摘 要:在垃圾焚燒爐、垃圾電廠熱力系統設計工作中,我們需要對垃圾燃料水分高、熱值低、熱值穩定性差、成分復雜等特點予以了結,針對垃圾鍋爐的供風方式進行分析,同時針對垃圾鍋爐高低溫腐蝕、垃圾電廠熱力系統等進行分析。
關鍵詞:垃圾焚燒爐;垃圾電廠熱力系統;設計問題
引言
我國現階段對帶爐排的拉近焚燒爐應用較為廣泛,在我國深圳市,就在1985年從國外引進了兩套三菱馬丁爐排垃圾焚燒爐,這也是我國垃圾焚燒處理工作的首次實施,也在一定程度上對我國在垃圾焚燒技術方面的研究予以了促進。珠海垃圾發電廠,而言配備三臺垃圾余熱鍋爐,每臺垃圾焚燒爐每天可以處理200噸的垃圾,可以產生10.5噸的額定蒸發量,并且從底特律公司引進了爐排,其余設備都是國內生產的,在這一鍋爐設備中,選擇使用了瘦高形的爐膛,在這種爐膛中可以保證垃圾進行充分燃燒,避免不完全燃燒導致的氣體損失問題。同時,在適合的溫度下,保證可以有充足的時間分解二惡咽、吠喃等有毒和惡臭氣體。
1垃圾燃燒的特點
隨著我國經濟快速發展,人民生活水平顯著提升,也帶來了越來越高的垃圾產量。在我國廣州市,在1980年垃圾排放量就達到了36萬噸每年,在1991年這是數值上升到了105萬噸每年,在1992年這一數值上升到了120萬噸每年。另外,垃圾成分也產生了改變,煤灰等不燃物比例有所下降,由原本的61.6%下降到40%,廚房垃圾比例有所上升,由原本的32.4%上升到42%,塑料垃圾比例有所上升,由原本的4.3%上升到8%。針對現階段垃圾處理工作,主要應用衛生掩埋法實施處理,在我國廣州市地區,陸續對三座大型掩埋場進行了啟建,其中一個掩埋場已經飽和,其余兩處掩埋場也預計在三到五年內達到飽和。另外,針對垃圾處理工作,還可以采用機械化堆肥處理技術、簡易高溫堆肥技術等措施,但在應用這些技術過程中,需要較大的經濟投入,并且難以實現理想的經濟效益。而采用焚燒處理技術,可以實現高溫滅菌效果,并在減容減量方面可以達到95%和75%左右的效果,從而讓掩埋場可以使用更長的時間,減少對土地資源的占用,另外垃圾焚燒所產生的熱量也可以用于發電、供汽等方面工作,將垃圾的剩余價值利用起來,因此,在垃圾處理工作中,對垃圾焚燒處理、余熱利用等已經成為了主要的趨勢。
在實際使用垃圾燃料過程中,垃圾處于低熱值的廢棄燃料,并且自身會嚴重受到外界條件的影響。在一些經濟發達地區,垃圾也具有較高的熱值,相比之下,在一些經濟落后地區,垃圾的熱值也顯著降低;在多雨季節,垃圾內部蘊含了較多水分,不利于進行燃燒。哪怕垃圾燃料勉強燃燒起來,在垃圾焚燒爐內部爐膛中溫度也較低,燃燒不夠充分。想要保證垃圾燃料充分燃燒,就需要投入一定的助燃劑,比如燃油等等,但是這會顯著降低垃圾燃料使用的經濟價值。
2垃圾鍋爐的腐蝕
在垃圾鍋爐中,主要包括高溫腐蝕、低溫腐蝕等現象。通常情況下,引起鍋爐產生低溫腐蝕的原因主要在于煙氣中的三氧化硫成分,并且受熱面壁溫度會低于酸露點。在垃圾鍋爐中,除了上述原因引起低溫腐蝕意外,還會因為塑料制品燃燒過程中產生的氯化氫成分而引起。在氯化氫成分中,會由蒸汽分壓決定自身酸露點,想要對酸的凝結予以避免,金屬壁溫至少需要高于120攝氏度以上,因此,在使用垃圾鍋爐過程中,排煙溫度至少要超過200攝氏度。
