鄭雪芳

（廈門市環(huán)境能源投資發(fā)展有限公司海滄廠，福建 廈門 361000）

0 引言

垃圾焚化能夠?qū)崿F(xiàn)資源的轉(zhuǎn)化和利用，解決廢物與環(huán)保的矛盾，還能發(fā)電。垃圾焚化過程中的能量大幅度提高廢物資源價值利用效果。盡管目前垃圾焚燒電廠鍋爐的焚燒技術(shù)已經(jīng)比較成熟，但在實際生產(chǎn)過程中存在一些燃燒時需要調(diào)整的情況。為提高垃圾焚燒的質(zhì)量和效率，研究燃燒調(diào)節(jié)技術(shù)作為一項重要的研究內(nèi)容，對其進(jìn)行深入研究是十分必要的。

1 燃燒控制概念

1.1 適當(dāng)?shù)念A(yù)處理

垃圾不能直接轉(zhuǎn)送至焚化爐燃燒，但為使其大小適合燃燒，需事先保管。越小的垃圾，越容易被燒掉，因此在早期需要保管。通過保護(hù)措施可以降低垃圾含水量，提高焚燒質(zhì)量[1]。氣溫較高時，需適當(dāng)增加存放垃圾的時間。

1.2 停留時間

通常是指垃圾從被焚燒到完全燃燒為止的時間。廢物停留得越久，燃燒得越充分。廢物在爐膛內(nèi)停留時間過短，極易造成不完全燃燒。停留時間要根據(jù)實際情況而定，但通常需要管理者根據(jù)天氣環(huán)境、垃圾種類、垃圾量、垃圾的含水量等調(diào)整停留時間。保存時間可滿足垃圾完全燃燒的要求。

1.3 溫度系數(shù)

簡單地說，溫度越高，越有利于廢物焚燒。可適當(dāng)提高一次風(fēng)溫，使垃圾完全焚燒。一次風(fēng)溫越高，焚燒爐內(nèi)的溫度越高，垃圾焚燒的溫度越高，燃燒效果越好。焚燒爐溫度越高，穩(wěn)定性越高，只有溫度均勻，才能完全焚燒垃圾。

1.4 湍流度和過量空氣系數(shù)

湍流越大，廢物燃燒效果越理想，在垃圾焚燒過程中，為滿足氧氣的要求，需要不斷地供給空氣，以增加湍流。多余空氣系數(shù)與垃圾焚燒質(zhì)量密切相關(guān)，為增加湍流，增加爐內(nèi)氧含量，需根據(jù)實際情況計算過量空氣系數(shù)。但過量空氣系數(shù)過高或過低都不會造成垃圾焚燒。由于焚燒傾向于不完全燃燒，所以必須將其控制在合適的范圍內(nèi)[2]。

2 目前焚燒控制措施的問題

近期海滄廠一期兩爐均出現(xiàn)CO不易調(diào)控的問題，尤其在啟爐初期爐膛（3＊3）上部溫度偏低CO難控，頻繁依賴投氣助燃的非常規(guī)的調(diào)節(jié)手段。

2.1 一次風(fēng)壓低，穿透力不足

在原一次風(fēng)系統(tǒng)中增加了三塊就地風(fēng)壓表（一次風(fēng)機(jī)出口、暖風(fēng)器出口、燃燒2段篩分斗處）進(jìn)行觀察。一次風(fēng)機(jī)頻率30～33Hz，風(fēng)機(jī)出口壓力約1900～2000Pa風(fēng)量2.9～3萬立，暖風(fēng)器出口壓力大約1900Pa，到空預(yù)器出口250～300Pa，燃燒2段篩分斗處壓力接近為零。

圖1 實際測量數(shù)據(jù)

圖2 原設(shè)計數(shù)據(jù)

2#爐空預(yù)器已封堵6組（共24組）造成空預(yù)器進(jìn)出口壓損較大（1600Pa），一次風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓低，懷疑一次風(fēng)管路仍存在大量漏風(fēng)點(diǎn)，需進(jìn)一步采用便攜式流量儀測量空預(yù)器出入口的風(fēng)量，排查漏點(diǎn)。

