垃圾焚烧电厂系统特点与锅炉设计安装

摘要：本文介绍了垃圾焚烧发电厂与常规电厂的不同之处，系统的总结了垃圾焚烧发电厂系统特点，并结合运行中碰到的问题，系统的总结了循环流化床垃圾焚烧炉的设计和安装要点，从运行的稳定性、连续性、安全性、经济性角度出发提出了合理建议。
关键词：垃圾焚烧发电；循环流化床；设计安装
1.概述：
杭州锦江集团目前在国内投资建设的垃圾焚烧发电厂数量和处理量处于领先地位，自90年代中期与浙江大学热能工程研究所合作开发城市生活垃圾异重循环流化床焚烧技术以来，先后同中国科学院、日本荏原公司进行过合作与技术交流。并于1998年将余杭锦江环保能源有限公司一台35t/h的链条锅炉成功的改造成循环流化床垃圾焚烧炉，通过不断的积累经验，结合在余热发电系统、脱硫除尘系统、DCS集中控制系统、垃圾预处理系统、给料系统及冷渣系统等各类配套设施方面的不断创新，使得锦江集团在垃圾焚烧发电厂的经营管理水平和技术实力处于国内外领先地位。
2.垃圾焚烧发电厂系统特点
垃圾焚烧发电厂除了常规的汽轮机、发电机、各辅机等配置外，按照国家相关规定，对燃料控制、烟气排放等提出了特别的要求，主要有以下几点。
2.1垃圾进库地磅实时打印系统
垃圾由环卫部门收集用压缩密封车运至垃圾发电厂，进厂有专门的物流通道至垃圾卸料平台，在上平台前需要经电子计量称重装置，数据经传感器进入专门设计的垃圾称重软件管理系统，进行实时的数据存储或打印。该装置由当地的质量技术监督局实行全面的管理与监督。
2.2炉前垃圾抓吊计量系统
垃圾在进入焚烧锅炉前需要经过抓吊系统进入炉前垃圾给料装置，抓吊系统由工业电视、抓吊计量装置等组成，每次抓吊的垃圾反馈的重量进入微机系统，可进行历史查询及打印管理。
2.3给煤计量管理系统
原煤在进入焚烧炉前经过双级给煤机，一般有两种设计方案：一是原煤经输煤装置进入炉前钢制煤斗，然后经刮板或螺旋给煤机进入炉膛；二是原煤经输煤系统进入炉前钢制煤斗，然后在煤斗下部设置皮带输送机，最后在皮带输送机的下部再布置短程刮板机或螺旋给料机；第一种方案一般采用的是核子称称重系统；第二种方案是采用皮带计量称重系统，不管采用何种方案，都需将实时数据传输至DCS系统上，以便运行人员及时的调整给煤量，掌握给煤数量。
2.4烟气在线监测系统
垃圾焚烧后会产生一定的二次污染物，如何有效的控制污染排放物在国家允许的范围之内或将最大化的降低各项排放值，除了不断的对焚烧系统进行结构升级优化之外，需要在实际运行中根据垃圾的质量及投放量大小等进行燃烧的调整，烟气在线监测系统可给运行人员提供相关的调整信息与依据，以便运行人员进行做到超前的燃烧控制。
2.5脱硫除尘系统
垃圾焚烧炉主要燃料使用的是垃圾，因此烟气中含硫量不是很高，而垃圾焚烧炉考虑到了多种气体的集成，所以采用了活性炭烟气喷射系统及半干法脱硫系统，对烟气的进口温度、单位时间内的烟气量、脱硫剂量等进行调节与控制。除尘系统采用布袋过滤喷吹，有效率达到99%以上，为了钙的利用率达到最大化，除尘下来的飞灰经流化斜槽及加热装置重新返回脱硫装置进行二次循环；本装置全部调节控制有专门设计的DCS集成控制系统。
以上几点是CFB垃圾焚烧炉的关键所在，也是控制燃料配比及二次污染物排放的根本保证。
3.循环流化床垃圾焚烧锅炉设计要点
至今为止，杭州锦江集团先后在浙江杭州、云南昆明、山东淄博、安徽芜湖、河南荥阳等地投资建设了40多台循环流化床垃圾焚烧锅炉，处理量和额定蒸发量分别从150-650t/d、35-55t/h不等，锅炉分离器型式分别有下排气中温分离、上排气高温分离；过热器布置形式有内置式与外置式；通过大量的工程实践，杭州锦江集团在循环流化床锅炉的设计、制造、安装、运行、维护等方面拥有雄厚的实力和经验，以下将结合工程实践经验，总结循环流化床垃圾焚烧炉在设计方面应当注意的几点问题：
3.1垃圾落料口
垃圾落料口是垃圾进入炉膛的主要通道，其设计的合理性直接影响到锅炉热效率，主要分为矩形进料口和圆形进料口两种类型。进料段与炉膛水冷壁连接的斜管为两段拼接而成，并同悬吊的膜式水冷壁整体向下膨胀，该管段上一般设置有六波或八波的金属膨胀补偿器。以往由于进料口设计较大，漏风系数大，对炉膛中部温度及引风机负载存在很大影响，通过多次实验，将方形改进为1000mm×700mm，圆形外径为1000mm或1200mm，且圆形的垃圾落料口需内衬浇注层，并在直管与斜管处布置环形密封风。改进后则漏风系数大大下降，并对布置前后墙的二次风腾出了很大的空间位置。
此外，垃圾落料口的设计还需考虑接口密封，由于垃圾燃烧时易喷正压，落料口接口一般选择在炉膛负压区域，如果该接口不密封，当垃圾爆燃时会产生较大的正压而使热烟气冲出，不但会增加热损失，还可能破坏给料设备；当炉膛负压状态时，会将大量的冷空气吸进炉膛，对炉膛中、上部温度产生很大影响，会导致燃烧温度降低、飞灰含碳量上升、过量空气系数增加、排烟热损失增加、锅炉热效率下降等一系列问题出现，所以需高度重视对垃圾落料口接口的密封设计。