技术 | 400t/d循环流化床垃圾焚烧锅炉改造的设计和运行-第2页-北极星火力发电网

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3.3锅炉热力计算校核

改造后的锅炉热力计算汇总见表４。

4改造效果验证

焚烧锅炉改造完成并调试运行稳定后，分别从主要运行参数、炉膛温度、烟气停留时间、炉膛冒正压状况、ＣＯ排放数据和燃烧效率等方面分析燃烧优化改造效果，并对排放烟气中所有污染物指标进行检测。现场运行数据及垃圾处理量、蒸发量数据来自运行报表，炉膛温度等运行数据来自现场运行记录，２４ｈ烟气排放数据来自与环保部门联网的烟气在线监测系统。

4.1主要技术性能指标

（１）设计与运行参数对比

垃圾处理、蒸发量、炉膛温度和炉膛出口过量空气系数等关键参数的２４ｈ运行数据和设计参数对比见表５。

焚烧锅炉改造后实际运行数据满足设计参数要求，垃圾处理量达到６３１ｔ／ｄ，蒸发量达到５３ｔ／ｈ，分别高出设计值５％和６％。炉膛中部和炉膛出口温度２４ｈ均值都高于８５０℃，满足设计改造要求。炉膛出口过量空气系数均值为１．４７，满足燃烧需要的空气量。

（２）炉膛温度和烟气停留时间

维持流化床炉膛内８５０℃～９５０℃的稳定燃烧温度不仅能有助于垃圾的完全燃烧，更是生活垃圾焚烧时分解有机气体、降低二恶英生成的重要保障。

根据《生活垃圾焚烧污染控制标准》（ＧＢ１８４８５—２０１４）中对炉膛温度的要求，分别选择在流化床密相区出口、炉膛中部断面（上层二次风口断面）和炉膛出口温度断面监测温度分布，每隔１ｈ进行记录，做出２４ｈ温度分布曲线，见图５。

由图5可以看出炉膛中部和出口温度都高于８５０ ℃，炉膛中部平均温度为８６７ ℃，炉膛出口平均温度达到８９６ ℃，烟气在炉膛中部和炉膛出口的烟气停留时间达到５ｓ左右，优于生活垃圾焚烧炉主要技术性能指标中悬浮段内保证８５０ ℃炉膛温度下烟气停留时间大于２ｓ的要求。炉膛温度分布中炉膛出口温度最高，因为垃圾中挥发分含量较高，垃圾入炉后挥发分在垃圾给料口附近燃烧放出大量的热量，为垃圾中焦炭的燃烧提供温度条件，烟气在炉膛内有足够的停留时间，大量的ＣＯ气体和未燃尽碳在炉膛出口继续燃烧放出热量，使得烟气升温。

（３）主要性能指标对比

《生活垃圾焚烧污染控制标准》（ＧＢ１８４８５— ２０１４）中对生活垃圾焚烧炉的炉膛内焚烧温度、炉膛内烟气停留时间、焚烧炉渣热灼减率和排放烟气中一氧化碳等主要技术指标都有严格要求，改造后各项技术指标对比见表６。

改造后焚烧锅炉实际运行的各项指标均达到ＧＢ１８４８５—２０１４中的技术要求。综合炉膛温度、烟气停留时间及ＣＯ排放数据等各项技术指标，说明改造优化后的流化床垃圾焚烧锅炉燃烧状况好。

ＣＯ日排放均值和炉渣热灼减率分别为２３．２４ｍｇ／ｍ３和０．３５％，均达到《生活垃圾焚烧污染控制标准》（ＧＢ１８４８５—２０１４）中的限值要求。

4.2炉膛冒正压状况

流化床焚烧中悬浮段内应处于负压状态，正常状况炉内负压水平宜为-200~-500Pa。一般炉内垃圾处理量过大，或者给料不均匀都会引起炉膛出口压力波动大，经常出现冒正压状况，造成炉内烟气外溢。改造后炉膛出口负压曲线见图６。

改造后炉膛出口负压基本维持在－８００～－２００Ｐａ之间，炉膛内悬浮段没有出现冒正压现象。这得益于垃圾分选提质，采用双给料口和尾部受热面的重新布置。垃圾的分选提质，去除了大块状的不可燃组分，将垃圾粒径破碎到８０ｍｍ以下，提升了垃圾的均匀性；采用２个给料口的设计增强了给料的均匀性；增大尾部受热面节距和采用外置蒸汽空气预热器的设计大大减少了尾部受热面阻力，降低了引风机负荷，有助于维持炉内负压。

4.3ＣＯ和燃烧效率

燃烧效率指烟道排出气体中CO2质量浓度与CO2、CO质量浓度之和的百分比：

根据现场采用德国ＭＲＵ烟气分析仪进行每１min１组连续检测１ｈ，ＣＯ排放均值和燃烧效率分布见图７。

从图7可以看出CO排放值基本为0左右，燃烧效率达到９９％以上。但是１ｈ中仍然会有短时间内ＣＯ的排放值达到４００ｍｇ／m3左右，这与垃圾本身特性有关。尽管垃圾进行了分选提质，但是也不能保证垃圾本身以及给料的绝对均匀，给料过程中垃圾入炉时不可避免会出现垃圾挤压成团入炉，导致瞬时燃烧不够充分，但是在１～２min内ＣＯ排放数据恢复到４０ｍｇ／m3以内，这得益于较高的炉膛温度提升了ＣＯ燃烧速率，使得未燃烧完全的ＣＯ瞬时燃尽。

１ｈ连续检测数据ＣＯ小时排放均值为１９．３５ｍｇ／m3，燃烧效率ＣＥ达到９９．９８％。说明改造后燃烧充分，烟气中基本不存在可燃成分。

4.4烟气中污染物排放检测

改造后的循环流化床垃圾焚烧锅炉的污染物监测数据见表７。排放限值为２０１６年１月１日起全面实施的《生活垃圾焚烧污染控制标准》（ＧＢ１８４８５—２０１４）。

由表７可以看出燃烧优化改造后的循环流化床垃圾焚烧锅炉排放烟气中各项污染物指标均低于《生活垃圾焚烧污染控制标准》（ＧＢ１８４８５—２０１４）限值。

5结语

（1）改造后的循环流化床垃圾焚烧锅炉垃圾处理量、蒸发量达到设计改造要求。（2）改造后炉膛内焚烧温度达到８７０ ℃以上，烟气停留时间大于５ｓ，ＣＯ的２４ｈ排放均值和炉渣热灼减率分别为２３．２４ｍｇ／m3和０．３５％，

燃烧效率达到９９％以上，解决了炉内燃烧不充分、ＣＯ排放不达标、炉膛冒正压问题。

（3）排放烟气中污染物指标均低于《生活垃圾焚烧污染控制标准》（ＧＢ１８４８５—２０１４）中的限值。

文献信息

吕国钧,蒋旭光,蔡永祥,陈俊,袁克.400 t/d循环流化床垃圾焚烧锅炉改造的设计和运行[J].锅炉技术,2019,50(02):27-34.

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