固废利用 炉排炉燃烧控制方法及脱火问题的应对方案

本文主要以150t/d垃圾焚烧炉排炉为研究对象，详细介绍了此类炉型运行过程中料床、火床的控制方法，并且针对脱火问题提出了合理的应对方案，为中小型垃圾焚烧炉排炉的稳定运行提供了宝贵的经验。

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1.概述
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    国外垃圾焚烧处理技术经历了130多年的发展过程，最适合应用于城市生活垃圾的焚烧炉有：①层燃型焚烧炉，如采用滚动炉排、水平往复炉排、顺推倾斜往复炉排和逆推倾斜往复炉排等焚烧炉；②流化床焚烧炉，如沸腾床及循环流化床焚烧炉等；③回转窑式焚烧炉等。其中回转窑式焚烧炉更多用于焚烧城市特种垃圾和污泥，较少用于生活垃圾焚烧。

* t0 U6 g3 M6 s5 d    我国生活垃圾焚烧处理技术的研究起步于20世纪80年代中期，在我国东南沿海地区应用较多。1988年，深圳市引进日本三菱重工株式会社2台150t/d垃圾焚烧系统，成为我国第一座现代化大型垃圾焚烧厂。1996年，又在原有基础上完成了3号炉国产化工程，设备国产化水平达到80%以上，在技术性能方面达到或超过了原引进设备的水平，为我国大型垃圾焚烧设备国产化打下了基础。
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& n# D1 f* Y7 [4 V- X3 w: B) Q    杭州绿能环保发电有限公司（以下简称公司）位于杭州市滨江区，成立于2002年，一期工程配备了3台150t/d马丁逆推式垃圾焚烧锅炉，炉型与当年深圳清水河垃圾焚烧电厂一样。虽然近几年一线城市新建的垃圾焚烧电厂基本采用300t/d以上的垃圾焚烧炉，但对于一些中小型城市来说，小型垃圾焚烧锅炉更为适用，而垃圾焚烧锅炉的容量越小，则燃烧控制越难。下面将介绍公司运行十年以来的一些燃烧控制方面的经验，如有不对之处，请读者指正。

; X/ X8 N$ T, ~4 i) k6 K) U) N2.燃烧控制方法

- A- y2 s  b- |5 j; Y    垃圾焚烧炉排炉理想的火床状态：火床平整，着火面均匀，着火线在第二风室上部，主燃区在第三风室上部，收火线在第四风室上部，第一风室上部为预热区，第五风室上部为燃尽区。

, L3 e: `$ g. k5 K7 ?1 E0 g    公司的锅炉是通过设置炉排的运行和停止时间来控制料床燃烧的，给料器和炉排联动，即炉排动，给料器也动；炉排停，给料器同时停。
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! F/ Z( J3 z! S9 R8 Q2.1料床厚度的控制

2.1.1根据垃圾质量调整料床厚度：

垃圾的料床厚度关系到火床的平整和着火面的均匀，如果料床偏厚，则一次风不容易穿透，料床着火困难，容易造成局部穿孔，着火面不均匀，部分垃圾没法烧透；如果料床偏薄，则料床容易大面积穿孔，料床燃烧工况恶化。料床厚度的控制原则：
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2.1.1.1垃圾重，料床应该控制得稍薄一些，一般在400~600mm左右。垃圾重指的是：灰份较多的垃圾，压在中底部的垃圾，水份较多的垃圾，该类垃圾通常堆积密度较大。

5 C# m) {" Y( B4 d; T) l# L2.1.1.2垃圾轻，料床应该控制得稍厚一些，一般控制在600~800mm左右。垃圾轻指的是：灰份少，堆在上部的垃圾，该类垃圾通常堆积密度较小。
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2 T. y7 T: {% G2.1.1.3根据垃圾热值增减料床厚度；热值高，料床要适当减薄；热值低，料床要适当增厚。

2.1.2火床上的垃圾偏厚（料床厚度在1000㎜以上，料床厚、着火点少、垃圾无法烧透、炉温不高）的调整：
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/ ~. F; R# t7 x. i) J2.1.2.1适当减少给料，缩短给料器行程。
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2.1.2.2加快炉排运行速度，根据火床长短，着火情况，确定炉排和给料器的运行、停止时间。
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, L+ U9 [  T2 m7 z2.1.3料床偏薄（料床薄，垃圾在第一、二风室上部垃圾就能着火，但火床短，炉温也不高）的调整：适当增加给料，加长给料器行程或者减慢炉排速度。
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: S# ~- U- ?+ K2.1.4料床厚度调整时应逐步增减进炉垃圾量，避免大幅度调整导致料床厚度不均。
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- m: S$ B# ?! U1 j2.2火床长短的控制

