摘要:本文针对目前循环流化床焚烧炉改造炉排型焚烧炉的技术难点,提供一种节约投资、节约工期、节约资源的拆改技术方案。并以广东某垃圾发电厂实际改造项目为案例,介绍了各主要系统和主体结构的改造方案,为今后循环流化床焚烧炉改造炉排型焚烧炉,实现技术升级提供了一种方案参考。
摘要:本文针对目前循环流化床焚烧炉改造炉排型焚烧炉的技术难点,提供一种节约投资、节约工期、节约资源的拆改技术方案。并以广东某垃圾发电厂实际改造项目为案例,介绍了各主要系统和主体结构的改造方案,为今后循环流化床焚烧炉改造炉排型焚烧炉,实现技术升级提供了一种方案参考。
垃圾焚烧发电技术开始在各地广泛应用。但目前我国的垃圾焚烧发电技术的发展并不完善,因此需要对垃圾焚烧发电中存在的问题进行解决,保证垃圾焚烧发电模式良好运转。
垃圾由垃圾贮坑经给料机送入焚烧炉炉膛下部,采用几十倍于垃圾量的炉渣作为床料(热载体)加热垃圾燃料,垃圾和床料都处于流化状态,它们之间的接触、掺混和热交换十分强烈,瞬时即可干燥高水分的垃圾,并在几秒之内把它引燃,使其稳定燃烧,细颗粒吹离炉膛后被高温旋风分离器分离下来,由靠近炉膛底部处返料器送回炉内形成物料循环,粗颗粒充分燃烧后的残余物从炉膛下部的出渣口排出。直到完全燃烬,其残渣中的未燃分(即炉渣热灼减率)<2%。
煤由煤棚起重机或装载车送到受煤斗,由输煤皮带经破碎机送至炉前煤斗,再经称重式皮带给煤机计量后,送入炉膛,与炉膛内的高温床料混合,循环燃烧。垃圾和煤燃烧所产生的高温烟气经炉膛(四周布置有膜式水冷壁)、过热器、分离器分离后流至省煤器、空气预热器进行热交换,经脱酸塔和布袋除尘器、引风机,最后经高80m、上口直径3m的烟囱排入大气。
在设计工作开始前对所以设备进行核查,列出能够良好运行设备的清单。在设计过程中,根据核准批复的设计规模,尽可能利用原有设备,依照原有设备的尺寸、参数进行配套设计。这样的方案可以极大地节约工期、节省成本。该项目垃圾处理规模为1200t/d,配套2台600t/d炉排型焚烧炉,锅炉设备必须拆除改造,根据计算确定汽轮机容量可以满足要求,为保证汽轮机可以正常运转,需要将锅炉出口蒸汽参数与原有的汽轮机进行适配,较常规项目设计压力降低至5.3MPa,以满足汽轮机的进汽参数要求。常规600t/d炉排型焚烧炉垃圾给料斗层标高约24m,现场垃圾给料斗平台实际标高为21.00m,为适配现场土建情况,焚烧炉厂家定制非标给料斗,缩小垃圾给料斗容积,缩短垃圾溜槽长度,将料斗平台压缩到21.00m。常规600t/d余热锅炉为卧式布置,因原循环流化床焚烧炉为立式布置,留给改造的长度空间比较受限,因此将余热锅炉设计成立式,以此控制主厂房的长度。
该项目锅炉给水温度为130℃,原厂除氧器出水温度104℃,高压加热器出口温度150℃,温度不匹配。常规改造方案应拆除更换除氧器,根据现场实际情况,拆换除氧器需要先拆除除氧器间外墙和梁,或者拆除除氧器间屋面,拆改难度较大。经与设备厂家多次沟通,厂家确定除氧器水箱强度可以满足改造为中压旋膜式除氧器的要求,更换旋膜式除氧头即可解决问题,既节约可时间,又减少了浪费。
