SITY2000馬丁式垃圾焚燒爐運(yùn)行常見問題及處理措施

SITY2000馬丁式垃圾焚燒爐運(yùn)行常見問題及處理措施摘要：SITY2000馬丁式垃圾焚燒爐是目前國內(nèi)外普遍采用的垃圾焚燒爐。該爐型垃圾焚燒爐使用的歷史長、技術(shù)成熟，而且爐子的結(jié)構(gòu)比較緊湊，單臺(tái)處理能力較大，熱效率較高，適用于大型垃圾焚燒處理廠，在國內(nèi)占有較高的市場份額，分析其運(yùn)行常見問題及處理對(duì)垃圾焚燒爐的長周期運(yùn)行具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：SITY2000；馬丁式；垃圾焚燒；爐排爐

一、SITY2000型馬丁式爐排爐簡介

SITY2000型馬丁式爐排爐由重慶三峰卡萬塔環(huán)境產(chǎn)業(yè)有限公司引進(jìn)國外技術(shù)并進(jìn)行國產(chǎn)化，單臺(tái)處理能力在120～750t/d之間。SITY2000逆推式機(jī)械爐排的爐排面由一排固定爐排和一排活動(dòng)爐排交替安裝而成，爐排運(yùn)動(dòng)方向與垃圾運(yùn)動(dòng)方向相反，其運(yùn)動(dòng)速度可以任意調(diào)節(jié)，以便根據(jù)垃圾性質(zhì)及燃燒工況調(diào)整垃圾在爐排上的停留時(shí)間。其主要特點(diǎn)有：

（1）較低的爐排機(jī)械負(fù)荷。為了使垃圾在爐內(nèi)得到充分干燥，同時(shí)避免運(yùn)行時(shí)垃圾床層太厚，在設(shè)計(jì)時(shí)增大了爐排面積，整個(gè)爐排分為干燥段、燃燒段、燃燼及冷卻段三個(gè)區(qū)域，采用較低的爐排機(jī)械負(fù)荷，以保證爐渣的熱灼減率小于等于3%；

（2）逆流式爐型及逆推機(jī)械爐排。采取逆流式爐型，爐排面向下與水平面成24°傾角，爐排上的垃圾通過活動(dòng)爐排片的逆向運(yùn)動(dòng)而得到充分的攪動(dòng)、混合及滾動(dòng)，使低位發(fā)熱值較低的生活垃圾更易著火和燃燒完全；

（3）爐排片特殊設(shè)計(jì)。爐排片前端設(shè)計(jì)為角錐狀，可避免熔融灰渣附著，同時(shí)在爐排逆向運(yùn)動(dòng)時(shí)，更有利于垃圾的蓬松、著火和燃燒；爐排片背面的加強(qiáng)筋設(shè)計(jì)成迷宮式通道，一次風(fēng)通過爐排背面送風(fēng)時(shí)，也對(duì)爐排起到了很好的冷卻效果；爐排片側(cè)面和正面是經(jīng)過精加工的，漏灰量較少，爐排片之間通過螺栓連接，避免了爐排片之間的磨損和被抬起的可能性；

（4）垃圾熱值適應(yīng)范圍廣。通過對(duì)爐排尺寸、前后拱傾角及幾何尺寸、喉部尺寸、爐膛高度等的科學(xué)搭配，SITY2000逆推式機(jī)械爐排對(duì)垃圾熱值適應(yīng)范圍非常廣。

二、鄭州某環(huán)保能源工程垃圾爐排爐技術(shù)參數(shù)

鄭州某環(huán)保能源工程選用SITY2000型往復(fù)逆推機(jī)械式爐排爐，并配江蘇某鍋爐公司生產(chǎn)的余熱鍋爐，垃圾日處理規(guī)模為6*700t/d，垃圾焚燒爐采用室內(nèi)布置，余熱鍋爐為臥式布置、單鍋筒、自然循環(huán)水管鍋爐，位于焚燒爐的上部。