另外,在金屬表面和氯化氫之間會產生高溫反應,這種現象可能會導致余熱回收設備失去作用,在金屬和氯化氫之間發生反應過程中,鹽分沉積物會作為化學反應的催化劑,因此,會導致垃圾焚燒鍋爐受到高溫腐蝕作用的影響。想要避免由于氯化氫成分所引發的鍋爐高溫腐蝕現象,在受熱面壁需要將溫度控制在450攝氏度以下。
3垃圾鍋爐的送風系統
在應用垃圾焚燒爐過程中,針對一些水分較高、熱值較低的垃圾燃料,最為重要的就是對垃圾實施干燥處理。在垃圾干燥處理工作中,主要包括爐外干燥、爐內干燥等操作,在爐外干燥操作中,主要借助自然風干、通熱風等方式進行干燥處理;在爐內干燥操作中,主要是在爐排上借助爐膛輻射、冷空氣等對垃圾進行干燥處理。針對層狀燃燒的垃圾鍋爐,通常會應用分段送風的方式,通常需要考慮以下幾種情況。
首先,采用盡早配風法,在前期進行大量送風,對垃圾燃料進行快速風干,通常在垃圾鍋爐中對這種方法的應用較為廣泛,在爐排上剛剛放置好垃圾時,垃圾燃料內部水分較大,需要輸送大量的熱風進行干燥處理,在點燃垃圾中的可燃成分以后,燃燒速度十分迅速,但需要保證供給充足的空氣,垃圾燃料迅速燃燒所需時間較短,在燃盡區域并不需要較多的空氣。
其次,采用強風后吹法,在最后一到兩個風室中,大量鼓風以實現對后部燃燒的強化,在后拱出口將大量被吹起的高溫粒子甩向爐前,對新送入的燃料進行覆蓋,以此作為熱源來輔助新進燃料的燃燒,對新燃料的點燃條件進行改善。在使用這一方法過程中,前期的送風量較小,垃圾難以得到有效干燥,通常不會在垃圾鍋爐中使用。
再者,就是采用推遲配風法,針對燃燒前期的垃圾燃料層,盡量減少送風或者直接不送風,針對燃燒中期的垃圾燃料,盡量加強送風,逐漸促進強烈燃燒區域的形成,在燃盡區域,可以顯著降低送風量,之所以使用這種方法,是因為在前期具有較小的送風量,垃圾干燥、燃燒難以快速實現。在垃圾燃料中,成分變化較為明顯,尤其是水分變化更是變化無常,在各個風室中,風量、風溫也會發生改變,需要將實際情況作為依據實施調整,不能直接對某一送風系統進行機械化套用。
4垃圾電廠的熱力系統
在垃圾焚燒工作中,需要連續進行焚燒,在汽輪機設備發生故障需要檢修時,針對余熱鍋爐內部產生的蒸汽,需要應用一套裝置實施冷凝。在垃圾電廠運行過程中,熱力系統具有自身特殊性,不可以對燃煤電廠熱力系統進行直接原封不動的套用。在垃圾電廠運行過程中,相比于燃煤電廠,在垃圾電廠熱力系統中,額外配備了前壓調節閥、蒸汽空氣加熱器、高壓蒸汽冷凝器等設備。
在垃圾熱值方面,缺乏一定穩定性,蒸汽量會隨著垃圾熱值提升和提升,壓力也較高,但在垃圾熱值較低時,產生的蒸汽量也較少,壓力也不高。如果想要實現穩定的電負荷,就需要對蒸汽進入汽輪機的壓力參數予以保證,需要進行對前壓調節閥的設置。
結語
在當前我國經濟快速發展背景下,人們生活水平逐漸提高,在日常生活中產生的垃圾也逐漸增多。這一背景下,垃圾處理工作就逐漸成為了一項城市運行中的主要工作,我國針對逐漸提升的垃圾排放量,逐漸應用了垃圾焚燒處理技術,并逐漸對垃圾焚燒爐、垃圾電廠等進行了應用,對先關熱力系統設計開展了各項研究工作。
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