垃圾鍋爐受熱面積灰原因分析

1、垃圾焚燒爐尾部受熱面積灰原因分析及措施生活垃圾焚燒處理具有占地少，處理快速，減量化顯著，無(wú)害化徹底以及可回收余熱等優(yōu)點(diǎn)，在世界各國(guó)得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。但是，垃圾成分復(fù)雜多樣，含水量高，焚燒過(guò)程中容易在受熱面上形成積灰。“積灰”是指溫度低于灰熔點(diǎn)時(shí)灰沉積在受熱面上的積聚，多發(fā)生在鍋爐的煙道受熱面上。積灰通常可按如下標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類：(1)根據(jù)飛灰溫度范圍劃分，可分為熔渣，高溫沉積灰，低溫沉積灰。(2)根據(jù)積灰的強(qiáng)度，可分為松散性積灰和粘結(jié)性積灰。積灰是個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)過(guò)程，是目前垃圾焚燒爐運(yùn)行中的重要影響因素。探討積灰的形成和抑制方法對(duì)于垃圾焚燒爐的安全運(yùn)行具有重要的意義。制約鍋爐運(yùn)行周期最嚴(yán)重

2、的問(wèn)題是：尾部煙道受熱面積灰嚴(yán)重。通常情況下垃圾焚燒爐運(yùn)行20天左右，在尾部煙道受熱面可觀察到顯著的積灰現(xiàn)象，最嚴(yán)重的時(shí)候，30天左右需要停爐清灰一次。高溫?zé)Y(jié)灰，屬于粘結(jié)性積灰。它主要是在管道迎風(fēng)面形成并沿著氣流方向生長(zhǎng)。這種積灰會(huì)引起管束阻力不斷地迅速增長(zhǎng)，直到煙道完全堵塞，被迫停爐。積灰底層相當(dāng)堅(jiān)硬密實(shí)，具有很高的燒結(jié)強(qiáng)度。外層積灰較內(nèi)層松散，灰粒間存在孔隙結(jié)構(gòu)。積灰整體呈梳狀，硬而脆，形成后難以用吹灰器清除。鍋爐尾部煙道受熱面積灰會(huì)引起很多問(wèn)題，主要有經(jīng)濟(jì)性和安全性兩個(gè)方面，積灰會(huì)降低爐內(nèi)受熱面?zhèn)鳠崮芰?，增加傳熱阻力，降低鍋爐經(jīng)濟(jì)性；在高溫?zé)煔庾饔孟?，積灰會(huì)與管壁發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，形

3、成高溫腐蝕；使鍋爐連續(xù)運(yùn)行周期縮短；積灰清除困難，增加工人勞動(dòng)強(qiáng)度。1.積灰的成分分析飛灰中的堿金屬元素比較高。而水溶性的堿金屬化合物在高溫區(qū)中會(huì)發(fā)生氣化，氣化的堿金屬化合物與揮發(fā)性氯結(jié)合形成了堿金屬氯化物。當(dāng)煙氣中有足夠的硫存在時(shí)，大部分堿金屬氯化物會(huì)和硫化物發(fā)生反應(yīng)生成硫酸鹽。對(duì)于爐內(nèi)高溫受熱面的積灰來(lái)說(shuō)，硫酸鈉與硫酸鈣或鈉，鈣與硫酸鹽的共晶體是形成粘性灰沉積的基本物。硫酸鈉的熔點(diǎn)(888ºC)低于硫酸鉀(1027ºC)，因此在堿金屬化合物型積灰的形成過(guò)程中，起主要作用的是Na2SO4，它常構(gòu)成灰沉積物中的液相成分。凝結(jié)后的Na2SO4吸收煙氣中的SO3，并與受熱面上及