為了保證焚燒爐內(nèi)煙氣在850℃以上停留2秒，焚燒爐燃燒室由耐火磚組成，在此區(qū)域內(nèi)未布置鍋爐受熱面。燃燒室上部及煙氣第一、第二通道形成三個(gè)垂直輻射通道，由膜式水冷壁組成，以自然循環(huán)方式運(yùn)行。過熱器采用三級(jí)布置、二級(jí)噴水減溫的結(jié)構(gòu)型式，并在余熱鍋爐尾部布置省煤器。兩級(jí)蒸發(fā)器之間布置高、中、低三級(jí)過熱器，蒸發(fā)器和過熱器均布置在水平煙道。焚燒爐主要技術(shù)參數(shù)如下：

1.二三煙道灰斗積灰及結(jié)焦

2.后拱結(jié)焦

3.爐排下灰斗堵塞

4.爐排壓死不能動(dòng)作

5.撈渣機(jī)堵塞

6.水冷壁管泄漏

四、原因分析及處理措施

1.二三煙道灰斗積灰及結(jié)焦

從圖上可以看出，二三煙道積灰非常嚴(yán)重，運(yùn)行中甚至出現(xiàn)過爐膛負(fù)壓無法保持被迫停爐事件。此處灰斗設(shè)計(jì)為四棱臺(tái)，前后墻板與水平面夾角為約65度，側(cè)墻板與水平面夾角為約60度，灰斗為絕熱設(shè)計(jì)，灰斗最內(nèi)層為100厚保溫澆注料，外層為100厚高鋁耐火澆注料。造成積灰結(jié)焦的原因經(jīng)分析可能如下：

1）澆注料施工質(zhì)量

灰斗內(nèi)表面施工質(zhì)量控制不好，造成表面蜂窩麻面，由于垃圾焚燒的飛灰粘性大，脫落的煙塵貼壁粘附在壁面并且逐漸累積長大形成沉積層。

2）蒸汽吹灰器疏水

三煙道出口至一級(jí)蒸發(fā)器管屏之間左右對(duì)稱共布置有6臺(tái)長伸縮式蒸汽吹灰器，汽源采用主蒸汽4.0MPa，400℃，經(jīng)減壓后使用，設(shè)計(jì)壓力1.0-2.5MPa，400℃，疏水溫度230℃。實(shí)際運(yùn)行中由于未嚴(yán)格遵守吹灰器使用說明，造成吹灰時(shí)蒸汽帶水嚴(yán)重，被水蒸氣捕集的飛灰沉降粘附在灰斗壁面，下灰不暢后進(jìn)而堆積，二三煙道煙氣通流截面減小，爐膛負(fù)壓受影響，為保持負(fù)壓，運(yùn)行人員增加引風(fēng)機(jī)出力，減小二次風(fēng)機(jī)出力或一次風(fēng)機(jī)出力，飛灰中燃燒不完全的碳顆粒在二三煙道陰燃結(jié)焦。

3）雙層卸灰閥

雙層卸灰閥開啟角度不夠，造成卸灰能力不足

處理措施：

1）規(guī)范吹灰器的操作。在查找問題過程中還發(fā)現(xiàn)吹灰器疏水管接在鍋爐定排母管上，由于鍋爐定排閥門不嚴(yán)，造成鍋爐排污反竄至吹灰器，停爐檢修時(shí)將吹灰器疏水管改接在鍋爐定排總閥后。

2）加裝空氣炮

二三煙道沿爐膛寬度13780mm設(shè)計(jì)兩個(gè)灰斗，單個(gè)灰斗容積相對(duì)較大，沉積的飛灰在灰斗中停留時(shí)間較長，更容易粘附在灰斗壁面，為此在每個(gè)灰斗四個(gè)壁面上安裝一個(gè)空氣炮，空氣炮采用就地控制，斷續(xù)運(yùn)行方式，對(duì)粘附在灰斗壁面的飛灰間斷性沖擊震打，使其跌落?？諝馀诎惭b后，經(jīng)試用，效果良好。

