黄际富
中国能源建设集团广东火电工程有限公司（广东广州510000）
摘 要：焚烧是目前最常用的垃圾处理方式，通过垃圾焚烧实现热量到热能的转化，有利于提升能源利用效率。从目前来看，已建成生活垃圾焚烧发电厂以焚烧方式减容80%以上，这样不仅实现生活垃圾“变废为宝”，还有利于实现能源的回收利用，增加企业合理经济效益。简要介绍了机械炉排垃圾焚烧炉和机械炉排垃圾焚烧炉的优点，分析了垃圾焚烧炉炉排运行的问题和原因，并提出了解决炉排粘滞不动的解决方案，通过优化操作和技术改造，确保了焚烧炉稳定运行，排水、排气各项环保指标均在排放限值以下。
关键词：焚烧炉；运行；机械炉排；改造技术
与焚化相比，垃圾填埋场不仅占用土地资源，而且不能无害地处理垃圾。无害化、减量化、资源化并不能实现各类污染物零排放或不排放，只是通过现有技术和设备，通过现有标准对废水、废气、废渣和飞灰等排放实施规范和约束，将污染物排放降低到可稳定控制，对人类生存环境和自然环境污染影响最小的状态。
1焚烧对大气污染物排放及危害分析
垃圾焚烧发电生成的大气污染物排放主要有粉尘、氯化氢、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、有机污染物、二噁英及重金属等污染物。
垃圾焚烧产生的粉尘非常小，主要是PM2.5颗粒。颗粒的几何平均粒径约为23.1nm，这将形成雾霾污染和气溶胶。小于10M的颗粒可通过人类呼吸作用沉积到肺部甚至肺泡和血液中。它们会损害肺泡和粘膜，引起肺组织慢性纤维化，引起肺源性心脏病，并引起一系列病理变化，例如慢性鼻咽炎和慢性支气管炎，会严重危害生命。
垃圾焚化产生的主要酸性气体是氯化氢，二氧化硫和氮氧化物。形成酸雨，这将破坏生态系统并严重破坏农业，森林和水生资源。氮氧化物可在某些条件下深入人体肺部，诱发呼吸系统疾病，转化为硝酸和硝酸盐形成酸雨，并与其他污染物一起产生光化学烟雾污染。
二恶英，是无色，无味和有毒的脂溶性物质。它们可以引起严重的皮肤损伤，具有很强的致癌和致畸作用，并具有生殖，免疫和内分泌毒性。废物焚烧中形成二恶英的主要原因有两个。一种是来自废物本身的二恶英，另一种是来自焚烧的二恶英。根据排B18485-2014和EU2000标准，可以进行废物焚烧产生的空气污染物排放设计，健康保护范围为300m。此类方法经国际卫生组织长期研究，未发现对人类有危害情况。
2垃圾焚烧电厂热能效率低下原因分析
2.1?垃圾焚烧炉热效率比较低
利用焚烧设备有利于解决低热值垃圾的燃烧、无害化处理。由于技术条件和客观因素限制，致使垃圾焚烧锅炉的热效率较低。由于垃圾燃烧烟气包含腐蚀性气体，那么，余热锅炉受热面会产生高温腐蚀或者低温腐蚀；余热锅炉设计难点在于蒸汽参数的选择。为避免出现低温腐蚀；垃圾锅炉的排烟温度也不能过低，大多控制在200℃以上，进而影响垃圾焚烧炉热效率。
2.2?并未充分利用机组排汽热能
由于天气因素的影响，排气参数无法低于对应饱和温度。汽轮机内蒸汽膨胀做功，降压到排气压力后经由凝结器实现凝结放热，但很难直接利用蒸汽能量，热力学方面则很难利用热能，热能损失非常高。垃圾焚烧锅炉热力系统采取压力式热力除氧器与锅炉给水加热器，提升热用户稳定性，早期引进垃圾焚烧电厂直接进行锅炉减压供汽，并未实现压差发电，蒸汽可用损失非常大。
3.3?热力系统设计不够完善
一部分垃圾焚烧电厂在热力系统设计时，直接选择冷凝器，主要应用于紧急状态下锅炉蒸汽直接冷却。为避免直接冷凝器集供汽管道投用过程中出现水击，焚烧设备运行条件下，冷凝器一直处在热备用状态，那么需要保证冷凝设备存在少量的蒸汽流动，实际运行过程中，流量调节阀开度高于实际需求。