在进行垃圾焚烧发电的过程中势必会产生大量的焚烧尾气,而因焚烧物品的原因,尾气中必将含有大量的有毒有害气体,对尾气进行合理处理,减少有害物质的排放,为我国的环保事业贡献一分力量也是垃圾焚烧发电企业所应考虑的问题。基于此,垃圾焚烧发电企业目前普遍使用半干式加布袋除尘系统对焚烧尾气进行净化。半干式防尘布袋主要由活性炭、石灰浆与布袋除尘器及部分组成,其工作原理便是通过石灰浆的碱性将污染气体中的酸性物质进行中和,之后由布袋除尘器去除掉里面的灰尘,并由活性炭对尾气中的各类易挥发金属与污染物进行吸附,从而对尾气所含的污染物与污染量进行降低,以此来降低垃圾发电厂正常工作过程中可能对周围环境带来的各类影响。为保证环境质量,在焚烧的过程中应采用垃圾分拣技术对其中的塑料物质进行分类,减少塑料焚烧所产生的环境污染。使用多流体碱雾发生器脱硫技术,可以经济有效地对环境污染进行降低,但此方法会受到半干法的影响,对雾化水滴与脱硫酸吸收剂的反应活性产生影响,进而影响脱硫的效率,但总体可以对垃圾焚烧炉排放的尾气进行良好的处理。从生态环境来看,垃圾焚烧无疑会减少各类垃圾对公共健康与生态环境的影响。以物料平衡与能量平衡作为约束的条件,在垃圾焚烧的过程中落实环境保护理念,走出一条高效清洁的焚烧发电道路,保证垃圾焚烧发电企业可以使用最为优良的技术提升焚烧的质量,以此来减少污染物产生的可能,对各类资源进行有效利用,实现垃圾完全焚烧,对资源性原材料的消耗加以控制,走出我国的长期可持续发展道路。
如果垃圾的含水量高,则要提高进风的温度,增加料层厚度,当一次风温达到220~230℃以上时,低热值垃圾燃烧较好。如果垃圾的含水量过低,则要适当提高风压,确保焚烧的速度。另外,在配风比例调整的过程中,应按照焚烧炉口的氧气数据值、炉内温度情况、火苗的颜色等,准确进行风室内的风量判断分析,一次给风量控制为70%左右,二次给风量控制为30%左右,干燥段风量控制在4000~7000m3/h,燃烧段风量控制在6000~10000m3/h,燃尽段风量根据燃尽段上的料层情况和燃烧情况调整。调整过程中严格调控炉内一氧化碳、温度、火苗颜色等,利用风量的控制、温度的控制等,确保垃圾的充分燃烧。
使用总线控制系统管理焚烧情况,确保发电厂能够在垃圾焚烧管理方面实现信息化管理工作。通过合理运用FCS,能够避免发电厂垃圾焚烧系统出现信息孤岛问题,FCS运用的智能设备,可以直接将现场信息传输到通信网络中,能够通过DCS以及PLC实现管理目标,发电厂应该使用自动化方式实时管理综合信息,能够为发电企业的信息集成管理提供基础支持。
炉膛内部受热面全部敷设卫燃带后燃烧室内换热份额减少,炉膛出口温度比床温高100~150℃,燃烧室温度场大蓄热量大,2个炉膛出口,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。在达到额定垃圾量充分燃烧后,床温升高很快,有时甚至可以退出高挥发分煤的投加。返料器内只布置高温过热器,低温过热器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℃,有利于床温的稳定。同时不单纯依靠返料对饱和蒸汽进行过热,在启炉和断垃圾时容易保证主蒸汽温度,还可以降低排烟温度。布风板改造后,布风板阻力的提高,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。
循环流化床焚烧炉改造需要综合考虑各系统运行情况,新建设备既要与利旧设备完美适配,又要与土建结构完美衔接。设计需要对原有土建结构进行复核计算,出具改造方案,再与施工单位配合一起确认施工流程,将设计意图完美实现。
[1]刘宝宣.浅析循环流化床垃圾焚烧炉拆改成炉排型焚烧炉技术方案[J].机电信息,2022(8):84-88.
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[3] 李俊. 先进高参数循环流化床垃圾焚烧发电工艺的环境和(火用)生命周期评价研究[D]. 杭州: 浙江大学,2021.米乐M6官网登录入口