4、沉積物中的Fe2O3進(jìn)一步反應(yīng)，生成堿金屬?gòu)?fù)合硫酸鹽，如Na3Fe(SO4)3。其熔點(diǎn)很低，只有600ºC左右，而高溫對(duì)流受熱面的壁溫可達(dá)650ºC700ºC左右，因此生成的堿金屬?gòu)?fù)合硫酸鹽可處于熔融態(tài)，并作為一種粘性基覆蓋在管道表面上。這是管道表面上形成的積灰的初始原因。形成后的表面具有粘性，能進(jìn)一步捕捉飛灰。氣化的堿金屬成分在凝結(jié)過(guò)程中，顆粒間的接觸面積增大，有時(shí)候伴隨著液相的存在，從而也為飛灰間的快速燒結(jié)提供了條件。同時(shí)由于尾部煙道受熱面管束設(shè)計(jì)間隙較小，管束阻力會(huì)不斷地迅速增長(zhǎng)，直到煙道完全堵塞，被迫停爐。2.影響煙氣攜帶灰份的因素：城鄉(xiāng)接合統(tǒng)籌收集的垃圾

5、中水分、灰分較大，其中水分為25%50%,灰分為15%30%，同時(shí)還富含有大量生物質(zhì)，生物質(zhì)中堿金屬含量較高，此外有塑料、橡膠等有機(jī)制品。這給垃圾焚燒帶來(lái)了極大的困難。焚燒爐一次風(fēng)量越大、一次風(fēng)壓越高、爐膛負(fù)壓越大，那么煙氣攜帶飛灰就越多。負(fù)荷越高，煙氣量也就越大，所攜帶的灰分也就越多。翻動(dòng)爐排翻動(dòng)頻率越高，煙氣揚(yáng)析所帶的灰分也就越大。高溫爐渣落入水冷出渣機(jī)中的瞬間會(huì)產(chǎn)生大量的水蒸氣，這時(shí)爐內(nèi)會(huì)產(chǎn)生極大的正壓，為保持爐內(nèi)負(fù)壓，引風(fēng)機(jī)就會(huì)開大，煙氣所攜帶的灰分也就變大。給推料器平臺(tái)與順推爐排之間的落差，順推爐排相互間的落差，垃圾中的細(xì)灰在燃燒過(guò)程中，經(jīng)過(guò)這兩個(gè)“落差”時(shí)，都會(huì)被風(fēng)煙帶走，設(shè)計(jì)的落

6、差越大，帶走飛灰的可能性越大。3.吹灰器的吹灰效果在垃圾焚燒電廠吹灰器一般有蒸汽伸縮管吹灰和乙炔爆燃吹灰兩種。利用乙炔爆燃的沖擊波和震動(dòng)將積灰清除，但是實(shí)際上效果有限。其缺陷表現(xiàn)為如下幾點(diǎn)：1)安裝的吹灰罐較少，只有10組共22個(gè)，在鍋爐蒸發(fā)器和過(guò)高處容易積灰和結(jié)焦的地方卻只安裝了兩組4個(gè)吹灰罐。2)吹灰器的乙炔進(jìn)氣管為母管制，當(dāng)三臺(tái)鍋爐一起進(jìn)行乙炔吹灰時(shí)，這樣勢(shì)必導(dǎo)致乙炔分配不均和乙炔壓力不夠，所以吹灰效果也不理想。3)飛灰容易在爆燃器出口堆積，煙氣中的水分與堆積的飛灰一起將吹灰器的出口堵塞或者部分堵塞，使吹灰器悶響或者使射出的沖擊波偏離設(shè)計(jì)的中心線。4)煙氣中含有氯化氫、二氧化硫等酸性物質(zhì)

7、，對(duì)吹灰罐與吹灰管產(chǎn)生腐蝕，隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，會(huì)使吹灰罐與管道腐蝕或者報(bào)廢。若不及時(shí)處理會(huì)導(dǎo)致乙炔泄漏，吹灰無(wú)力。5)吹灰器沒(méi)有定期維護(hù)，吹灰器經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行后，罐內(nèi)積灰結(jié)垢會(huì)對(duì)當(dāng)初設(shè)定的乙炔與空氣配比造成影響，導(dǎo)致配比達(dá)不到要求，吹灰力度不夠?？刂莆膊繜煹朗軣崦娣e灰的措施通過(guò)積灰原因的分析，現(xiàn)將抑制積灰的措施介紹如下：1.控制鍋爐負(fù)荷當(dāng)鍋爐長(zhǎng)期超過(guò)額定負(fù)荷的時(shí)候，積灰結(jié)焦就比較快；自從在規(guī)定了不超額定負(fù)荷的狀態(tài)下運(yùn)行后，煙道受熱面積灰有了明顯改善。2.控制爐膛頂棚溫度頂棚溫度控制住了，那么相應(yīng)爐膛出口溫度，或者說(shuō)是進(jìn)入尾部煙道受熱面的溫度就控制了，通過(guò)前面積灰原因的分析，我們知道尾部煙