3）更換卸灰閥

將此電動(dòng)雙層卸灰閥更換為氣動(dòng)雙層卸灰閥或加大翻板開啟角度，增加卸灰能力。

4）加強(qiáng)監(jiān)視

二三煙道處的煙氣溫度正常在700℃左右，如監(jiān)盤時(shí)發(fā)現(xiàn)溫度低于650℃，說明此處灰斗積灰，啟動(dòng)空氣炮進(jìn)行震打。

2.后拱結(jié)焦

該項(xiàng)目6臺(tái)焚燒爐停爐后檢查，每臺(tái)爐后拱位置都存在不同程度的結(jié)焦現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)甚至整個(gè)后拱結(jié)滿焦塊。分析原因如下：

1）飛灰成份的影響

垃圾焚燒飛灰的成分復(fù)雜，而且各種成分的含量與垃圾的種類、垃圾焚燒前處理工藝、焚燒爐爐型、焚燒工藝參數(shù)等很多因素有關(guān)。而飛灰的主要成分CaO、SiO2、Al2O3和Cl元素占總重量的90％左右。

飛灰的化學(xué)成分按酸堿性可大致分為三類，a酸性氧化物，包括SiO2、Al2O3等；b堿性氧化物，包括CaO、Fe2O3、MgO、K2O、Na2O等；c鹽類，包括氯化物和硫化物，其中酸堿氧化物對(duì)飛灰的熔融特性影響很大，一般而言堿性氧化物使灰渣熔點(diǎn)降低，而酸性氧化物則相反。但是，部分研在后來的研究中發(fā)現(xiàn)，這種現(xiàn)象跟飛灰的堿度有關(guān)（1）。垃圾發(fā)熱值低而含水量高，焚燒過程極為復(fù)雜，氣、液、固多相反應(yīng)混合，多孔介質(zhì)中的傳遞、同相和異相間傳遞交互發(fā)生，并受晶界過程、電化學(xué)過程和應(yīng)力演變過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)、和地區(qū)而變化，相應(yīng)的熱值變化幅度較大，導(dǎo)致焚燒過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程中更復(fù)雜。對(duì)垃圾焚燒爐飛灰進(jìn)行的差熱分析及熔融實(shí)驗(yàn)，探討了不同熔融溫度對(duì)試樣的灼燒減量及重金屬分布特性的影響。結(jié)果表明，飛灰試樣在1132℃時(shí)熔融，在1252℃～1290℃發(fā)生二次熔融.灼燒減量在1200℃達(dá)到最低值27.5%；Cr、Ni、Cu在熔融體中的固溶率隨著沸點(diǎn)的升高而依次升高.重金屬Pb、Cd、As、Hg揮發(fā)率均超過95%，揮發(fā)性依次為Pb>Cd>As>Hg；飛灰中Zn的氧化物熔融后轉(zhuǎn)化為Zn2SiO4、ZnSiO3和ZnAl2O4等不易揮發(fā)的化合物，且Zn在1200℃時(shí)揮發(fā)率最低僅有66.7%（2），其變形、軟化、熔融溫度明顯低于粉煤灰的溫度，基本上在1050℃時(shí)發(fā)生軟化，較煤灰低約200℃，且試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)此三個(gè)溫度點(diǎn)差距不大或不明顯分界。

可以說垃圾本身的這些特性，決定了垃圾焚燒爐飛灰易于結(jié)焦的特點(diǎn)。

2）爐膛溫度的影響

爐膛燃燒溫度控制對(duì)焚燒爐結(jié)焦影響極大，按GB18485-2014要求，爐膛斷面二次風(fēng)噴口斷面、中部斷面及上部斷面，至少兩個(gè)斷面溫度在850℃以上，運(yùn)行中為保證二噁英的分解及鍋爐負(fù)荷的需要，實(shí)際控制溫度在1000℃以上，甚至局部超過1200℃，而灰熔點(diǎn)較低，這就為結(jié)焦創(chuàng)造了條件。

