保护。考虑到垃圾中存在铁丝、砖头、大块异物等杂物,排渣装置采用2个直径较大的排渣口和1个常规的事故排渣口,考虑到排渣口处的流化质量及让管工艺的实现问题,将2个大排渣口设置在布风板后墙处,并采用较大的布风板面积。

3 结束语

太原锅炉集团试制出的更适合中国垃圾发电的节能型循环流化床垃圾焚烧发电锅炉已获得国家专利,处理垃圾能力为500 t/d,近期主体工程已安装完毕,准备进行水压试验,很快将投入商业运行。

摘要：将炉排式垃圾焚烧锅炉与循环流化床垃圾焚烧锅炉进行比较,指出设计循环流化床垃圾焚烧锅炉时应重点考虑的问题,提出新一代循环流化床垃圾焚烧锅炉设计的关键点。

关键词：垃圾发电,炉排式,循环流化床

参考文献

[1]张衍国,李清海,康建斌.垃圾清洁焚烧发电技术[M].北京:中国水利水电出版社,2004.

[2]冯俊凯,沈幼庭,杨瑞昌.锅炉原理与设计[M].3版.北京:科学出版社,2003.

循环流化床焚烧处理 篇5

福建中安公司的垃圾焚烧发电厂以BOT运营模式处理当地辖区生活垃圾, 采用焚烧锅炉热力发电的环保技术, 项目总投资2.25亿元人民币, 生产规模为日处理生活垃圾500t, 配备两台38t/h循环流化床垃圾焚烧锅炉、两台7.5MW凝汽式汽轮发电机组。该项目于2007年筹建, 2008年08月投入生产运行, 目前运行出现锅炉热效率低、掺煤比高、一次风机能量损耗大、机械寿命缩短、尾气输灰系统自用电率高、厂内环境差, 使得电厂能耗偏高且环境差, 影响锅炉安全、稳定、有效运行。

1.1锅炉本体技改分析

锅炉本体存在的主要问题:1炉膛内部受热面吸热份额较大, 炉膛出口水冷壁裸露段达到3.30m, 较大的炉内换热后, 炉膛内部温度场整体蓄热能力下降, 成团垃圾在炉膛里更难充分燃尽, 热量未及时充分利用即作炉渣排掉。炉膛出口温度降低, 掺入物料内循环的物料温度也降低, 对床温稳定起反作用, 需要更多燃煤来稳定床温。2返料器内布置了高过和低过, 占锅炉热效率里很大的换热份额, 旋风分离器分离下来的返料温度为850℃左右, 经过高低过受热面大量吸热后返料器出口温度只有730℃, 远远低于床温。由于产汽量和主蒸汽温度均靠返料器吸热份额来保证, 设计物料外循环倍率高, 有时被迫人为提高一次风量来保证分离效率, 大量的低温物料返回炉膛, 需要更多燃煤来维持床温。这也是一次风量大以及燃煤掺配比高的另一个原因。

1.2一次风机变频技改分析

一次风产生流程:垃圾坑→鼓风机→空预器→床底风箱→炉膛。一次风机在工频运行状态下, 由于采用进口调节挡板调节一次风机的流量和压力, 以此满足负荷变化的要求, 其能量损耗严重。因此由进风挡板调节开度大小技改为变频器调节电机转速多少来改变一次风量和风压, 以满足锅炉运行调整的需要。这可以节约能源、延长机械使用寿命和电机风机大修周期, 节省检修费用和时间, 提高设备工作效率和经济效益。

1.3尾气输灰系统技改分析

尾气输灰系统是采用正压浓相仓泵气力输送系统。布袋清除下来的灰从灰斗→通过给料机→到达斜槽→进入中间仓→最后由仓泵送至灰库。但给料机在运行过程中存在缺陷:1给料机的轴承与盘根容易损坏, 损坏后漏灰很大, 严重破坏厂内环境及影响设备的安全运行。2在启停炉过程中, 经常发生飞灰堵在给料机处的现象。3两台炉的给料机配有八台电机, 年耗电约52560k Wh/a。取消给料机, 在原给料机位置用直径200mm的钢管连接在一起, 则可以完全避免给料机在运行过程中存在的环境风险和安全隐患, 还可以降低厂用电率。