8、道煙溫在600ºC左右受熱面是最容易積灰，現(xiàn)今我們將頂棚溫度控制在850ºC以上(主要是減少二噁英的生成)，900ºC以下。這樣我們鍋爐檢修清灰完成后，起爐發(fā)現(xiàn)爐膛出口溫度(尾部煙道入口溫度)大概在450ºC左右。隨著鍋爐運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，尾部煙道的入口溫度也會(huì)慢慢升高。3.減少煙氣攜帶飛灰的分量我們知道煙氣攜帶飛灰是不可避免的，只能通過(guò)合理的調(diào)整，在滿足充分燃燒垃圾以及負(fù)荷的情況下，盡可能減少一次風(fēng)量和增加爐排停運(yùn)時(shí)間，減少翻動(dòng)爐排的翻動(dòng)頻率，從而達(dá)到減少煙氣攜帶飛灰的目的。4.加強(qiáng)對(duì)吹灰器的維護(hù)針對(duì)吹灰罐與管道的腐蝕，應(yīng)增加密封風(fēng)機(jī)，當(dāng)吹灰時(shí)，密封風(fēng)機(jī)

9、停止運(yùn)行；當(dāng)不吹灰時(shí)，開啟密封風(fēng)機(jī)，防止煙氣竄入吹灰管及管道內(nèi)，經(jīng)過(guò)運(yùn)行來(lái)看，腐蝕效果有了明顯改善。另在技術(shù)人員與檢修人員的配合下對(duì)吹灰器進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)漏點(diǎn)及時(shí)補(bǔ)焊或更換。對(duì)脈沖吹灰無(wú)力的做相應(yīng)調(diào)整，保證吹灰器在最好的狀態(tài)下運(yùn)行。5.人工在線清灰通過(guò)近期的運(yùn)行來(lái)看，鍋爐在運(yùn)行了一個(gè)月后，水平煙道受熱面上就開始有了積灰，吹灰器不容易吹下來(lái)，這時(shí)打開尾部煙道人孔，伸入一根長(zhǎng)的鋼管，利用壓縮空氣可以有效地吹掉管壁上的積灰。而且將在線清灰做為定期工作，由專人監(jiān)督每隔兩天或者三天進(jìn)行一次。在沒(méi)有人工清灰前，我們鍋爐的運(yùn)行周期是50天左右，而增加了人工清灰，現(xiàn)在運(yùn)行周期可到80天，最長(zhǎng)的時(shí)候到了90天。6

10、.加添加劑脫除堿金屬在焚燒爐內(nèi)加入適宜的添加劑脫除堿金屬，對(duì)于解決垃圾焚燒過(guò)程中堿金屬積灰，是便捷有效的辦法。研究表明鋁硅類礦物質(zhì)可以脫除煙氣中的堿金屬，對(duì)防止堿金屬積灰有一定的效果。其中高嶺土效果較為明顯，高嶺土不僅可以和堿金屬化合物反應(yīng)生成高熔點(diǎn)的鋁硅酸鹽，而且可以減輕沉積物中氯元素的富集。因此，可以作為垃圾焚燒爐內(nèi)堿金屬脫除劑使用。此辦法只是在有關(guān)書本上見(jiàn)到，至于實(shí)用與否還有待見(jiàn)證。對(duì)于馬丁式爐排焚燒爐，我們已經(jīng)運(yùn)行了三年多的時(shí)間，積累了很多運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和檢修經(jīng)驗(yàn)，但是垃圾焚燒對(duì)設(shè)備的腐蝕和環(huán)保要求的不斷提高，我們需要不斷的學(xué)習(xí)和改進(jìn)，才能將理論和實(shí)際相結(jié)合，延長(zhǎng)焚燒爐的運(yùn)行周期。 