2.2 再循環(huán)風(fēng)的影響

焚燒爐出口處前后墻分別布置了相對溫度低（140-150℃）低氧的再循環(huán)煙氣，正常運(yùn)行中可營造低氧燃燒環(huán)境，抑制氮氧化物的生成。但在啟爐初期因檢修期間對爐膛受熱面清灰，使得水冷壁吸熱效果好，相對爐膛垂直方向的溫降較大，此時大量低溫低氧的煙氣影響了焚燒爐燃燒過程中產(chǎn)生的CO與O2的充分接觸與反應(yīng)，造成煙氣CO極易超標(biāo)[3]。

3 將測量CO濃度視為燃燒控制主要因素的原因

3.1 環(huán)保發(fā)電的基本標(biāo)準(zhǔn)

從環(huán)保發(fā)電的基本基準(zhǔn)氣體角度來看，CO氣體含有大量的有害物質(zhì)。環(huán)保型廢棄后，排放到大氣中會增加對環(huán)境的污染。CO氣體在大氣中停留一定時間，對人體有很大危害。環(huán)境保護(hù)日益受到國家、社會和個人的高度重視，將CO濃度作為今后監(jiān)測的主要因素。

3.2 垃圾焚燒電廠鍋爐燃燒的經(jīng)濟(jì)性

垃圾焚燒發(fā)電廠的鍋爐燃燒經(jīng)濟(jì)性影響較大，根據(jù)理論分析，可得出焚燒爐內(nèi)燃燒不完全，CO濃度將上升。1 kg物質(zhì)燃燒產(chǎn)生的CO可以釋放13,000 kg的熱量。1 kg物質(zhì)燃燒產(chǎn)生的CO2在相同條件下可釋放超過40,000 kJ的熱量。通過合理控制鍋爐CO含量，可使燃料充分燃燒，從而提高鍋爐的輸出功率和經(jīng)濟(jì)性。火力發(fā)電廠將加強(qiáng)對燃燒排放物的管理，改善資源利用，減少資源浪費(fèi)，提高電廠的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，進(jìn)一步實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展[4]。

3.3 威脅鍋爐設(shè)備的安全

當(dāng)氧氣不足時，鍋爐會發(fā)生滅火現(xiàn)象，使鍋爐無法正常運(yùn)行，危及機(jī)組的使用壽命。如果沒有足夠的氧氣，鍋爐將會發(fā)生更嚴(yán)重的焦化。如控制CO濃度；減少了焦炭的發(fā)生概率，保護(hù)了焦?fàn)t，從而延長了存儲器的壽命。

4 可行性分析

4.1 操作簡便

在目前的技術(shù)下，測量鍋爐CO濃度和氧氣含量的技術(shù)是相同的。垃圾焚燒爐無需專業(yè)培訓(xùn)，工作人員的檢測和操作技術(shù)十分簡便。大多數(shù)員工都有豐富的實踐經(jīng)驗。CO濃度的急劇變化，可以使工作人員準(zhǔn)確地觀察到鍋爐CO濃度的變化，從而采取有效的應(yīng)對措施。