因此, 要从提高锅炉热效率、降低原煤掺烧量、降低厂用电率、完善环保设施、提高设备安全性等几方面对设备进行技术改造, 达到节能减排安全运行的目的。

2技改方案

2.1锅炉本体技改方案

2.1.1锅炉本体技改内容

⑴在炉膛内部受热面全部敷设卫燃带。由于燃烧室内换热份额减少, 炉膛出口温度及床温将提高100~150℃, 燃烧室温度场大蓄热量大, 两个炉膛出口及沿炉膛深度和宽度范围内有均匀稳定的温度和热量分布, 有利于稳定燃烧。

⑵在返料器内只布置高温过热器, 低温过热器改为布置在尾部竖井烟道内。由于换热量减少, 返料器出口返料温度高于床温50~100℃, 这样可以进一步促进床温的稳定。低过布置在尾部, 提高尾部吸热份额, 为降低炉内吸热份额创造条件;同时不单纯依靠返料对饱和蒸汽进行过热, 在启炉和断烧垃圾时容易保证主蒸汽温度, 还可以降低排烟温度。

⑶将炉底布风板小孔截面积改小。布风板改小后, 正常运行时床压控制在9k Pa左右, 布风板阻力将比技改前提高, 这样有利于在安全前提下, 降低一次风量, 提高二次配风的份额, 达到合理燃烧。

2.1.2锅炉炉内及返料器浇注料技改施工方案

⑴施工准备。1先熟悉图纸和现场, 核实图纸尺寸与现场实际是否吻合。2按图纸和实际情况, 核对炉墙和外置式换热器炉墙系统砌筑保温的准备工作。3主要材料估算:高强耐磨耐火浇注料42t、自流式刚玉浇注料36t、轻质浇注料10t、耐火耐磨可塑料12t、硅酸铝纤维毡21m3、Y型抓钉L=540 (Φ10材质0Cr18Ni9) 610kg。

⑵炉墙和外置式换热器炉墙砌筑保温施工方案。

1耐火耐磨浇注料施工。根据SDJ66-82《火力发电厂耐火材料技术条件与检验方法》的规定, 在耐火耐磨浇注料施工前, 应按设计规定的配比制成100mm×100mm×100mm的试样9块进行抗压强度试验[1]:其中3块做常温抗压强度试验, 3块做110±5℃烘干抗压强度试验, 余下3块做800℃高温后抗压强度试验, 合格后方可进行施工。

2进行不锈钢抓钉 (0Cr18Ni9) 焊接, 按要求抓钉刷1.5mm厚的沥青漆, 做膨胀缝用。

3炉墙厚度为100mm的耐火浇注料, 返料器内的浇筑层厚度为120mm的自流式刚玉浇注料, 从内向外分别为120mm厚的耐火层、120mm厚的保温层和60mm厚的绝热层组成, 四周侧墙耐火层连接处及顶部炉墙与侧墙连接处, 应预留膨胀缝, 具体结构按图示尺寸设计, 膨胀缝用Φ20mm的石棉绳填充, 用木质板做模具, 炉膛顶部和返料器顶部用耐火可塑料浇注施工。

4外置式换热器“溢流口”处炉墙浇筑前, 用Φ10mm (材质0Cr18Ni9) 耐热钢筋编制成100mm×100mm的钢筋网格, 钢筋网格下端与布风板焊接固定, 两侧与后墙耐火层抓钉焊接固定。

5施工结束后, 根据耐火耐磨浇注料的烘炉曲线进行烘炉。

2.1.3锅炉过热器拆装施工方案

⑴过热器拆除。1先对锅炉拆除部分的卫生进行彻底清理, 确保拆除工作环境符合要求。2拆除顺序:过热器炉顶及保温→相应部分炉墙→过热器部件。

⑵过热器安装。根据GB50273-98《工业锅炉安装工程及验收规范》的规定, 过热管在安装前必须进行通球试验, 通球球径0.8dmm[2]。试验用球应为钢球, 由现场质检员进行编号管理。通球后的管子, 管口应用塑料盖做好可靠封闭措施, 并做好记录和签证。