11、; 城市垃圾焚燒爐內(nèi)灰渣的性質(zhì)及結(jié)渣機(jī)理初探摘要介紹了城市垃圾焚燒灰渣基本的物理化學(xué)性質(zhì)，初步探討了垃圾焚燒處理中的積灰、結(jié)渣形成的機(jī)理，為焚燒爐的正常運(yùn)行提供科學(xué)的保證，為灰渣的深度開發(fā)利用及污染防治提供科學(xué)依據(jù)。 關(guān)鍵詞垃圾焚燒殘?jiān)Y(jié)渣機(jī)理 再利用 1 垃圾焚燒殘?jiān)幕拘再|(zhì)為了正確地處理、管理城市垃圾焚燒后的灰渣，應(yīng)全面了解這些灰渣的物理和化學(xué)性質(zhì)，如灰渣的粒徑大小分布、表面積、形態(tài)、密度、組成及化學(xué)性質(zhì)等。1.1 垃圾焚燒殘?jiān)幕瘜W(xué)組成垃圾焚燒后灰燼的基本化學(xué)組成見(jiàn)表1。     表1 垃圾焚燒后灰燼的化學(xué)基本組成1  

12、60; （）化學(xué)成分SiO2 Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2OBaOCr2O3PbOSO3CH2O其他含量43.68.767.2913.117.741.633.920.080.0620.291.891.662.257.11.2 城市垃圾焚燒殘?jiān)鞘欣贌蟮臍堅(jiān)饕w灰和底渣。根據(jù)Ontiveros J  L , Clapp T L and Kosson D S等人的研究，將垃圾焚燒爐的飛灰按粒徑分為7檔： 20m，2041m，4260m，61110m，111149m，150230m， 230m。粒徑大于230m的，主要是焦炭的薄片, 焦炭片越少，顆粒燃燒得越完全

13、，它與第2次供風(fēng)有密切的關(guān)系。對(duì)顆粒的密度和表面積進(jìn)行分析，測(cè)量表明：飛灰密度的大小可表明物料的燃燼性，密度越大燃燼性越好；飛灰的密度越大則有更大的表面積，灰表面積隨粒徑的減小而增大，這種現(xiàn)象與爐的效率或裝置的收集效率有關(guān)。通過(guò)分析灰的固體總揮發(fā)度可考察各個(gè)組成未燃燼的情況。城市垃圾焚燒飛灰最多的顆粒主要是黑色和白色顆粒，形狀包括扁平和園狀型的，成渣結(jié)塊時(shí)也有球型的，然而，球型的粒子不太多。Taylor用碎海綿、卷紙狀、畫板狀等詞語(yǔ)來(lái)描述垃圾焚燒飛灰的形狀。通過(guò)電子掃描圖可見(jiàn)飛灰晶型結(jié)構(gòu)的形成， Cahill and Newland 等人用揮發(fā)富集理論來(lái)解釋，鋁和硅的氣化溫度比焚燒溫度高，因而

14、成為其他揮發(fā)元素的晶核。Furuya等人分析得到飛灰顆粒為CaSO4型。但Ontiveros J L, Clapp T L and Kosson D S等人對(duì)飛灰樣品的研究表明，它們的晶體結(jié)構(gòu)除了CaSO4型之外，還有可能有NaCl 或KCl型。底渣主要是碎玻璃、金屬殘片、石子、灰粉和結(jié)塊的渣。1.3 垃圾焚燒殘?jiān)c二次污染控制技術(shù)廢棄物焚燒過(guò)程中，不可避免地產(chǎn)生HCl、SOx、NOx、CO等無(wú)機(jī)污染物，同時(shí)可能還會(huì)產(chǎn)生苯并芘、苯并蒽、二惡英等有機(jī)物和Cr、Cd、Hg、Pb、Cu、Ni等痕量重金屬污染。因此，凈化集塵裝置和凈化過(guò)濾集塵裝置是垃圾焚燒過(guò)程中的關(guān)鍵配套系統(tǒng)。其常用裝置有機(jī)械集塵裝置

