600t/d 垃圾焚燒爐燃燒運行與結構優化研究

宋興健

（福州紅廟嶺垃圾焚燒發電廠，福州350001）

1 引言

城市垃圾本身具有水分高、熱值低以及難易調整燃燒控制等缺點。因此，如何做好城市垃圾的燃燒，實現城市垃圾的無害化處理對于當前社會實現持續發展有著十分重大的意義。本文就如何優化和調整垃圾焚燒爐進行了研究。

垃圾焚燒爐是焚燒處理垃圾的設備（見圖1）。垃圾在爐排上燃燒，生成1 050℃高溫煙氣，依次進入第一、第二與第三煙氣室，通過鍋爐水冷壁、水冷屏、過熱器與省煤器的熱量吸收，成為210℃的煙氣，再進入噴霧脫酸塔，在塔內與石灰漿液霧滴充分反應，酸性氣體（如HCl、HF、SO2等）絕大部分被吸收去除，最后經過布袋除塵器過濾去煙氣中的粉塵后經煙囪排入大氣[1]。垃圾焚燒爐由垃圾進料系統、爐排系統、焚燒爐液壓系統與點火及輔助燃燒系統組成，配合余熱發電系統、煙氣凈化系統，灰渣處理系統與自動控制系統，電氣系統等，完成垃圾的焚燒，熱量的吸收利用與煙氣凈化作用。

圖1 垃圾焚燒爐

2 焚燒爐給料要求分析

2.1 投料

首先，要避免垃圾進入料斗后出現不平衡，比如，兩端高低不一致，這樣會導致推料器承受的重量不穩，當垃圾進入爐膛時，很容易由于左右垃圾不一致，而出現爐排上垃圾不一樣的問題。此外，一旦垃圾堆放在料斗的位置過高，也會壓實料斗溜槽，造成堵塞，這樣也會導致爐內缺料，不容易推出垃圾。因此，保持料斗垃圾的平衡和料位的一致，是焚燒爐運行的重要前提[2]。

2.2 滲漏液的排泄

只有控制好垃圾儲坑內的滲漏液能夠快速排出垃圾儲坑，讓垃圾堆滿足正常的發酵時間，保證滲漏液可以快速流到排水口，才能保證垃圾排水。

2.3 垃圾發酵時間

如果垃圾堆的發酵時間不充足，少于168h，會導致垃圾進入爐膛后，不利于燃燒，爐膛溫度下降，必須投入輔燃系統噴柴油助燃來保證850℃的爐溫，提高運行成本。因此，建議垃圾的堆放要超過7d 為最佳，同時，要求垃圾坑必須要有足夠大的容積，堆放垃圾，滿足垃圾的燃燒發酵時間[3]。

垃圾儲坑的主要功能是儲存垃圾，起到對垃圾量的調節作用；也能對垃圾進行攪拌、混合和脫水等處理，起到對垃圾品質的調節作用。某公司垃圾坑的容積為21 250m3，垃圾卸料平臺高程7.000m，能夠滿足約8d 的垃圾儲存量，滿足CJJ 90—2009《生活垃圾焚燒處理工程技術規范》和項目穩定、可靠運行的要求。

3 600t/d 垃圾焚燒爐燃燒運行與結構優化

3.1 工作原理

某公司采用德國馬丁SITY2000 焚燒爐，焚燒爐爐排由動、靜相間的爐排片組成，固定爐排片與活動爐排片以行為單位交替布置。依靠液壓連桿機構驅動，活動爐排片在固定爐排片上做往復的逆推運動，爐排片總體使用壽命不少于4a。爐排面采用24°傾角，爐排片頭部設置合理的凸臺，凸臺斜面上布置了分布均勻的一次風孔。爐排片往復逆推運動對垃圾的攪拌和翻轉效果非常好，同時配置了合理的燃燒空氣系統，垃圾運動緩慢，燃燒穩定，燃燒效率高。

爐排分為3 個區域：干燥區、燃燒區和燃盡區。在給料器的推動作用下，垃圾首先進入干燥區，通過爐排的動作，垃圾在爐排上往前移動到燃燒區，垃圾經過氣化、燃燒過程后，最后到達燃盡區。固定碳在燃盡區充分燃燒后，爐渣落入落渣口。

焚燒爐分為上下2 段驅動，上段爐排是干燥區和燃燒區，下段爐排是燃盡區。爐排驅動梁間隙采用密封風機密封。

爐排尾部設置液壓驅動的料層調節擋板，根據燃燒情況及時調整爐排上料層的厚度，操作簡單，調節作用明顯，燃盡后的爐渣從該擋板處的落渣口進入到除渣機。爐排灰斗布置在爐排下部，暫時存放爐排漏灰。爐排灰斗也是一次風室。

垃圾爐的調節與控制，是利用爐排速度、風量、推料量、燃燒狀態、燃燒區間以及料層厚度的調整來實現的，同時也受天氣的影響，可以根據垃圾入爐后的熱值變化因素進行調整和控制。

3.2 600t/d 垃圾焚燒爐燃燒運行優化

3.2.1 分配一次風量

在進行一次風的調節過程中，應該根據垃圾爐的燃燒實際情況進行調節，將燃燒區間往后移動，來不斷增強風量，從而可以有效強化燃燒速度，這樣能夠保證垃圾有效燃盡。當燃燒區間進行前移的過程中，會出現缺料的現象，這時候要減少一次風量，將燃燒速度降低，逐漸增加料層的厚度，這樣可以避免出現燃燒脫節的問題。

垃圾料層厚度決定一次風量的大小，結合公司長年運行的經驗，在夏季溫度變高的時候，垃圾有著很強的燃燒力，且燃燒速度較快，垃圾料層厚度一般保持在400～450mm 時，要控制一次風量在35 000～40 000m3/h；當冬季溫度變低時，保持垃圾料層厚度不變時，一般控制在40 000～55 000m3/h。

3.2.2 焚燒爐的機械負荷

所謂焚燒爐的機械負荷，衡量的是垃圾焚燒爐設計的重要指標，與其結構、爐子形狀有密切關系，因此，不能用爐排面積來衡量垃圾焚燒爐的處理能力。

實踐表明，為了更好地完成垃圾額定的焚燒量，需要根據爐內的燃燒情況、垃圾質量以及負荷變化進行不斷調整和優化，除了要保證足夠的垃圾料層厚度，還要保證蒸汽參數達到額定值。當垃圾焚燒正常時，爐排上的火焰呈現出均勻的燃燒狀態。因此，做好垃圾層厚度處理以及給料速度的處理，可以提高焚燒爐的運行負荷。

3.2.3 做好焚燒爐的煙氣溫度控制

在垃圾焚燒爐中，含有諸多腐蝕性的氣體，這些腐蝕性氣體都會對鍋爐過熱器產生一定的腐蝕作用，形成高溫腐蝕。當過熱器的入口煙溫高于650℃時，高溫腐蝕性更大。因此，要在焚燒爐運行過程中，嚴格控制過熱器的入口溫度，保證在600℃以下。此外，有二噁英會在生活垃圾焚燒時產生，但是在850℃及以上會分解掉，因此，當焚燒爐的爐膛溫度低于850℃時，要保證足夠的輔助燃料進行助燃，這樣可以有效消除二噁英。

4 結語

總而言之，在垃圾焚燒過程中，進行焚燒爐的調整時，要注意觀察火，根據垃圾的含水量、發酵程度、料層厚度、一次風量以及爐排速度等參數來進行調整和優化，從而更好地保證垃圾得到充分處理，實現資源合理循環利用和社會經濟可持續發展。