一部分垃圾电厂的机组功率较小，设备运行过程中，热力系统内多余蒸汽直接冷却。直接冷凝器蒸汽不但不做工，反而冷却过程需要耗能，产生电能、热能方面的损失。垃圾锅炉运行时，为保证炉水含盐量在允许范围内，排除一些炉水，释放一部分盐分及炉水内渣垢，代之清洁度较高的给水，这个过程就是锅炉排污。锅炉排污水以压力较高饱和水为主，利用减压分离参数相对较低的蒸汽。
3炉排改造技术方案及施工要点
3.1炉排改造技术方案及重点
在安装并检查炉排钢架之后，进行炉排安装。炉排改造的工作内容如下：炉排的拆除，改造安装；（2）炉排固定轴加固；液压装置的拆卸，改装和安装，施工顺序如图1所示。
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图1施工顺序图
3.2炉排安装的主要过程如下
（1）炉排在安装前应按照编号原则编号。由于炉排分为固定式炉排，滑动式炉排和翻转式炉排，因此需要根据编号进行编号，并且在安装过程中需要手动处理，因此必须对编号进行编号，并且编号必须清楚在炉排重建过程中可见；（2）根据焚烧炉的实际情况，做好炉排安装前的防护工作，并在炉膛入口和气室上部设置支架防护网和支架板。排渣口应采取安全措施。安装安全照明电源和安全灯；（3）在安装炉排之前，应按照图纸安装配件的固定轴，滑动轴，回转轴，液压单元和油路，然后在设备制造商确认正确后再安装炉排；（4）安装炉排时，必须按照制造商的图纸和炉排的安装顺序进行安装。炉排应整体成型并按顺序安装。一般原理如下：首先安装侧炉排，然后从梯子的底部到顶部安装侧炉排；（5）在炉排安装过程中，主要控制点是炉排之间的间距，一般每个区域为6±1mm，该区域的炉排间距为。如果间距不符合要求，则可以使用制造商提供的薄垫片的规格来调节差值，然后可以安装下一行直到间距满足要求；（6）炉排安装完毕后，连接液压装置的管路，并与电气设备制造商合作在设备制造商的指导下调整炉排。
3.3炉排改造的技术要点
（1）在炉排固定轴的改造过程中，有必要用焊接钢板加固固定轴。焊接之前，必须从0、90、180、270拉线测量每个炉排的固定轴，以查看它们是否变形。用记号记录变形，并通过火焰加热校正。由于对炉速安装精度有很高的要求，整流轴平整度应不大于3mm。（2）为了焊接校准轴承的加强板，在每个炉排的固定轴上应焊接24根加强筋，并且加强筋的尺寸不同。因此，焊接检查后的焊接变形很小，基本控制在2mm范围内。（3）炉排固定轴的安装应按图纸要求进行点焊，然后在水平管，水平尺正确后进行临时安装。在正确的位置。如果安装位置不一致，请重新调整直到安装位置正确。整个炉排安装完毕后，在所有者和设备制造商的批准下，炉排的固定轴可以稳定地焊接。（4）需要加工或改造的炉排必须在加工厂进行机械加工；（5）在每个固定炉排的安装中，有一个温度测量点。在安装固定轴之前必须拧紧螺纹，在安装温度测量格栅之前必须放置热电偶；（6）炉排的安装精度要高。安装炉排时，必须将炉排侧面安装，并使用3米长的特殊高度测量炉排是否在水平表面上。如果炉排的水平位置有很大偏差，请首先检查炉排的固定轴是否水平。如果没有，请继续调整。如果炉排固定轴安装正确，请调整炉排，然后使用垫圈或砂轮打磨炉排支架的接触点。调整后，可以安装无侧链。如果这种调整不符合安装要求，则将整个炉排板偏移，并采用切割和调整炉排固定轴耳轴板的方法。安装后记录炉排之间的间隙；（7）在安装每个炉排之后，如果使用滑动式炉排和翻转式炉排，则必须对炉排进行操作，并在炉排固定轴的两端用专用的葫芦捆扎。拆卸后，应进行起始位置的动作测试。如果操作卡还是无法运行，则必须先停止以进行检查，然后才能解决问题并安装下行链路炉排；（8）在炉排安装过程中，使用了两种不同类型的销，一种用于固定炉排，另一种用于旋转炉排和滑动炉排，由于用途不同而不能混淆。