15、，用于從氣體中分離出粒徑約為2030以上的顆粒；靜電除塵器，用于捕集小至0.5m左右的微細(xì)粒子；袋式過(guò)濾器，用于除去1以下的粒子，同時(shí)也對(duì)去除 PCDD（ ）效果最好。另外，為了脫氯脫硫，在8501050的爐溫范圍內(nèi)，通常會(huì)向爐內(nèi)噴入磨碎的氫氧化鈣、氫氧化鎂、醋酸鈣、醋酸鎂、醋酸鎂鈣、甲酸鈣、丙酸鈣或苯甲酸鈣等吸收劑。為了減少 PCDD（ ）的生成，在焚燒爐余熱鍋爐前噴氨，由于氨與氯的結(jié)合能力強(qiáng)于前驅(qū)物與氯的結(jié)合能力及噴氨可以使合成 PCDD（ ）的催化劑失去催化作用。因此，垃圾焚燒所采取的一系列控制二次污染的技術(shù)，都極大地影響灰渣的物理形態(tài)和化學(xué)性質(zhì)。1.4 垃圾焚燒灰中金屬的分布及化學(xué)性質(zhì)

16、了解飛灰中金屬的粒徑分布情況對(duì)其形成機(jī)理和管理很重要。Kaufherr和Lichtman研究發(fā)現(xiàn)：鋁、鉀、鎂和鐵金屬的粒徑變化不大。Hansen和Fisher的研究發(fā)現(xiàn)：鈦、鈉、鉿、釷和碳飛灰的硅鋁母體有聯(lián)系。Cahill和Newland得出在爐膛中高揮發(fā)點(diǎn)的物質(zhì)作為核晶的理論。因此鋁、硅和鎂是形成飛灰的晶核，沸點(diǎn)低的物質(zhì)易揮發(fā)并濃縮為飛灰顆粒。鉛和鈣由于易揮發(fā)而堆積在金屬的表面。對(duì)每個(gè)粒徑區(qū)間的飛灰金屬含量進(jìn)行分析，一般來(lái)說(shuō)它們的金屬含量都隨粒徑的減小而增大，大多數(shù)金屬都有這種趨勢(shì)，只是鋁、鎂、鋇、鐵、鎳、鉀受粒徑的影響不太大，因?yàn)檫@些元素是灰的晶核。對(duì)每個(gè)粒徑的灰表面積進(jìn)行比較，隨著顆粒的

17、減小，增加的表面積更有利于富集。鋁、鎂、鋇、鐵、鎳、鉀、鉻和鉛這些核元素的含量并不隨粒徑變小而有太大的變化。但其它元素的含量卻隨粒徑的減小有一個(gè)顯著的變化。在大多數(shù)情況下，這種變化是呈線性的。鉀、鈉、鈣、鎳在飛灰上比較在底渣上更容易沉積。在相同的工廠中，金屬在灰中的分布是不同的，如鐵在底渣中的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于飛灰中的含量，鋁、鋇、鉻、銅和鉛在飛灰和底渣中的含量基本上是均等的。用水相提取的方法可把灰溶解在水中的陰、陽(yáng)離子的種類分開?？捎梦镔|(zhì)和電荷平衡的原理來(lái)測(cè)量它們的存在形式，結(jié)果表明鉀和鈉主要以氯鹽的形式存在，但也以硫酸鹽的形式的存在，鈣主要是以硫酸鹽形式存在。2 積灰和結(jié)渣對(duì)垃圾焚燒爐的影響2.

18、1 積灰、結(jié)渣的形成爐管壁面的積灰、結(jié)渣是一種普遍現(xiàn)象，在爐膛內(nèi)火焰中心處的溫度高，燃料中的灰分大多呈熔化狀態(tài)，而在爐管壁附近的煙溫則較低，一般在接觸受熱面時(shí)已凝固，沉積在壁面上成疏松狀，就形成積灰；如果煙氣中的灰粒在接觸壁面時(shí)仍呈熔化狀態(tài)或粘性狀態(tài)，則粘附在爐管壁上形成緊密的灰渣層，就形成了結(jié)渣。結(jié)渣主要由煙氣中夾帶的熔化或部分熔化的顆粒碰撞在爐墻、水冷墻或熔融的沉淀物形式出現(xiàn)在輻射受熱面上。如水冷壁、水排管、過(guò)熱器排管等。造成鍋爐結(jié)渣的主要原因是灰份的成份及其熔點(diǎn)。垃圾焚燒形成結(jié)渣由于灰層的形成和惰性氣體的比例增加、氧化劑穿透灰層進(jìn)入物料深部與可燃物進(jìn)行反應(yīng)也愈困難, 整個(gè)反應(yīng)減弱。溫度比

