垃圾焚烧锅炉空气预热器堵灰研究与分析

彭炜

(安徽恒联环保能源有限责任公司，安徽淮北235000)

垃圾焚烧锅炉空气预热器堵灰研究与分析

彭炜

(安徽恒联环保能源有限责任公司，安徽淮北235000)

对安徽省安庆市某电厂一期工程垃圾焚烧流化床锅炉空气预热器堵灰问题进行了试验研究和分析，探索环保发电机组稳定和经济运行的途径和措施。

垃圾焚烧;空气预热器;积灰

0 引言

安庆皖能中科环保电力有限责任公司为业主投资建设的安庆垃圾焚烧电厂项目，其厂址位于安庆市大观区山口乡，西北部均多山体，东部距离山口乡集镇中心约5.4km，距离安庆市区规划建设区约12.8km。靠近公路北侧150m地势相对平坦，平均海拔标高约为45m。附近山坡地势较缓，最高点约为118m。附近有山口乡变电站可供利用，电厂生产用水水源可取自皖河水。垃圾运输可以利用现有的十洪公路。

电厂年垃圾处理量为2.92×105t，日垃圾处理量为800t。选用2×500t/d循环流化床垃圾焚烧炉，选配2×12MW汽轮发电机组。

锅炉选用循环流化床锅炉，循环流化床是一种清洁的燃烧方式，焚烧炉内的垃圾、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820～900℃之间，烟气在炉内的停留时间4s以上，有效的抑制NOx和二恶英的生成。循环流化床焚烧炉尾部排出的烟气经烟气净化后排放。净化的措施为每条生产线都配有脱酸反应塔、活性炭吸附和布袋除尘器。烟气净化处理后各污染物的排放指标符合《生活垃圾焚烧污染物控制标准》(GB 18485－2001)的要求和环评批复的要求。安庆垃圾焚烧电厂属垃圾资源化利用工程，利用垃圾焚烧后的余热用于发电不但可以保证厂内设备用电，而且剩余电量还可以上网外供。

锅炉启动点火时，需要燃油加热循环流化床焚烧炉的床料至一定的温度，满足垃圾及辅助燃料煤自燃的需要。燃油从贮油罐经油泵加压进入燃油燃烧器。垃圾及煤进入焚烧炉后成为混合燃料，燃烧产生的烟气和夹带的物料在炉膛上部出口进入锅炉的旋风分离器，被分离出来的物料进入外置换热器，冷却后通过返料装置被送回炉内再燃。

经旋风分离后的烟气通过锅炉尾部受热面(对流管束、省煤器、空气预热器)将温度降到155℃左右后进入烟气净化系统。本厂每一台焚烧炉配套一套烟气净化设备，共有2套烟气净化设备。处理方式是采用半干式脱酸反应塔+活性炭吸附+布袋除尘器，在锅炉出口与半干式反应塔之间预留场地作为静电除尘器安装位置使用。增加一级静电除尘器的工艺可有效减少布袋除尘器的负担，延长布袋除尘器的寿命，烟气首先进入脱酸反应塔，在反应塔中，烟气与喷入的石灰粉互相接触反应，使烟气中的酸性气体被中和，并且将烟气中的重金属和二恶英吸附;接着进入布袋除尘器，烟气中的颗粒被滤掉，最后符合排放标准的烟气通过引风机送至烟囱排放至大气。活性炭喷入半干式反应塔和布袋除尘器之间的烟道内以吸附重金属和二恶英，再通过布袋除尘器收集下来。

收集下来的粉尘部分回到反应塔，其余经仓泵通过气力输送，送至灰库贮存，再通过密闭罐车运输至安庆市陵宜水泥有限公司，由该公司负责将焚烧飞灰作为水泥生产用生料使用，经高温煅烧和熔融过程后成为合格水泥。全厂设置2台300m3的灰库，可贮存8d的飞灰量。垃圾焚烧后产生的热量被余热锅炉吸收后产生3.82MPa，450℃过热蒸汽，供2×12MW的凝汽式汽轮发电机发电。所发电力除供本厂使用外，多余电力送入地区电网。

1 问题的提出

本项目为垃圾处理及发电综合应用项目。设计采用循环流化床燃烧方式的垃圾焚烧处理技术，焚烧炉/余热锅炉一体化布置。设计燃料为混合燃料:城市生活垃圾和煤，生活垃圾与煤的配比(按热量)为4∶1。该发电项目中生活垃圾为主要燃料，燃煤为辅助燃料。因此设有2套燃料供给系统。采用循环流化床半干式脱酸反应塔+活性炭吸附+布袋除尘器的烟气净化技术。飞灰及反应物采用正压浓相气力输送技术。

1.1 主要设备概况

主要设备有:垃圾焚烧炉/余热锅炉、汽轮机、发电机及烟气净化设备等。垃圾焚烧炉采用无锡锅炉厂与中科通用集团有限公司联合研制的循环流化床垃圾焚烧炉。垃圾焚烧炉/余热锅炉设备主要技术参数见表1。