2.2.1火床分布情况：炉排炉从前往后一般设置5组风室，第一风室上部为干燥区，料床厚度通常在600～800㎜；第三风室上部为主燃区，料床厚度通常在400～600㎜左右；第五风室上部为燃烬区，料床厚度通常为300㎜左右。

$ k8 R5 I" y/ l8 n2 y2.2.2火床长度的掌控：
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2.2.2.1正常的火床约有1.5～2米的燃烬区。
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2.2.2.2火床前移、偏短，如果此时炉温在950℃以上且能长时间维持稳定，可以不调整或将火床稍微拉长（将炉排和给料器的停止时间缩短）；但若此时炉温在950℃以下，则需将火床拉长。
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( Q- i0 f8 G& X2 W( |  d2.2.2.3火床后移、偏长，燃烬区剩余可燃物烧不尽，则需立即进行调整，将火床缩短（将炉排和给料器停止时间延长）。

2.2.3观察炉渣厚度：以熔渣滚筒前的炉渣厚度为准，如炉渣太薄，则表示燃烬区剩余可燃物停留时间较短，无法完全烧透；如炉渣太厚，则会影响前端料床的运动，影响料床的正常燃烧。因此我们需要通过细致的观察来时刻掌握炉渣的分布情况，以便能及时根据实际情况进行调整。

7 w8 h. A' F/ w! }2.3炉排速度，给料行程、速度和风门开度的调整
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2.3.1炉排的给料器的行程和给料速度，应与炉排速度及运行时间匹配，以保证料床厚薄适当，火床分布良好，燃烧正常。①当给料器行程和速度，炉排运行和停止时间设置相同时，炉排速度快，料床薄，炉排速度慢，料床厚。②当炉排速度一定时，给料行程的长短和给料速度的快慢将直接影响料床的厚薄。
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$ \7 S+ M* k& v# o* D. G" |2.3.2风门开度的调整：如烟气含氧量低（5%以下），可关小主燃区风室的风门，开大燃烬区风室的风门，投入或开大二次风；如烟气含氧量高（8%以上），则可关小各风室的风门，特殊情况下可开大主燃区风室的风门加强燃烧；如料床较厚，则应适当开大风门，料床减薄后应关小风门。风门的调整幅度视具体情况灵活运用。
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2.4炉排、给料器运行与停止时间的整定
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( m# E/ ^! a' j0 N2.4.1运行时间由给料器一个来回时间来确定：给料器推到头的时间＜设定的运行时间＜给料器一个来回的时间。
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1 V! w% r- v7 S! F2.4.2停止时间根据火床上垃圾燃烧情况来确定：当火床过长，适当延长停留时间，但不能太长，因为停留时间过长，垃圾在主燃区基本烧烬，火床迅速缩短，新的垃圾进入炉膛后，干燥时间不够，着火慢，容易造成脱火。火床过短，应适当缩短停留时间。

3.脱火问题及应对方案

3.1 脱火问题对垃圾焚烧炉排炉的正常运行影响显著，会导致炉温急剧下降，锅炉负荷大幅度波动，严重时会使炉温跌破850℃，造成二噁英的不完全分解。因此对脱火问题的合理应对有助于运行的安全、稳定。

$ f) O" h2 s. o( N# ~3 a3.2脱火的几种情况

3.2.1轻微脱火：炉温下降幅度在50℃～100℃之间，当火床到位后，炉温又重新回升。

原因：①火床上垃圾着火情况很好，炉温也高，但停止时间设置过长，未及时调整，造成火床偏短，新料进来后，着火慢，造成炉温下降。②垃圾热值轻微变化。
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' |1 f! i$ g0 x- Q  k3.2.2严重脱火：炉温下降幅度超过100℃，第三、四风室上部垃圾只有零星着火点。
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) M" p2 y5 e9 E) e; U: ~原因：①火床严重偏短，新料进来后，将第一、二风室上部垃圾的火焰压灭或未能及时着火。②垃圾热值变化大，特别是焚烧垃圾库底部和顶部的垃圾时，垃圾中的含水率较高，热值较低，着火缓慢。

# j. f% }; Q. Q7 i1 F3.3脱火问题的预防及应对措施：①要保证火床具有合适的长度，保持垃圾焚烧的主燃区域基本在第三风室上部位置，避免主燃区过于靠前。②维持料床厚薄适当，与垃圾吊操作人员保持密切联系，如遇到垃圾热值明显变化时，要及时做好调整工作，最好能提前进行调整。③遇到脱火问题后，灵活使用DCS系统中的炉排、给料器定时控制功能，根据垃圾焚烧的实际情况及时调整。
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