垃圾發(fā)電鍋爐管水冷壁結(jié)焦積灰機(jī)理分析

1、灰渣因素

由于垃圾的組成成份復(fù)雜，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(lèi)和堿土金屬類(lèi)硫酸鹽含量較高，這些微小的顆粒附著在爐壁上。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，在實(shí)際運(yùn)行中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，呈熔融狀液態(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。

在垃圾飛灰的實(shí)際的灰熔融特性來(lái)看，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?？梢哉f(shuō)垃圾本身的固有特性，決定了垃圾焚燒爐易于結(jié)焦的特點(diǎn)。

2、爐膛溫度

為保證煙氣的二惡英充分分解，也為了鍋爐更高的負(fù)荷，在運(yùn)行中鍋爐的爐膛溫度２Ｓ基本上都控制在１０００℃左右，溫度高時(shí)甚至達(dá)1100℃，火焰中心的溫度將較之更高，飛灰可能早已得到軟化、甚至熔融溫度，為鍋爐的結(jié)焦留下隱患，也是主要因素之一。在后期運(yùn)行中，雖然對(duì)爐膛溫度進(jìn)行嚴(yán)格的控制，但在爐膛控制溫度過(guò)程中，由于溫度測(cè)點(diǎn)掛焦、掛灰原因，溫度測(cè)點(diǎn)的準(zhǔn)確性存在一定的偏差。

3、鍋爐結(jié)構(gòu)

為了保證低熱值的垃圾更易著火燃燒，在設(shè)計(jì)上焚燒爐采用絕熱燃燒形式，除了設(shè)計(jì)了對(duì)爐墻作必要的保護(hù)之用的爐墻冷卻風(fēng)，在焚燒爐上未設(shè)計(jì)任何受熱面。同時(shí)為了對(duì)煙氣進(jìn)行合理的導(dǎo)向（相當(dāng)于煤粉爐的折焰角）和對(duì)新人爐垃圾更有效的進(jìn)行烘干干燥，在焚燒爐的煙氣出口設(shè)計(jì)了前后拱，故此在焚燒爐出口形成一個(gè)類(lèi)似于冷灰斗的結(jié)構(gòu)，所以一方面在鍋爐運(yùn)行時(shí)（額定負(fù)荷）鍋爐的全部熱負(fù)荷都通過(guò)此處送向余熱鍋爐，故此在此喉部截面熱負(fù)荷達(dá)Z大值，另一方面，焚燒爐煙氣經(jīng)過(guò)喉部后進(jìn)行擴(kuò)壓，煙氣從焚燒爐膛中出來(lái)氣速度降低，煙氣中部分粉塵分離沉積下來(lái)，多數(shù)是沿著爐墻壁向下流動(dòng)，由于前拱的角度存在使得粉塵向下流動(dòng)存在較大的阻力而滯留在前拱壁上粘結(jié)、熔融、再粘結(jié)新的粉塵，里層的粉塵再冷卻凝固，由于垃圾焚燒爐燃燒不穩(wěn)定的特點(diǎn)，在鍋爐負(fù)荷不穩(wěn)的情況下，更易交替結(jié)成片層狀的焦塊，當(dāng)高負(fù)荷、高煙溫時(shí)，疏松的焦塊還可能深 度熔融狀態(tài)，在自身重力的作用下脫落或當(dāng)爐膛溫度再二次下降時(shí)再次凝結(jié)成更堅(jiān)固密實(shí)的焦塊。

此外二、三煙道灰斗中的飛灰返回到爐膛中，在一次風(fēng)的攜帶下，再次進(jìn)入煙氣中，增加煙氣的粉塵量。

4、風(fēng)量

在運(yùn)行中送風(fēng)量明顯小于鍋爐運(yùn)行所需量，二次風(fēng)機(jī)未投入運(yùn)行，從后來(lái)煙氣測(cè)試的Ｃ０含量偏高，便可見(jiàn)一斑。由于在燃燒缺氧狀態(tài)下，供氧不充分，處于還原或半還原氣氛中，使得無(wú)機(jī)物灰渣熔點(diǎn)更為降低，而達(dá)到熔融狀態(tài)，同時(shí)缺氧燃燒過(guò)程中，尤其是二次風(fēng)機(jī)未投入運(yùn)行，垃圾中部分未燃燼的顆粒也易于經(jīng)過(guò)焚燒爐出口后，由于重量大而沉積下來(lái)回到喉部上方而結(jié)渣、結(jié)焦。此外二次風(fēng)不投入運(yùn)行，不能在焚燒爐出口喉部產(chǎn)生擾動(dòng)作用，增加飛灰在喉部沉積的效果。

5、垃圾熱值

垃圾的熱值變化對(duì)焚燒爐的穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生極 大的影響，所以從源頭抓好垃圾倉(cāng)的有序堆放，混料和投爐至關(guān)重要。在自動(dòng)裝置未投運(yùn)的情況下，主要從直觀上定性的對(duì)垃圾的堆放、混料和投料進(jìn)行要求和指導(dǎo)，形成固定的循環(huán)運(yùn)行模式。當(dāng)?shù)鯔C(jī)全自動(dòng)投入運(yùn)行后，可以增加垃圾的混料量，和垃圾的堆放質(zhì)量。此外在垃圾倉(cāng)管理上隨著氣候和季節(jié)的變化要摸索經(jīng)驗(yàn)，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

6、預(yù)防措施

志盛威華唐工介紹，耐高溫封閉防氧化涂料采用無(wú)機(jī)-有 機(jī)硅樹(shù)脂為成膜物質(zhì)，加入一定量的納米石墨鱗片、納米氧化鋁粉末、超細(xì)稀土粉體等組合而成。涂料綠色環(huán)保，施工簡(jiǎn)單，對(duì)基材處理要求低，單一涂層不需配套。固化成型的涂膜耐溫高能達(dá)1200℃，長(zhǎng)期在高溫下使用穩(wěn)定性好，附著力強(qiáng)，不起皮脫落，耐酸堿性強(qiáng)，耐磨性能好，抗沖擊強(qiáng)度高?？梢杂糜阱仩t水冷壁防腐防結(jié)焦。

煙氣防腐涂料是以無(wú)機(jī)聚合物為主的互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物作為成膜物質(zhì)，溶液中含硅無(wú)機(jī)聚合物作為主鏈，高溫嫁接有 機(jī)聚合物改性樹(shù)脂，得到交替排列組成的多嵌段嫁接無(wú)機(jī)—有 機(jī)螯合聚合物，成膜性好，附著力好，涂層光滑自潔，耐溫高，成膜致密降低介質(zhì)損耗率。顏料主要成分采用無(wú)機(jī)抗腐蝕耐磨材料，如納米硅微粉、碳化硅、氮化硼、細(xì)晶氧化鋁、石墨、超細(xì)氧化鋅、氧化鈦、陶瓷微珠、微粉氧化鋯等，在高溫密封下制成耐磨陶瓷功能填料，提高涂層的硬度高耐磨，防蝕性能，耐高溫性、抗沖擊性和好的延展性。適用在各種煙道、煙囪、脫硫脫硝、除塵器、廢氣管道、余熱回收、換熱器、省煤器、空預(yù)器等設(shè)備等上耐高溫、同時(shí)耐酸耐堿腐蝕，耐熱震變化、耐磨抗粉塵沖刷。