表1 垃圾焚烧炉/余热锅炉主要技术参数

1.2 空气预热器

垃圾焚烧炉尾部竖井烟道布置有空气预热器，该空预器为管式，共分四组七回程，按烟气流向，第一级布置在下级省煤器上部，为一次风空预器上管箱，其余管箱布置在下级省煤器后部。

一次风管箱横向节距85mm，纵向节距50mm;二次风管箱横向节距85mm，纵向节距50mm。一次风空气后中部进两侧出，二次风空气后中部进单侧出。一次热风温度为250℃，二次热风温度为170℃。每两组管箱之间留有不小于800mm高度的空间，便于检修和更换。

本项目投产2年多来，管式空预器的运行状况不好，堵灰严重，使得机组的连续运行周期较短，严重影响了机组的长期稳定安全运行。

2 焚烧炉燃料及空预器积灰灰样分析

本焚烧炉的燃料采用垃圾、燃煤混烧的焚烧形式。焚烧的垃圾主要来自安庆市区的生活垃圾。垃圾与燃煤混烧时的配比(热量)不低于4∶1。各燃料的具体成分见表2。

表2 设计燃料特性

为解决管式空预器堵灰问题，开展了试验研究工作，对焚烧炉的燃料及管式空预器所积的灰分进行了化验，化验分析结果见表3。

表3 管式空预器积灰化验分析

对锅炉设计的燃料和实际运行时的燃料比较分析，本垃圾焚烧炉设计燃料与实际运行燃料相比有偏差。其是该垃圾焚烧炉管式空预器严重积灰的一个原因。

3 燃烧系统图及空预器积灰的运行试验

安庆皖能中科环保电力有限公司1号炉燃烧系统中，本垃圾焚烧炉设有4组管式空气预热器，一次风空预器为两组，二次风空预器也是两组。其中一次风空气预热器两组之间为下级省煤器。为了解决实际运行中的空预器积灰问题，进行了管式空预器燃气高压脉冲吹灰试验和停机高压水冲洗试验结果见表4、表5。

表4 空预器吹灰前后试验数据对比

表5 管式空预器停机水冲洗前后试验数据对比

从表4中可见，管式空预器采用燃气高压脉冲吹灰，其效果不明显。在相同的锅炉负荷下，吹灰前后两种工况的参数变化较小，引风机电流仅降低0.7A，折合降低1.9%，吹灰效果不明显。

2014年3月25日至29日停机消缺。利用停机消缺机会进行了垃圾焚烧炉管式空预器高压水冲洗试验，高压水冲洗压力为0.6MPa。从表5中数据分析可见，高压水冲洗对垃圾焚烧炉管式空预器的积灰清除效果明显，引风机电流下降明显，在相同的锅炉负荷下，引风机电流降低3A，折合降低8.4%

4 结论与建议

针对循环流化床垃圾焚烧炉锅炉，通过对运行2年的数据分析和2014年3月所作的管式空预器燃气高压脉冲吹灰试验、管式空预器高压水冲洗试验数据进行研究分析，得出如下结论:

(1)对循环流化床垃圾焚烧锅炉所配管式空预器采用燃气高压脉冲吹灰的效果较差;对循环流化床垃圾焚烧锅炉所配管式空预器采用高压水冲洗除灰的效果较好;建议多利用停炉机会，对循环流化床垃圾焚烧锅炉空预器采用高压水冲洗清灰。

(2)建议开展对循环流化床垃圾焚烧锅炉所配管式空预器的积灰机理作进一步的研究，如采用飞灰附着力较弱的光滑搪瓷表面处理技术处理换热元件，以提高锅炉连续运行周期。

(3)建议开展垃圾燃料添加剂研究，以改变飞灰特性，降低管式空预器积灰可能，从而提高传热效果，提高锅炉的效率。

［1］朱全利.锅炉设备系统及运行［M］.北京:中国电力出版社，2010.

［2］临秸.锅炉运行［M］.北京:中国电力出版社，2012.

［3］华东六省一市电机(电力)工程学会.锅炉设备及其系统［M］.北京:中国电力出版社，2010.

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［5］王广兵，宋绍伟.锅炉空预器堵灰的原因分析及处理措施［J］.电力科技与环保，2013，29(6):43－44.

Research and analysis of blocking up about air preheater of burning rubbish fluidized bed boiler

The air preheater blocking up ash of burning rubbish fluidized bed boiler in Anhui Anqing were researched and analyzed.It explored steady operation of environmental protection electric power plant and probed the economy operation way or measure about generating unit.

burning rubbish;air preheater;blocking up ash

TK223.34

B

1674－8069(2016)06－056－03

2016-06-21;

2016-07-24

彭炜(1963-)，男，安徽淮北人，硕士，正高级工程师，长期从事电力建设项目管理、电厂运行维护检修管理。E－mail:penvy@sina.com