處理措施：

1）運(yùn)行中嚴(yán)格控制焚燒爐出口溫度在1050℃以下，發(fā)現(xiàn)超溫并有繼續(xù)升溫趨勢，及時(shí)采取調(diào)整措施。如調(diào)減一次風(fēng)，噴入滲濾液等。

保證熱電偶的準(zhǔn)確性，運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)熱電偶指示異常及時(shí)查找原因，停爐后及時(shí)檢查更換。

2）制定垃圾庫分區(qū)管理制度，嚴(yán)格分區(qū)管理

為了保證焚燒爐的穩(wěn)定燃燒，減少溫度大幅波動(dòng)，垃圾倉的分區(qū)管理至關(guān)重要。由于進(jìn)廠垃圾水分一般在20%以上，雨季更大，進(jìn)廠垃圾入庫后要分區(qū)存放，堆垛發(fā)酵5-7天后滲濾液析出，垃圾熱值得以提高。如果分區(qū)管理不規(guī)范或者垃圾抓斗司機(jī)誤操作，可能造成發(fā)酵時(shí)間不夠、水分含量大的垃圾入爐，造成爐溫波動(dòng)。

滲濾液溝道的暢通對(duì)垃圾庫的管理也十分重要。垃圾庫滲濾液溝道水篦子經(jīng)常堵塞，垃圾庫的滲濾液不能及時(shí)排出，造成垃圾水分大。生產(chǎn)過程中，發(fā)現(xiàn)水篦子堵塞要及時(shí)清理，庫底垃圾要時(shí)常翻動(dòng)。

3.爐排下灰斗堵塞

爐排下灰斗堵塞的原因有兩個(gè)：

1）雙層卸灰閥頻繁故障

爐排下灰斗安裝有某公司型號(hào)為DXF-S300×300的單電機(jī)雙層翻板卸灰閥16臺(tái)，該卸灰閥殼體上未設(shè)計(jì)軸承座及安裝軸承，翻板傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)與殼體直接摩擦，一是摩擦阻力大，二是傳動(dòng)軸時(shí)間不久即磨斷，翻板開啟角度小，自鍋爐試運(yùn)行以來故障不斷。

2）焦塊卡住卸灰閥

由于爐排片與爐排框架之間有間隙，此間隙如過小，運(yùn)行中爐排片膨脹后易造成爐排卡死或爐排片頂起；間隙過大，則爐排漏渣量大。從此間隙中漏下的灰渣以及爐排片風(fēng)孔中漏下的灰渣中未燃盡的可燃物質(zhì)陰燃或錫鋁等低熔點(diǎn)包裝材料冷卻后，與灰渣裹挾在一起，形成焦塊。如易拉罐罐體3004Al-Mn合金，罐蓋5182Al-Mg合金，熔點(diǎn)只有600℃多不到650℃。

處理措施：

將干式刮板輸送機(jī)改為濕式輸送機(jī)，灰斗下取消電動(dòng)雙層卸灰閥，僅保留手動(dòng)插板閥供檢修使用，運(yùn)行時(shí)全開。采用濕式漏渣輸送機(jī)后，灰斗落灰為全斷面直通狀態(tài)，避免了翻板閥開啟角度小卡焦塊問題，濕式輸送機(jī)的水封又保持了爐膛負(fù)壓。

4.爐排壓死不能動(dòng)作

爐排壓死不能動(dòng)作，一般是爐排與框架間隙內(nèi)卡異物，但從東部項(xiàng)目運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來看，主要是爐排機(jī)械負(fù)荷過大，超載引起的。超載原因主要有：