4提高垃圾焚烧电厂热能利用效率的途径
4.1提升垃圾的焚烧质量
为了能够提升垃圾进入焚烧炉质量，那么，就需要保证要焚烧的垃圾是易焚烧的，同时，还需要做好垃圾存储的数量体积控制。一般单位容量储坑垃圾能够满足6天的焚烧数量，若是容量过多，那么可能造成上下部位水分较多，直接影响焚烧能源使用的合理性。从事垃圾分类相关工作人员需要根据垃圾入场顺序进行堆垛分类，避免新入场垃圾与已经发酵过垃圾混合，确保入炉垃圾都经历2～3天发酵期，降低垃圾水分值与质量，尽可能缩短垃圾焚烧的时间，提高垃圾焚烧效率，例如，在倒料时，需要沥掉垃圾中的液体，尽量将无机垃圾置于垃圾坑最底部，确保无机垃圾有足够的发酵时间。在投料时，则需尽量将垃圾投入料斗中间位置，给料机在作业过程中，将垃圾推到炉排上，确保垃圾能够接受风干、脱水、焚烧，相较于中间料层，两侧料层较薄，炉排下的风则是中间风比较大，两侧风比较小，因此，处在料斗中间位置的垃圾焚烧更加充分。在进风进入温度设置过程中，在经受风吹与高温条件下，垃圾更容易脱水干燥，更容易充分燃烧。
4.2尽可能降低余热锅炉散热损失
为了减少余热锅炉的散热损失，垃圾焚烧电厂需要以焚烧垃圾的属性作为依据选择锅炉，在选择锅炉时，需要确保锅炉内垃圾能够充分燃尽，顺利完成炉排对垃圾的干燥、燃烧与燃尽，不借助辅助燃料就能够确保垃圾焚烧的稳定性。同时，需要充分利用锅炉内污水热量，将锅炉排污率控制在3%以内，在能源利用设计过程中，需要将定排污水、连排无数加入到排污扩容热能利用设备中，尽可能减少排污上的热能损失。此外，确保炉内换热器、汽机等达到可承受高压蒸汽的条件，选择耐高温、耐腐蚀材料，同时，还需要控制成本，综合考虑综合性价比，在合理范围内降低设计的成本。
4.3调整料层厚度与吹风比例
为了提升焚烧炉内垃圾焚烧效率，那么，调整料层厚度以及吹风至关重要。一方面，为了能够调整料层的厚度，司炉工人需要结合入炉垃圾水分值与炉内负荷控制给料，调整炉排速度与给料速度，同时，还需要调整料层厚度，若是垃圾的水分较大，那么需要加高进风温度，适当增加垃圾厚度，提升炉内垃圾处理能力；若是垃圾的水分较低，那么，只要增加风力就能够加快焚烧速度；另一方面，调整吹风的比例非常重要。炉内第一次吹风时，司炉工需要根据焚烧炉口氧气值、炉内温度以及火苗颜色等判断风室风量，首次给风控制在总风量3/4左右，在进行二次给风调整时，风量是总风量的1/4左右，司炉工需要根据炉内一氧化碳、温度以及火苗颜色等确定二次给风力度。通过两次风量与温度的调整保证炉内温度，确保垃圾能够充分燃烧。
4.4有效控制锅炉热效率
垃圾焚烧时，早期焚烧锅炉的效率只有65%，远低于同时期电厂锅炉效率，生活垃圾焚烧产生的烟气包含氧成分且形成腐蚀性气体，造成锅炉受热面腐蚀。
在设计焚烧锅炉时，很难选择正确蒸汽参数，若是想有效解决锅炉腐蚀的问题，那么就需要重点关注锅炉排烟问题，温度控制在210℃。垃圾焚烧设计时，根据不同区域垃圾不同特质，选择更合适焚烧炉型号，为垃圾彻底燃烧提供保证。在设计烟室出口温度时，为确保垃圾稳定燃烧，减少炉渣热灼率，那么，需要重视排污水热量控制，减少散热方面的损失。
5结语
垃圾焚烧电厂不仅消除了垃圾，还实现能源的再利用。为了能够提高垃圾焚烧电厂的能源利用率，需要明确影响能源利用率的因素，对症下药，针对性提升垃圾焚烧电厂能源利用率的途径。科技信息技术逐渐发展，那需要在能源利用率的途径方面不断创新，因此，如何提升垃圾焚烧电厂能源利用率仍然需要不断地探索、不断地创新，实现中国居民垃圾的高效燃烧机高效利用。
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