本锅炉过热器为立式、混流式布置, 分为高、低温段, 均为散装到位, 在安装前先将过热器集箱及减温器找正之后, 再单件安装。

1高过安装待集箱校正后, 先对每组逐一通球, 并将对口管头内外打磨至金属光泽, 再进行对口焊接。对口前首先以边管为基准, 测量、调整蛇形管管距与集箱上管座管孔相符, 并将两边管与集箱管座对口点焊, 对口时预留出间隙, 以保证焊接管中心保持在同一直线上, 不得有错口别劲等强行组对现象。然后再依次将中间的其它管子组对焊好。

2焊接必须由持证焊工按焊接工艺卡进行操作, 同时焊丝、焊条必须相符, 并应满足图纸和相应规范的要求。

3高温过热器安装完毕后, 再进行水平低温过热器单管安装, 待焊接好后应对管排进行校正、固定, 以保证下一工序。

4低温过热器管仍用单件安装法, 在定位管组装好后, 分组装配。

5过热器蛇形管安装完成后, 应注意调整它们相互的间距和垂直度。蛇形管排列应均匀整齐, 不得有长短不齐、高低不平等现象, 其允许偏差应符合表1标准:

2.2一次风机技改方案

2.2.1一次风机技改内容

由进风挡板调节开度大小改为由变频器调节电机转速来改变一次风量和风压, 以满足锅炉运行调整的需要。

2.2.2主要设备材料估算

变频控制柜 (POWERSMART系列) 两套、高压进 (出) 线电缆 (高压柜→变频器→电机) ﹝YJV (3×70) /10k V) 93000mm、低压控制电缆 (低压配电室→变频器) (VV (3×4.0+1×2.5) ) 90000mm、上位机 (操作、指示、转速给定、模拟信号上传、急停) 电缆 (上位机→变频器→上位机) (KVVP7×1.5、KVVP19×1.5、KVVP4×1.5) 各60000mm、热缩电缆附件终端6付 (高压柜→变频器) (NRSY-10/3×3) 70mm2、热缩电缆中间附件1付 (变频器→电动机) (JRSY-10/3×3) 70mm2、12#槽钢12000mm。

2.2.3一次风机技改作业程序

⑴变频器柜安装。由于10k V配电室内空间太小, 只能将变频器柜放置于软启动室内。因2#变频器柜所放位置没有电缆沟, 故需在软启动室内挖电缆沟, 沟为5600mm×500mm×600mm, 并用角钢50mm×50mm×5mm和槽钢制作电缆沟架和盖板。

⑵因1#一次风机变频器柜需放置于软启动室内原两台高压油泵控制柜位置, 故需将两台高压油泵控制柜移到给水泵启动柜旁, 需重新接电缆线与控制线。

⑶1#、2#变频器柜接地线焊接, 需镀锌扁铁6000mm×40mm×4mm。

⑷变频器就位、安装固定。

⑸先放电源电缆, 再放控制电缆。

⑹1#一次风机的10k V高压开关柜至变频器柜进线柱电源电缆需购买, 长度34000mm;电机电缆也需购买, 长度22000mm。2#一次风机的电机到变频器柜出线柱电缆够长, 无需购买, 只需购买2#一次风机的10k V高压开关柜出线端至变频器柜进线柱电缆, 长度32000mm。两台变频器风扇电源需分别从400V低压母线一段AA5-9号抽屉柜和二段AA12-5号抽屉柜取电源, 电缆长度需90000mm。制作中间接头和终端接头需专业人员, 电修人员配合厂家接线。

