垃圾焚烧电厂系统特点与锅炉设计安装

3.2炉膛
垃圾焚烧炉炉膛的设计与常规循环流化床有一定区别，除了常规的受热面布置、燃料送入点、燃烧速度的控制等以外，还要考虑二噁英的“3T”技术要求，即焚烧温度高（850-950℃）、停留时间长（燃烧气体在炉内的停留时间一般不低于3s）、湍流度好（在炉膛合适的位置开孔分级送风使气体与垃圾进行良好的混合形成湍流以便使其充分燃烧）。因此，这就需要从炉膛的高度、二次风口的切入点、高温循环灰的切入点、避免水冷壁磨损、水循环动力等方面综合考虑进行设计。对于中温中压垃圾焚烧炉，一般炉内流化风速设计应在5m/s左右，炉膛的高度应在20m左右。在二次风口以下的床层应采取较小的横截面积，并向上渐扩的结构。如果截面积保持与上部相同，则流化质量会下降，特别在低负荷时容易导致流化不良甚至不能流化等现象。对于炉膛的设计，浙大同中科院在设计中存在一定的区别，浙江大学设计是下部区域采用较小的截面，在二次风送入位置采用渐扩的锥形扩口，扩口的角度小于450；中科院设计在炉膛布风板上就呈锥形扩口，有助与在布风板附近区域提高流化风速，以减少床内分层和大颗粒沉积的可能性，两种设计各有利弊。
通过运行观察得知，在炉内落料口上部区域燃烧的大部分为高热值垃圾，而大部分的低热值垃圾、无机组分负热值垃圾会在炉膛的中下部燃烧，会对床层温度稳定有一定影响，为了维持床层温度的稳定，就必须增加掺烧煤量，增加运行成本。因此在设计时首先要考虑炉膛出口温度在各种工况下在850℃以上，确保返回的飞灰温度在850-950℃范围内（垃圾炉的分离器一般设计应为绝热式分离筒体），这样就可以利用飞灰来加热床层而满足整个炉膛垃圾焚烧所要求的温度；其次是尽可能提高炉内内循环的份额，让高热值的垃圾释放出的热量通过内循环灰的传递来补充负热值垃圾吸收的热量，使整个炉膛的轴向温度趋于均匀。在循环流化床垃圾焚烧炉炉膛的设计中，如果充分考虑到以上问题，可借助垃圾自身发出的热量来建立稳定燃烧的温度场，提高垃圾与煤的比值，发挥循环流化床垃圾焚烧炉的优势。
3.3二次风口
二次风一般分两层或三层从一定的高度送入炉膛，提供完全燃烧所需的氧气。在设计中，二次风送入的位置与速度非常重要，因为送入位置决定了密相区的高度，密相区作为一个稳定的温度场与储能区，这一区域的大小也就决定了煤是否能完全裂解及变负荷下床温的稳定性。较低的密相区能降低能耗，根据工程经验，二次风送入高度一般距离布风板1.5-3米左右，笔者在工程实践中一般取2.3米。
另外送入的风速决定了射流的刚性与射程，试验表明，大型循环流化床二次风在冷态下的流速在70m/s左右时方可达到炉内完全混燃的效果，中压锅炉在50m/s左右即可满足运行要求，在设计中考虑到燃烧垃圾的特殊性和加强混燃及扰动效果要求，需要留有一定的余量。运行中具体风速需要根据炉膛高度、深度及穿透深度及在炉墙的布置形式而定。
3.4排渣口
垃圾入炉后带进床层的粗颗粒最终会影响床层的流化质量，所以调整流化质量是循环流化床垃圾焚烧炉的一个主要任务，而流化质量的调整主要是通过排渣来实现的。通过观察一次风风量、风室风压及料层压力的升降来判断床层的厚薄，然后再对排渣机的转速进行调节来控制床层，并维持床层粗细比例不至于失调。因此在设计中需考虑排渣口位置的确定和排渣口口径大小。
通过大量的工程实践发现，排渣口位置设计应尽量避开给煤口，否则在排放粗颗粒物料时原煤与底料很容易一起排走而增加运行成本。另外排渣口的中心线应对准垃圾落料口的中心线，以利于最大化的排除粗颗粒，尽可能少细颗粒物料的排出，保证流化质量及避免过大的灰渣热损失，而且运行实践后发现，将排渣口布置在布风板的中前部比布置在后部和中部更有利用大颗粒物料的排除，因为在运行中发现垃圾焚烧后主要的大颗粒主要集中在布风板的中前部，往后推移的速度很慢，如果排渣口设置在中部或后部，很难将大颗粒物料及时排出。
除了排渣口位置外，同时还需重视排渣口口径大小的设计，否则影响锅炉的安全、连续、经济运行。由于我国的城市生活垃圾成分极其复杂，运往焚烧厂的生活垃圾中常掺有较大份额的建筑、工业垃圾等难排除如陶瓷、金属、混凝土、轮胎焚烧后残留铁丝的等不可燃垃圾，排渣口口径大小的设计对锅炉的连续稳定运行有很大影响。杭州锦江集团在排渣口口径的设计上从早期的后墙方形排渣口改进为布风板中后部布置φ159mm圆形排渣口，后来又设计在布风板中部左右侧各布置一个φ219mm圆形排渣口，接着又改在布风板中前部布置φ273mm或φ325mm的圆形排渣口，且采用圆形排渣管时，设计应注意设置一个浇铸件短管与下部的不锈钢管焊接而成，以防止口子变形造成堵塞。通过大量运行实践发现，采用矩形口径为300mm×500mm或300mm×600mm材质全段采用铸钢件的排渣管，即可有效防止排渣管变形，又可有效排出大颗粒物料。