CFB垃圾焚烧锅炉设计中应注意的几个问题

摘要：从CFB垃圾焚烧锅炉设计中几个常见问题入手，对垃圾的稳定燃烧、垃圾的顺利入炉、锅炉的顺利排渣、防止床温超温结焦、防止返料系统结焦堵塞、防止高温腐蚀、防止低温腐蚀等7个问题进行了分析。并提出了解决这些问题的建议。
关键词：垃圾；焚烧锅炉；稳定燃烧；排渣；床温；结焦；堵塞；腐蚀
1前言
　　随着我国社会经济的不断发展和人民生活水平的提高，城市生活垃圾越来越多。城市生活垃圾的安全处理，已经成为现代社会发展中的一个突出问题。从日本、德国、法国等发达国家的垃圾处理发展历程来看，垃圾焚烧技术具有无害、减量且资源优化等特点。
　　西方发达国家由于其生活水平高，垃圾质量好，不可燃烧物少，水分少，易于区分，故欧美垃圾发电厂多采用炉排燃烧方式。而我国大多城市垃圾热值低，垃圾分类工作做的不够好，大量无机物甚至石块也被送进了炉膛，影响锅炉效率，因此在焚烧过程中不得不补充煤或者其他高品质燃料，即采用混烧方式。经过多年实践证明，CFB垃圾焚烧技术是成熟可靠的。由于循环流化床锅炉焚烧垃圾具有燃烧稳定，炉内温度场均匀，燃烧温度低等特点，可以有效抑制二恶英的生成。炉内燃烧温度在850～900℃，其NOx的生成量很少，SO2的排放量也可以通过加石灰石加以控制。因此CFB锅炉在焚烧垃圾具有很多优点。
2CFB焚烧垃圾锅炉设计中要点
　　CFB垃圾锅炉的燃烧系统由炉膛、旋风分离器和返料器等核心部分组成。燃料和空气在炉膛内流态化状态下掺混燃烧，并与受热面进行热交换，离开炉膛并夹带有大量物料的烟气经过高温旋风分离器之后，绝大部分固体物料被分离器分离下来，经返料器返回炉膛，烟气则进入尾部烟道，在这个过程中需注意以下几点：

图1CFB垃圾锅炉的燃烧系统
2.1垃圾的稳定燃烧
　　燃料送入炉膛后首先进入约900℃的高温物料池，即沸腾层，被迅速加热并着火燃烧，为了稳定沸腾层，料层的静止高度在实际中常取用600～800mm，以保证有足够的蓄热能力使得垃圾进入锅炉后迅速达到着火温度，并稳定燃烧。
　　入炉的垃圾不但热值很低，而且水份很高，要稳定燃烧还必须保证炉内的温度，因此在设计炉膛受热面时应有意识的减少炉内换热系数，大部分水冷壁受热面上被覆盖浇注料，以保证炉膛出口温度大于850℃，并减少垃圾燃烧时与金属接触减轻腐蚀。
　　同时为保证蒸汽量，要加大炉膛的高度，以增加炉内受热面。设计高效的蜗壳式旋风分离器，保证有足够的返料，加上合理的风帽布置，使炉内流化均匀，压力稳定，燃烧平稳。
　　合理的空气系数也是保证燃烧的关键所在，因此一次风过量系数应取较大值，为入炉的垃圾尽早着火并均匀燃烧提供足够的氧气。
2.2垃圾的顺利入炉
　　通过对多台CFB焚烧垃圾锅炉运行实际的观测，垃圾能否顺利入炉是垃圾发电锅炉技术中的一个关键。故此在设计中应予以重视。
　　因为入炉的垃圾量一般情况下较多，故垃圾给料口应设计成较大的进口；同时采用气力输送的给料方式，在给料管下布置播料风，风源取自压头较高的一次风，保证垃圾连续进入。
　　垃圾给料管倾斜角应设计为合理数值，如角度太小，则垃圾不易进入，建议此数值为70°。
　　垃圾入料口的下沿位置在布风板以上合理处，建议在稀相区位置，因为稀相区的炉内压力较低，播料风可以轻易将轻质垃圾吹进去，又可以避免太高时砸坏布风板和影响流化。
　　流化床炉膛内是微正压，故此在垃圾入口处除播料风之外，还应在入料管的上方布置一圈密封风，防止返烟。
　　在垃圾给料管内打浇注料，并使用不锈钢材料，防止热辐射和万一提前着火烧坏给料管。垃圾入料处的水冷壁开口，由管子让弯形成，拉出的管子对入料口起冷却保护作用。
2.3锅炉的顺利排渣
　　为保证垃圾锅炉炉渣的顺利排除，要求垃圾入炉粒径不大于100mm；为预防万一，在给料管上布置快开门，一旦堵塞，人工疏通。
　　两个排渣口的尺寸加大，位于V形布风板的低洼处，正对着进料口，大块可以自动流向排渣口，当冷渣机出故障时，采用大口径紧急放渣管。
2.4防止床温超温结焦
　　锅炉设计中应确保炉膛断面及炉膛高度方向上温度场的均匀分布。其中的关键就是水冷布风板的设计，要保证布风均匀无死区应注意以下几点：
　　a.选取适当的布风板及布风板阻力，确保锅炉在运行过程中床层流化均匀。
　　b.采用等压风室结构，保证锅炉布风板上的布风均匀。
　　c.采用小钟罩式风帽，数量多，距离小，既有利于排渣，又流化均匀，还可以不漏灰。