1、概述
    某垃圾焚燒處理廠現(xiàn)有2臺(tái)國(guó)產(chǎn)75 t/h循環(huán)流化床生活垃圾焚燒鍋爐，采用單鍋筒、自然循環(huán)、膜式水冷壁、圓形絕熱分離器、U型返料器、外置高溫過(guò)熱器等技術(shù)結(jié)構(gòu)。由于采用了外置換熱器技術(shù)，可有效防止垃圾焚燒產(chǎn)生的HC1氣體對(duì)受熱面高溫腐蝕，采用布袋除塵與尾部脫硫、煙氣凈化處理裝置相結(jié)合以達(dá)到煙氣環(huán)保排放。
    該型鍋爐適用于生活垃圾和煤混燒，產(chǎn)生的蒸汽用于發(fā)電、供熱，設(shè)計(jì)日處理生活垃圾量為500 t/h，垃圾與煤的比例為8：2。鍋爐采用前墻給煤、前墻垃圾給料方式，水冷布風(fēng)板后部設(shè)計(jì)有800mm x400 mm的排渣槽。在鍋爐密相區(qū)后側(cè)布置有外置床，內(nèi)有高溫段過(guò)熱器，外置床下部與排渣槽相連，上部有條形天窗與爐膛密相區(qū)相通。鍋爐配有2臺(tái)風(fēng)道點(diǎn)火器，油槍為壓縮空氣霧化，采用水冷滾筒冷渣器，2級(jí)鏈斗除渣系統(tǒng)。
2、結(jié)焦部位及原因分析
    循環(huán)流化床鍋爐的結(jié)焦分為：低溫結(jié)焦和高溫結(jié)焦。低溫結(jié)焦是灰渣的溫度低于灰的熔點(diǎn)，由顆粒堆積而相互粘連形成的。低溫結(jié)焦一般發(fā)生在冷渣器內(nèi)或停爐過(guò)程中，由于床層流化質(zhì)量差而生成，從焦塊的外觀看，灰渣顆粒有序排布，比較松軟，很容易摔碎。高溫結(jié)焦是在床層流化良好，而局部或整個(gè)床層的溫度高于灰熔點(diǎn)形成的，此種焦塊表面的顆粒已經(jīng)熔化，焦塊堅(jiān)硬。
2.1分離器、U型閥和外置床內(nèi)結(jié)焦
    由于垃圾焚燒CFB鍋爐在國(guó)內(nèi)沒(méi)有成熟的爐型，制造廠是在摸索、借鑒中不斷改造設(shè)備、積累經(jīng)驗(yàn)的。該廠的垃圾焚燒CFB鍋爐是河北省南部的第1家垃圾焚燒鍋爐，其最明顯的改進(jìn)在外置床上。運(yùn)行中從分離器、回料閥進(jìn)入外置床的高溫灰，由部分一次風(fēng)（回燃風(fēng)）從其下部經(jīng)風(fēng)帽將灰流化，以促進(jìn)對(duì)過(guò)熱器的熱交換。鍋爐廠設(shè)計(jì)外置床內(nèi)的流化風(fēng)速為1m/s，設(shè)計(jì)回燃風(fēng)量為5 000m3／h，在鍋爐正常運(yùn)行中，回燃風(fēng)量約為3000m3／h。從空氣預(yù)熱器來(lái)的回燃風(fēng)（熱一次風(fēng)約160℃）與900℃左右的高溫灰渣接觸后，體積膨脹，使得外置床內(nèi)壓力升高，致使從U型閥進(jìn)入到外置床的灰流量減小，分離器立管內(nèi)料柱逐漸升高。在調(diào)試過(guò)程中（純燒煤），由于剛剛改進(jìn)（減小）外置床上部通風(fēng)口，負(fù)荷波動(dòng)時(shí)，調(diào)節(jié)幅度大，曾出現(xiàn)U型閥、分離器立管因高溫灰堵塞而結(jié)焦的現(xiàn)象。
此外，鍋爐的返料風(fēng)、主流化風(fēng)、回燃風(fēng)、播灰風(fēng)均是一次風(fēng)機(jī)提供的，在鍋爐緊急工況下的調(diào)整中，如垃圾中斷等，需要加煤、增加主流化風(fēng)量，這樣勢(shì)必造成返料風(fēng)量、回燃風(fēng)量、播灰風(fēng)量的減小，同時(shí)U型閥返料量減小、外置床內(nèi)高溫灰堆積，最終導(dǎo)致U型閥、分離器內(nèi)結(jié)焦。
    三門(mén)峽富通新能源主要生產(chǎn)銷(xiāo)售生物質(zhì)鍋爐，這種生物質(zhì)鍋爐主要燃燒木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。2.2鍋爐床面結(jié)焦
    通常，正常的煤種灰熔點(diǎn)溫度在1100℃以上。試驗(yàn)證明，75 t/h垃圾焚燒循環(huán)流化床鍋爐在完全燒煤的情況下，只要床面流化正常，密相區(qū)下部平均床溫不超過(guò)940℃，下部單點(diǎn)床溫不超過(guò)960℃，鍋爐不會(huì)結(jié)焦。但是，河北滄州發(fā)電廠熱電工程2臺(tái)鍋爐投燒垃圾后，曾出現(xiàn)2次床面大面積高溫結(jié)焦的現(xiàn)象。一次是在投燒垃圾后，因一次風(fēng)機(jī)軸承溫度高，緊急停爐后，鍋爐再次啟動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)的；另一次是在鍋爐燒垃圾帶大負(fù)荷試驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)的。從2次結(jié)焦的情況看，床面都是高溫結(jié)焦，焦塊內(nèi)夾有黑色熔融物，而當(dāng)時(shí)鍋爐下部床溫都在800~ 850℃，出現(xiàn)床面結(jié)焦的根本原因在于投燒的垃圾。眾所周知，CFB鍋爐灰渣中一旦堿性金屬量大到一定程度時(shí)，堿性金屬氧化物形成的灰渣共晶體，它的熔化溫度要低于灰的熔點(diǎn)溫度。所燒生活垃圾，未經(jīng)過(guò)分揀，垃圾中存有大量金屬、玻璃等。
