垃圾焚烧炉浇注料脱落原因分析及预防措施

发表时间:2020/7/27   来源:《基层建设》2020年第9期   作者:詹宏伟
[导读] 摘要:现代经济快速发展,我国城市人口不断增加但是随之带来的就是生活垃圾、废弃物的处理问题更加严峻。
        广州环投增城环保能源有限公司  广东广州  511300
        摘要:现代经济快速发展,我国城市人口不断增加但是随之带来的就是生活垃圾、废弃物的处理问题更加严峻。垃圾焚烧城市垃圾无害化、减量化和资源化处理的一种有效方法,目前正得到大力的推广。垃圾焚烧具有工艺简单,运行可靠,垃圾量大,处理速度快。但是由于垃圾成份相当复杂,圾焚烧炉浇注料脱落的情况还是较多,本文主要进行垃圾焚烧烧炉这个问题展开讨论并提出预防措施。
        关键词:垃圾焚烧炉;浇注料;脱落原因;预防措施
        圾焚烧炉浇主要采用垃圾焚烧热力技术形式,对垃圾进行分解、无害化以及减量化的处理,并在回收废物中对能量、矿物质与自身化学成分分析。垃圾焚烧可以减少废物体积以及危害状态,降低垃圾中有害物质的出现。在垃圾焚烧技术分析中,其装备与污染防治设施呈现出不断完善的状态,因此,在我国垃圾处理的过程中,焚烧技术逐渐成为最基本的垃圾处理方式。下面进行分析出现此种问题的原因,并提出科学的防控策略。
        1 垃圾焚烧炉概况
        我公司利用中心生活垃圾焚烧厂日处理城市生活垃圾2000t,年处理城市生活垃圾73万吨。垃圾焚烧系统配置3台处理规模750t/d的垃圾焚烧机械炉排炉,3台中温、中压、单汽包自然循环卧式水管锅炉,余热锅炉主蒸汽温度400℃,主蒸汽压力4.0MPa,额定蒸发量63.29t/h。本项目的余热锅炉由广州广重股份有限公司加工制造。余热锅炉为卧式单汽包自然循环水管锅炉,位于焚烧炉的上部,余热锅炉由汽包、水冷壁、蒸发受热面管、过热器及省煤器等组成。如下图1。
        工艺流程为:来自市区的生活垃圾由专用垃圾车运至厂内,厂区入口设置称重计量设施。进入厂内的垃圾车在交通控制中心的统一指挥下,经卸料平台将垃圾卸入垃圾仓内,卸料平台至垃圾仓底可贮存焚烧厂7~10天约12000~14000t的垃圾处理量。垃圾抓斗起重机将垃圾送入焚烧炉料斗经推料器送入炉膛进行焚烧,炉渣在出渣机内灭火并冷却;从炉排缝隙漏下的灰渣由炉排漏渣输送机送入落渣溜槽,再落入出渣机;出渣机将灰及炉渣推出,渣坑可储存3天约1200t的炉渣。焚烧炉产生的850~1050℃的高温烟气,首先被焚烧炉上部第一、第二、第三通道的水冷壁管以及布置在第三烟道的保护性蒸发屏吸收部分热量,然后烟气依次通过高温蒸发器(一级)、二级、三级、一级过热器、蒸发器(一、二级)和省煤器(四级),辐射、对流、传导换热后排至烟气净化系统,省煤器烟气出口温度为190~220℃。余热烟气经烟气净化系统去除有害物质后然后经130m高烟囱排向大气。垃圾焚烧产生的炉渣用来制砖,实现资源再利用;飞灰采用螯合稳定化处理后,运至填埋场处理。
        2 垃圾焚烧炉浇注料脱落原因分析
        2.1 炉膛运行温度偏高
        某天工作中,发现炉膛运行温度偏高。在这种环境下,炉膛前拱、炉膛后拱产生了相对严重的结焦现象,同时结焦的问题主要是硬质焦块。运行正常的情况下,预计前拱的温度是在1200℃之上,此环境中的结焦清焦能够深刻的影响到浇注料的应用年限,同时需要进行很多次的停炉冷却操作,也会显著的减少浇注料的寿命。研究分析显示,停炉冷却的时期进行浇注料,所受热应力相较于正常受热状态而言,所受热应力超过三倍之多。而且在停炉的过程中,为了防止焚烧炉烟气在厂房的周围进行大量扩散,此公司停炉冷却的过程中,会运行引风机,这时会将停炉冷却的时间明显减少,这种情况下,推动形成诸多的浇注料内部应力。
        2.2 浇注料内骨架的设计形式及施工质量的影响