19、焚燒段有所下降，這就是燃盡階段的到來(lái)，直到整個(gè)剩余可燃質(zhì)燒盡。然而，焚燒生活垃圾在主焚燒階段，當(dāng)物料溫度較高時(shí)，在料層底部會(huì)形成大量的焦塊，其尺寸大的長(zhǎng)度可達(dá)8001000mm，厚度一般都有200mm)左右。它使下部送風(fēng)受到阻礙，燃燒減緩。垃圾燃盡后形成的渣塊尺寸松散，小尺寸(100mm)占全部灰渣的比例約為20,可能與以下2個(gè)因素密切相關(guān)，一是因?yàn)槔煞种杏写罅康牡腿埸c(diǎn)物質(zhì)，如塑料、橡膠等各種高分子化合物，加上垃圾中含有大量的煤渣、塵土、碎玻璃陶片等。當(dāng)垃圾進(jìn)入主焚燒階段時(shí)，各種高分子化合物就軟化縮合，將大量的灰分粘在一起，形成大的塊狀混合物；二是這種成團(tuán)的縮合物，在燃燒過(guò)程中，供氧不充分

20、，可能處于還原或半還原氣氛中，這就使無(wú)機(jī)物灰渣溶點(diǎn)降低，從而形成在底部灰層中的結(jié)渣。垃圾鍋爐爐膛火中心溫度一般可達(dá)1000，燃料中的灰份大多呈熔化狀態(tài)，而四周水冷壁附近煙溫較低，如果煙氣中攜帶的灰粒在接觸壁面時(shí)仍呈熔化或粘性狀態(tài)，則會(huì)逐漸粘附在管壁上形成緊密的灰渣層。焚燒鍋爐結(jié)焦由許多復(fù)雜的因素引起，如爐內(nèi)空氣動(dòng)力場(chǎng)、爐型、燃燒器布置方式及結(jié)構(gòu)特性，垃圾的尺寸等都將影響爐內(nèi)結(jié)焦?fàn)顩r。保證空氣和燃料的良好混合，避免在水冷壁附近形成還原性氣氛，合理而良好的爐內(nèi)空氣動(dòng)力工況是防止鍋爐內(nèi)結(jié)的前提。2.2 垃圾焚燒爐結(jié)渣機(jī)理的探討 9、10鍋爐結(jié)渣是個(gè)很復(fù)雜的物理化學(xué)過(guò)程,它涉及物料的燃燒、爐內(nèi)傳熱、傳

21、質(zhì)、物料的潛在結(jié)渣傾向、灰粒子在爐內(nèi)運(yùn)動(dòng)以及灰與管壁間的粘附等復(fù)雜過(guò)程,至今還沒(méi)有能定量描述結(jié)渣過(guò)程的數(shù)學(xué)模型。筆者試著從灰粒輸運(yùn)機(jī)理及在爐壁、管壁上的粘接和結(jié)聚長(zhǎng)大成灰渣的機(jī)理探討結(jié)渣機(jī)理?；翌w粒的輸運(yùn)主要有氣相擴(kuò)散、熱遷移、慣性遷移。對(duì)于尺寸很小顆粒和氣相灰分，費(fèi)克擴(kuò)散、小粒子的布朗擴(kuò)散和湍流旋渦擴(kuò)散是重要的輸運(yùn)方式。對(duì)稍大的顆粒,是以熱遷移的方式輸運(yùn)。熱遷移是由于爐內(nèi)溫度梯度的存在而使小粒子從高溫區(qū)向低溫區(qū)運(yùn)動(dòng)。研究表明熱遷移是造成灰分沉積的重要因素之一。對(duì)于較大的灰粒,慣性力是造成灰粒向水冷壁面輸運(yùn)的重要因素。當(dāng)含灰氣流轉(zhuǎn)向時(shí),具有較大慣性動(dòng)量的灰粒離開氣流而撞擊到爐的水冷壁面?；伊Ｗ?/p>