4.2 大氣的影響作用小

鍋爐燃燒不完全，一定會產(chǎn)生CO等有毒氣體。天然氣可以讓工人們觀察鍋爐的運(yùn)行。CO在大氣中的含量很低，因此CO濃度不會因為空氣泄漏而導(dǎo)致不正確測量。但煙氣含氧量極易受到大氣的干擾，不能準(zhǔn)確測量數(shù)據(jù)。一般垃圾經(jīng)貯存和處理后發(fā)熱量較高。分析這種垃圾產(chǎn)生的熱量是必要的。太高時，需控制垃圾層厚度及一次空氣流量。不然，這些垃圾就會被燒光。燃燒器內(nèi)溫度過高，會對焚燒效果產(chǎn)生影響，進(jìn)而對上層垃圾進(jìn)行焚燒。一般都需要對爐溫進(jìn)行850-1030℃的控制[5]。殘渣厚度直接影響到其焚燒效果，因此管理者必須合理計算渣層厚度。當(dāng)垃圾多垃圾加熱值低時，為防止其厚度較薄而焚燒，應(yīng)適當(dāng)增加垃圾厚度。若棄渣厚度過薄，還可適當(dāng)增加渣渣移動速度[5]。垃圾充分燃燒后，僅需將爐灶打開。同理，如爐灶廢料過多，可適當(dāng)減少爐灶移動。增加爐速，盡量增加爐渣燃燒時間。垃圾質(zhì)量和發(fā)熱量低，含水率高，也會影響垃圾的燃燒，造成垃圾燃燒不徹底。管理人員必須提高燃燒爐的熱能和一次風(fēng)的溫度，以便快速烘干垃圾，減少水分。還可以調(diào)整垃圾厚度，若垃圾厚度過厚，發(fā)熱量過低，含水率過高，容易造成垃圾燃燒不徹底，下面的垃圾就是未燃燒。與此同時，風(fēng)量要控制?？諝饬髁刻。瑫a(chǎn)生不完全燃燒問題。風(fēng)速太大，就會出現(xiàn)失火問題。該地區(qū)的垃圾焚燒將不全面。通過減慢垃圾移動和延長旋轉(zhuǎn)時間，可以使垃圾完全燃燒。管理人員在燃燒爐內(nèi)溫度迅速下降時，必須第一次保持燃燒爐內(nèi)溫度，減少對爐子的供給量，控制爐灶的高度和速度。要經(jīng)常觀察爐溫及垃圾燃燒情況，合理控制風(fēng)量，逐步改善垃圾燃燒效果，不斷提高爐溫。

4.3 調(diào)整操作技術(shù)

生產(chǎn)工藝中CO濃度的調(diào)節(jié)由于沒有相應(yīng)的單位參數(shù)，客觀性高，通過簡單的操作就可以控制鍋爐中CO的濃度，從而使CO濃度達(dá)到一個合理范圍。由于鏈接不需要人員進(jìn)行數(shù)值判斷和分析，所以沒有主觀因素的干擾。不過，煙道氣體中的氧含量不高。煙道氣的含氧量沒有明確的單位值。由于常規(guī)氧含量是按百分比記錄的。工作人員需要進(jìn)行主觀判斷和分析，并采取相應(yīng)的對策。實施調(diào)整后，主觀干擾得到加強(qiáng)，控制效果明顯下降。根據(jù)省煤器出口氧量（再循環(huán)系統(tǒng)停用情況下控制在5%-7%）判斷風(fēng)料配比，在降負(fù)荷時應(yīng)先降低推料器速度及減慢各段爐排速度，再適當(dāng)降低風(fēng)量，在加負(fù)荷時則反之先加風(fēng)再加料，保持料層厚度在50cm左右，中控火焰攝像頭判斷不明時須及時到就地觀察火焰及料層情況。巡檢人員每趟巡檢需觀察爐膛火焰、料層及落渣溜槽內(nèi)積渣情況，并及時與中控監(jiān)盤人員溝通。

電廠鍋爐燃燒的時間取決于天氣季節(jié)，因為干燥垃圾發(fā)酵時間短，濕垃圾發(fā)酵時間長，應(yīng)當(dāng)按照垃圾的含水量進(jìn)行合理發(fā)酵。其燃燒程度易受垃圾發(fā)酵狀態(tài)和發(fā)熱量兩個因素的影響。在垃圾焚燒爐中，由于其蓄熱率低，產(chǎn)生熱量、干度、濕度等方面的差異較大，有時很難控制燃燒調(diào)節(jié)。為了控制有害氣體，尤其是二氧化硫氣體的排放，對爐溫的控制至關(guān)重要。

