循环流化床焚烧炉掺煤比为18.2%,达到国家资源综合认证要求。通过对国内垃圾焚烧发电厂的考察、研究,发现目前垃圾焚烧炉存在一些问题。
(1)炉膛内部受热面吸热份额较大,炉膛出口水冷壁裸露段目前达到3.3m的高度,较大的炉内换热后,炉膛内部温度场整体蓄热能力下降,成团的垃圾在炉膛里面更难充分燃尽,热量未及充分利用即作炉渣排掉。炉膛出口温度降低,循环的物料温度也降低,对床温稳定起反作用,需要加更多的燃料煤来稳定床温。
(2)返料器的影响。返料器通过的热量占焚烧炉热效率很大的换热份额,旋风分离器分离下来的返料温度为850℃左右,经过高低温过热器受热面大量吸热后返料器出口温度只剩下730℃,远远低于床温。由于产汽量和主蒸汽温度均靠返料器吸热份额来保证,设计物料外循环倍率高,有时被迫人为提高一次风量来保证分离效率,大量的低温物料返回炉膛,需要更多的燃料来加热,才得以维持床温。这也是一次风量大以及煤炭掺配比降不下来的另一个原因[2]。
以上问题使得垃圾焚烧发电厂的能耗水平偏高且存在一定的环境污染问题。因此,有必要对焚烧炉本体进行重点节能技术改造,从而提高热效率,达到节能降耗的目的。
4焚烧炉本体技改施工
首先在炉膛内部受热面全部敷设卫燃带,可以使燃烧室内换热份额减少,炉膛出口温度将比床温高100~150℃,燃烧室温度场大蓄热量大,2个炉膛出口,沿炉膛深度和宽度范围内有均匀稳定的温度和热量分布,有利于稳定燃烧。
其次在返料器内只布置高温过热器,低温过热器改为布置在尾部竖井烟道内。由于换热量减少,返料器出口返料温度高于床温50~100℃,这样可以进一步促进床温的稳定。低温过热器布置在尾部,提高尾部吸热份额,为降低炉内吸热份额(敷设卫燃带)创造条件;同时不单纯依靠返料对饱和蒸汽进行过热,在启炉和断垃圾时容易保证主蒸汽温度;还可以降低排烟温度。
最后将炉底布风板小孔截面积改小。布风板改小后,正常运行时床压控制在9kPa左右,布风板阻力将比技改前提高,这样有利于在安全前提下,降低一次风量,提高二次配风的份额,达到合理燃烧。
4.1焚烧炉本体技改材料
表1为焚烧炉本体技改使用的主要材料。
表1焚烧炉本体技改主要材料
4.2炉墙、外置式返料器炉墙
(1)耐火耐磨浇注料施工。在耐热耐磨浇注料施工前,应按设计规定的配合比制成100mm×100mm×100mm的试样9块,其中3块做常温耐压强度试验,3块做110℃烘干抗压强度试验,其余3块做800℃焙烧后抗压强度试验。合格后方可施工。
(2)不锈钢抓钉(0Cr18Ni9)焊接。按要求抓钉刷1.5mm厚的沥青漆,作膨胀缝用。
(3)炉墙厚度为100mm的耐火耐磨浇注料,返料器内的浇筑层为厚度为120mm的自流式刚玉浇注料,从内向外分别为120mm厚的耐火层、120mm厚的保温层和60mm厚的绝热层,四周侧墙耐火层连接处及顶部炉墙和侧墙连接处,应预留膨胀缝,膨胀缝用≈20mm的石棉绳填充,再用木质板作模具,炉膛顶部和返料器顶部用耐火可塑料浇注施工。
(4)外置式换热器“溢流口”处炉墙浇筑前,用≈10mm耐热钢筋(0Cr18Ni9)编制成100mm×100mm的钢筋网格;钢筋网格下端与布风板焊接固定,两侧与后墙耐火层抓钉焊接固定。
(5)施工结束后,根据耐火耐磨浇注料的烘炉曲线进行烘炉。
5焚烧炉本体技改节能分析