⑺DCS工程师站需厂家指导接线。

⑻接线完毕后对变频器进行空载和带机负载调试。

2.2.4施工安全注意事项

⑴在10k V配电室装拆电缆时, 必须办理工作票, 做好安全技术措施。

⑵在移动电缆时应注意防止电缆破皮。

⑶根据当时运行的汽轮机来确定相应的高压油泵启动柜拆移安装。

⑷挖电缆沟时须派人现场监护, 防止震动过大影响其它设备工作, 注意安全距离。

2.3尾气输灰系统技改方案

(1) 技改内容:改造8台给料机及相关管道等。

(2) 主要材料估算:耐磨输灰管等材料1套。

(3) 施工作业程序。

1制作检修平台。因原输灰给料机处检修平台较简陋, 存在安全隐患, 故需先制作检修平台。采用120mm宽的槽钢, 两端固定在除尘器本体横梁上, 制成长6000mm、宽3500mm的检修平台, 并在四周制作围栏。

2根据输灰管尺寸制作16片法兰和8根连接短管, 短管两端分别焊上连接法兰。

3切断电机电源, 拆除电机电源线并做好绝缘, 拆下输灰给料机和电机。

4装上法兰连接短管, 两端法兰连接处用密封垫做好密封处理。

5对输灰系统做气密性试验。

3技改效果

3.1能耗指标

锅炉技改前 (2010年度) 后 (2012年3~12月) 能耗指标汇总见表2。

3.2节能分析

3.2.1各种能源折标准煤参考系数[3]见表3。

3.2.2锅炉技改前后单位产品综合能耗计算

⑴锅炉技改前 (2010年度) 单位产品综合能耗计算

技改前消耗各种能源转换为标准煤计算:

1用电:1856.28万k Wh=6218538000gce。

2用原煤:23132.16t=16854091776gce。

3用柴油:18t=26227800gce。

4用垃圾:93992.54t=18798508000gce。

5用蔗渣:61256.91t=30628455000gce。

所以技改前消耗各种能源转换为标准煤合计=72525820576gce。

技改前电厂发电量共计9159.12万k Wh。

因此技改前电厂每发1 k Wh电量需消耗标准煤=72525820576gce÷91591200k Wh≈792gce/k Wh。

⑵锅炉技改后 (2012年3~12月) 单位产品综合能耗计算技改后消耗各种能源转换为标准煤计算:

1用电:828.90万k Wh=2776815000gce。

2用原煤:6288.04t=4581465944gce。

3用柴油:14.37t=20938527gce。

4用垃圾:82204t=16440800000gce。

所以技改后消耗各种能源转换为标准煤合计=23820019471gce。

技改后电厂发电量共计3262.81万k Wh。

因此技改后电厂每发1k Wh电量需消耗标准煤=23820019471gce÷32628100k Wh≈730gce/k Wh。

3.2.3锅炉技改后节能计算

锅炉技改后每发1k Wh电量节约标准煤=792gce/k Wh-730gce/k Wh=62gce/k Wh。

按2010年发电量9159.12万k Wh计算, 年节约标准煤量=62gce/k Wh×91591200k Wh÷ (1000g/kg×1000kg/t) =5679tce。

按标准煤850元/t计算, 则每年可以产生经济效益482.72万元, 达到节能效果。

由此看出, 技改后的锅炉产生的效益非常明显, 一方面大大降低了燃煤的消耗, 消除了环境污染的隐患;另一方面也相应地减少了烟尘和二氧化硫的产生量, 从而降低了烟尘和二氧化硫的排放量。最终实现节能降耗, 减污减排, 保护环境, 安全生产的目标。这不仅为企业降低了生产成本、改善了生产环境, 同时也获得了良好的社会效益, 达到节能减排保护环境的效果。因此公司申报并获得了广西自治区2012年节能技术改造财政奖励资金共计43.50万元。

摘要：介绍了WB-3.82-38-450型循环流化床垃圾焚烧锅炉运行时存在热效率低、掺煤比高、能量损耗严重、年耗电大等问题。通过分析找出了主要原因, 并针对性地采取了锅炉本体技改、一次风机变频技改、尾气输灰系统技改等措施, 完成以节能降耗减排和安全生产为主的锅炉技术改造, 达到降低运行成本、改善厂区环境、实现安全生产和达标排放的目的, 取得良好的经济效益和社会效果。

关键词：流化床,垃圾,焚烧,锅炉,技改,节能

参考文献

[1]SDJ66-82, 火力发电厂耐火材料技术条件与检验方法

[2]GB50273-98, 工业锅炉安装工程及验收规范