全發(fā)酵垃圾焚燒全發(fā)酵垃圾易于燃燒，但需注意一次風(fēng)量，控制材料層厚度，正常情況下最好是450-650mm，可燃性好，燃燒時間短，易熄火。料層變薄，需適當(dāng)降低風(fēng)量來減緩燃燒，同時需增加供給及爐灶速度。新鋪設(shè)的物料干燥需要一定的時間，所以風(fēng)量要適當(dāng)增加到20000～30000。根據(jù)發(fā)酵廢渣的性質(zhì)和易燃燒性，需要用少量(15000～25000)滲透進(jìn)材料層的操作?？諝饬看?，垃圾燃燒得太快，在短時間內(nèi)就會燃燒殆盡，極易燃燒殆盡，另外，垃圾燃燒迅速，溫度管理困難。爐內(nèi)溫度高，容易過熱。常規(guī)爐溫控制在800-1000℃之間。普通發(fā)酵廢棄物焚燒一般發(fā)酵廢棄物與完全發(fā)酵廢棄物一樣較易燃燒，因此應(yīng)注意控制一次氣量和材料層厚度及厚度。將垃圾焚燒爐的出口空氣溫度保持在標(biāo)準(zhǔn)溫度240°-260℃之間，適當(dāng)降低材料層的溫度，通常保持在400～500mm范圍內(nèi)即可。垃圾焚燒發(fā)酵不充分，垃圾發(fā)酵時間不夠長，燃燒度控制不充分，溫度調(diào)節(jié)困難，給鍋爐運(yùn)行帶來極大的隱患。物料層必須處于一定的范圍，由于空氣量大，也有可能發(fā)生排氣現(xiàn)象。由于廢液發(fā)酵不符合標(biāo)準(zhǔn)，因此進(jìn)入燃燒槽后的廢液難以干燥。當(dāng)溫度升高時，爐料層會在很大范圍內(nèi)干透，物料在大氣壓下很快就會被燒盡。風(fēng)太小，可能無法滲入物料層，物料層變得不干燥，因此需嚴(yán)格控制材料層厚度及風(fēng)量?；鸫部砂淳唧w情況適當(dāng)延長，足以避免原材料短缺。因此，可使新材料有足夠的干燥時間和干燥熱量，從而延長鋪裝材料的燃燒時間[6]。如有必要，可以對“間隔開啟時間”和“間隔停止時間”進(jìn)行調(diào)整。為防止失火和處理失火可分為輕度失火和嚴(yán)重失火。輕度失火的理由是，垃圾狀況良好，爐溫在正常范圍內(nèi)，垃圾供給跟不上，直接導(dǎo)致火床變短。一旦爐溫下降，爐子就會出現(xiàn)失火現(xiàn)象。另外，垃圾質(zhì)量也會引起火災(zāi)。此外，垃圾質(zhì)量的巨大變化，尤其是垃圾底泥的含水量過高，也會導(dǎo)致火災(zāi)。為防止火災(zāi)發(fā)生，保證垃圾穩(wěn)定燃燒，需要定期監(jiān)測火源，并在時間內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。此外，需要確?；鸫惨呀?jīng)安裝好。主要燃燒區(qū)域的垃圾必須最佳燃燒，調(diào)整合適的材料層厚度，以應(yīng)對質(zhì)量變化。垃圾吊車原料和垃圾發(fā)酵時間過長，尤其是垃圾箱上下濕度增大，對燃燒效率影響最大，上部垃圾由吊車運(yùn)到其他發(fā)酵罐繼續(xù)發(fā)酵，中上部的垃圾送到燃燒池中焚燒。

5 結(jié)語

通過以上分析，可以得出垃圾焚燒發(fā)電廠必須考慮節(jié)能和環(huán)保，并積極采用新的燃燒控制技術(shù)。在實踐中，CO濃度檢測方法可以替代傳統(tǒng)的燃燒控制方法，提高燃燒控制效果，確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確。由于廢物可以完全燃燒，為垃圾焚燒電廠帶來更多的社會和經(jīng)濟(jì)效益。