        浇注料内,对于骨架的设计主要就是耐火锚固砖。停炉冷却时,或者是在温度场改变的情况下,内部锚固砖很容易形成各种裂纹,也有出现断裂的风险,而且加上浇注料表面存在非常严重的结焦情况,所以焦块层脱落的时候,会引发脱落浇注料,同时也会导致断裂开裂纹的耐火砖。观察停炉以后的情况显示,没有脱落的耐火砖中,很多出现了裂纹的现象,所以对以上原因的分析也具有一定的论证。另外,在建设期阶段,搅拌浇注料都是小型搅拌机拌制,也会出现不均匀的搅拌的现象,是导致浇注料质量不佳的重要因素,进而对于此处浇注料应用时间产生明显的影响。尽管在建设期浇注料试块的检验都是达到标准的,但也不能将局部存在质量缺陷的情况排除掉。


        2.3 焚烧炉炉膛温度场特点
        燃烧温度的改变是相对频繁的区域就是前拱部位,导致前拱位置浇注料热应力具有非常明显的波动。浇注料脱落位置,炉膛燃烧工控很容易对其产生影响,此处会因为火苗的侵蚀程度,在燃烧工控改变的情况下出现相应的变化,此处具有严重的温度变化,往往浇注料出现温度改变时,就会显著的影响到浇注料应用时限。
        3 焚烧炉浇注料脱落的解决策略
        3.1 有效的降低焚烧炉炉膛温度
        严格的确保850℃ 2s环境基础上,对于炉膛实时温度进行良好的把控,即在950℃之内为宜。应用的控制举措就是,投入烟气再循环,确保二次风风量,将焚烧炉烟气出口燃烧强度进行降低。同时对于焚烧炉干燥段、焚烧炉燃烧段加以严控,控制一段干燥段风量,合理的后移处理燃烧段,让燃烧段在二段后半段、三段上得到控制,削弱火焰焚烧前拱的强度。
        3.2 科学改善浇注料锚固形式
        积极的改善浇注料锚固形式,也就是调整原设计的单一锚固砖固定,整改成锚固砖加钢筋网格固定模式。内部钢筋应用的材料是耐热不锈钢,主筋、分筋分别运用的是Φ10圆钢、Φ6圆钢,控制好钢筋网格是30*30cm,布置的方案为横竖联合V型抓钉交错方式, 将浇注料内骨架稳定性显著的增强。通过进行科学的维修焚烧炉,之后的运行都是正常的,观察观火孔的情况显示,显著的改善了炉内结焦情况,同时也没有产生大面积焦块脱落的现象。
        4 垃圾焚烧炉浇注料选择的展望
        垃圾焚烧炉内衬采取耐火浇注料,如果是长时间工作环境下,就会受到焚烧危废物的酸性侵蚀及热磨损,一般的耐火浇注料会产生大面积分层剥落,脱落层会将焊接的锚固钉裸露在外。危险废物焚烧时的温度最高可达1000℃左右,烟气很容易和焚烧炉内衬中使用的耐火浇注料中产生溶液反应,低熔点聚合物结合的腐蚀会导致耐火浇注料的结合强度丧失,没有结合强度的耐火浇注料在物料运动摩擦带动下,表面脱落缩减使用寿命。
        如果是回转窑焚烧,是将焚烧的物料充分燃烧做到均匀加热不留死角,但是焚烧的物料中有酸性氧化物和碱性氧化物,对内衬耐火浇注料使用寿命不断的换代,回转窑焚烧炉生产中,窑体不断转动,内衬耐火浇注料会因窑内物料的两方面物理损坏。所以回转窑内衬耐火浇注料的选用要高致密高耐磨,其内部燃烧温度1000 ℃及以上。旋转一周,耐火浇注料会受到因旋转而产生的轴向与径向作用力,同时焚烧物料与耐火浇注料之间的直接摩擦会产生巨大的损耗。所以采取挂窑皮的方法给耐火材料表面挂上一层保护层是可以起到有效的的保护作用。高温下的侵蚀对耐火材料会渗透形成变质层,当使用温度变化剧烈时,会致使材料内部形成裂纹、剥落。而Cr2O3能有效地降低熔渣在含铬耐火材料中的渗透并减少因此形成的结构剥落,所以,浇注料一定要选用高耐磨浇注料,抵抗酸性侵蚀及热磨损。
        结语:
        影响到各垃圾焚烧炉长时间的平稳运行的运行因素较多,其中垃圾焚烧炉炉内结焦、浇注料问题就是最常见的。焚烧厂之间的差异性较为显著,例如垃圾成分以及垃圾热值、垃圾成分、炉型结构、炉内浇注料受热、温度场等等不尽相同,所以为了将这些问题有效的处理,需要各垃圾焚烧厂和相关工作者继续深入的探究,找到科学的、先进的方案,促进焚烧炉运行质量更好的提升,将运行的年限延长,推动垃圾焚烧行业稳定向前发展。
        参考文献:
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