    由表1可以看出，對(duì)于垃圾內(nèi)有錫、鋅、黃銅、鋁、玻璃等物時(shí)，灰渣的灰熔點(diǎn)均在850℃以下，鍋爐在風(fēng)機(jī)緊急停止運(yùn)行后，床面中心溫度約880℃，甚至可能更高。在鍋爐內(nèi)會(huì)有大量灼熱的床料被燜住，床面容易結(jié)焦。
    鍋爐帶大負(fù)荷試驗(yàn)時(shí)，長(zhǎng)時(shí)間且大量燒垃圾，會(huì)使?fàn)t內(nèi)大的顆粒存量增多，另外，垃圾中樹(shù)枝等大的東西沒(méi)有經(jīng)過(guò)粉碎，經(jīng)常堵塞垃圾給料口，造成垃圾中斷。當(dāng)鍋爐內(nèi)大的顆粒存量達(dá)到一定后，相對(duì)于一次風(fēng)量減少，會(huì)出現(xiàn)流化分層，使得流化質(zhì)量惡化，床面開(kāi)始結(jié)焦，鍋爐局部床溫降低，水冷風(fēng)室壓力波動(dòng)大，長(zhǎng)此以往使整個(gè)床面結(jié)焦。
3、防范措施
    a．鍋爐運(yùn)行中床溫應(yīng)控制在820～880℃，床溫變化時(shí)盡量通過(guò)調(diào)整垃圾給料量來(lái)調(diào)整床溫，在床溫降至850℃時(shí)開(kāi)始減少垃圾給料量，820℃時(shí)停止垃圾給料，以保證鍋爐燃燒正常。
    b．鍋爐連續(xù)燒垃圾時(shí)，根據(jù)燒垃圾量大小，應(yīng)定期停止燒垃圾改為一定時(shí)間全部燒煤，以置換鍋爐內(nèi)的床料，從而保證鍋爐下一階段的安全運(yùn)行。每天燒垃圾400 t以上，連續(xù)運(yùn)行6d，停止垃圾24h；每天燒垃圾400 t以下，連續(xù)運(yùn)行9d，停止垃圾24 h；此外，若條件具備，每2個(gè)月應(yīng)停爐一次將爐內(nèi)床料全部清理更換。
    c．鍋爐運(yùn)行中必須保證返料風(fēng)門(mén)在全開(kāi)位置，不得隨意關(guān)小。
    d．鍋爐運(yùn)行中床溫升高，需要調(diào)整一次風(fēng)量時(shí)，應(yīng)先增大一次風(fēng)機(jī)耦合器的開(kāi)度來(lái)提高返料風(fēng)的風(fēng)壓、風(fēng)量，然后調(diào)整主流化風(fēng)。若床溫降低，應(yīng)先關(guān)小主流化風(fēng)門(mén)，然后再調(diào)整一次風(fēng)機(jī)偶合器的開(kāi)度。調(diào)整一次風(fēng)時(shí)，必須保證返料風(fēng)的風(fēng)壓、風(fēng)量。
    e．鍋爐燒垃圾時(shí)應(yīng)及時(shí)將二次風(fēng)開(kāi)大，大負(fù)荷時(shí)應(yīng)全開(kāi)二次風(fēng)調(diào)節(jié)門(mén)。
    f．燒垃圾時(shí)嚴(yán)禁進(jìn)行壓火停爐操作。鍋爐需要緊急停爐時(shí)，在停爐后應(yīng)啟動(dòng)除渣設(shè)備及時(shí)排渣，直至冷渣機(jī)內(nèi)無(wú)渣排出為止。
    g．若鍋爐計(jì)劃停爐時(shí)，提前停止投放垃圾，運(yùn)行一定時(shí)間后，將水冷風(fēng)室壓力降至8 kPa，減少爐內(nèi)的存料量，然后開(kāi)始減負(fù)荷。嚴(yán)格控制降溫速率，待床溫降至300℃以下時(shí)，方可停止風(fēng)機(jī)運(yùn)行。
    h．鍋爐熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行脈動(dòng)流化試驗(yàn)，以防止鍋爐床料堆積結(jié)焦。
4、結(jié)論
    采取以上措施后，鍋爐運(yùn)行比較穩(wěn)定，垃圾投運(yùn)量可以保持在400 t/d，沒(méi)有出現(xiàn)結(jié)焦的現(xiàn)象，保證了垃圾焚燒鍋爐長(zhǎng)期、安全、穩(wěn)定運(yùn)行。