1）推料平臺(tái)滑料

滑料是指雖然推料小車不進(jìn)行推料動(dòng)作，但是垃圾料斗的垃圾順溜槽直接進(jìn)入爐排的現(xiàn)象?；隙嘁娪诙袪t排，這是由于垃圾的堆積坡度決定的。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因除了季節(jié)因素，如雨季，垃圾水分大等因素外，也與垃圾庫分區(qū)管理、燃燒控制有關(guān)，常見的是片面追求鍋爐負(fù)荷，上爐排料層過厚導(dǎo)致的。

2）爐排下灰斗堵塞

灰斗堵塞前面已經(jīng)講述，由于燃燒一次風(fēng)從灰斗上部引入，灰斗堵塞后，造成一次風(fēng)無法送入（嚴(yán)重時(shí)，爐排漏渣倒灌入風(fēng)道），爐排上集聚成團(tuán)的垃圾無法從底部獲得充足的氧氣，只能從外部燃燒，燃燒時(shí)間延長且燃燒不充分，在投料自動(dòng)模式下，后續(xù)的垃圾源源不斷又被推上爐排，直至爐排不能運(yùn)動(dòng)。長時(shí)間不運(yùn)動(dòng)的爐排上堆積的垃圾受爐膛輻射傳熱，水分、揮發(fā)分析出，外表可燃物質(zhì)燃燼后形成玻璃狀物質(zhì)，整體形成一個(gè)大焦塊。

處理措施：

1）在爐排框架上安裝風(fēng)壓測點(diǎn)，監(jiān)測料層差壓，以便控制料層厚度。

運(yùn)行中對(duì)灰斗的溫度及風(fēng)壓加強(qiáng)監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)灰斗溫度降低及風(fēng)壓增加說明灰斗堵灰，應(yīng)立即疏通。

2）運(yùn)行中巡檢人員應(yīng)加強(qiáng)看火頻次，掌握料層厚度及燃燒情況。

5.撈渣機(jī)堵塞

撈渣機(jī)堵塞的主要原因是生垃圾（未燃垃圾）進(jìn)入撈渣機(jī)，由于生垃圾可壓縮，撈渣機(jī)的液壓推桿多次推料后將生料壓實(shí)填滿整個(gè)殼體。

生垃圾能夠進(jìn)入撈渣機(jī)是由于爐排上垃圾偏燒造成的。

處理措施：加強(qiáng)燃燒調(diào)整，根據(jù)垃圾質(zhì)量，及時(shí)退出爐排自動(dòng)，手動(dòng)控制推料及爐排運(yùn)動(dòng)頻次，控制料層厚度，適時(shí)調(diào)整單列爐排的一次風(fēng)量。

6.水冷壁管泄漏

自投運(yùn)至今水冷壁管泄漏已發(fā)生多次，其中1次為水冷壁管焊接的錨釘損傷水冷壁管，為鍋爐廠焊接質(zhì)量問題，另外4次均為SNCR噴槍套管處水冷壁管泄漏，泄漏原因?yàn)椋?/p>

1）鍋爐廠設(shè)計(jì)問題

如圖示，SNCR噴槍套管開孔位置在兩水冷壁管之間的扁鐵上，扁鐵規(guī)格為30×6，水冷壁管無讓管。套管開孔在現(xiàn)場進(jìn)行，并沒有采取在工廠機(jī)械加工成型的形式。

2）現(xiàn)場施工質(zhì)量問題

由于SNCR噴槍套管為φ25，扁鐵為30，現(xiàn)場火焊切割開孔并打磨以及焊接，成孔及焊接質(zhì)量不好控制，極易損傷水冷壁管。

應(yīng)對(duì)措施：SNCR噴槍套管處水冷壁管應(yīng)采取讓管設(shè)計(jì)，停爐檢修時(shí)逐步技改更換。

五、結(jié)語

雖然馬丁式垃圾焚燒爐國內(nèi)引進(jìn)較早，已經(jīng)積累