22、擊水冷壁面的概率取決于灰粒的慣性動(dòng)量、所受阻力、在氣流中的位置以及氣流速度。灰渣在管壁上沉積存在兩個(gè)不同的過(guò)程：一個(gè)為初始沉積層的形成過(guò)程, 初始沉積層為化學(xué)活性高的薄灰層, 它是由尺寸十分小的灰顆粒組成。主要是由揮發(fā)性灰組分在水冷壁上冷凝和微小顆粒的熱遷移沉積共同作用而形成，由于粘附以及與管子的化學(xué)反應(yīng)而生成的非常牢固的覆蓋層。初始沉積層中堿金屬類和堿土金屬類硫酸鹽含量較高,這些微小的顆粒由范德瓦爾力和靜電力保持在管壁上，并與管壁金屬反應(yīng)生成低熔點(diǎn)化合物，強(qiáng)化了微小顆粒與壁面的連接。初始沉積層具有良好的絕熱性能，它的形成使管壁外表面溫度升高。另一個(gè)沉積過(guò)程為較大灰粒在慣性力作用下沖擊到管壁的

23、初始沉積層上，當(dāng)初始沉積層具有粘性時(shí)，它捕獲慣性力輸運(yùn)的的灰顆粒，并使渣層厚度迅速增加。由于初始沉積層主要是由揮發(fā)分灰組分的冷凝及微小顆粒的熱遷移而引起，因而從工程角度考慮，很難防止初始沉積層的形成。造成爐內(nèi)結(jié)渣迅速增加，并對(duì)鍋爐安全運(yùn)行構(gòu)成威脅的主要因素是慣性沉積。由慣性輸送的灰粒在初始沉積層上的粘接除與初始層的性質(zhì)有關(guān)外，還與撞擊灰粒的溫度高底有關(guān)，當(dāng)撞擊灰粒的溫度很高，呈溶融狀液態(tài)時(shí)，很容易發(fā)生粘接，使結(jié)渣過(guò)程加劇。灰渣層的厚度通常是不均勻的，它與爐膛的結(jié)構(gòu)、燃燒中心位置、空氣動(dòng)力特性、爐膛溫度特性及燃料的物理化學(xué)性質(zhì)有關(guān)。在爐膛的不同位置，灰渣的厚度和結(jié)構(gòu)將有很大的差別。垃圾焚燒與一般

24、燃料 (重油、煤、天然氣 )燃燒相比，垃圾發(fā)熱值低而含水量高，質(zhì)地相當(dāng)?shù)土?；焚燒過(guò)程極為復(fù)雜，氣、液、固體多項(xiàng)反應(yīng)混合發(fā)展，多孔介質(zhì)中的傳遞、同相和異相間傳遞交互發(fā)生，并受晶界過(guò)程、電化學(xué)過(guò)程和應(yīng)力演變過(guò)程等多重因素的影響；另外，由于垃圾形狀不均，質(zhì)量隨季節(jié)、年代和地區(qū)而變化，相應(yīng)的熱值變化幅度較大，結(jié)果焚燒過(guò)程中煙氣溫度和成分波動(dòng)也很大。所以，垃圾焚燒環(huán)境中發(fā)生的結(jié)渣比一般燃料燃燒過(guò)程中更復(fù)雜，有待于進(jìn)一步探討。2.3 結(jié)渣現(xiàn)象的危害性結(jié)渣會(huì)降低爐內(nèi)受熱面的傳熱能力。一般垃圾焚燒處理系統(tǒng)受到結(jié)渣沾污后，水冷壁、水冷管等換熱設(shè)備的傳熱能力降低；并影響爐內(nèi)火焰的狀態(tài)，除爐膛出口煙溫相應(yīng)提高；還可產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象，除傳熱效率降低，并提高排煙溫度，降低鍋爐運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。在傳