郭耀攀 朱晓东 焦启航 商江涛
中国机械工业第四建设工程有限公司,河南 郑州 450000
摘要:随着社会的进步及人类对环境保护意识的加强,城市生活垃圾的处理已成为当前社会需要迫切解决的重大热门课题。生活垃圾焚烧炉,是采用热解干馏气化技术使生活垃圾在炉内温度和水蒸气的作用下发生化学反应,充分碳化,最终生成一氧化碳可燃气体。整个反应过程均在厌氧环境下完成,有效避让了重金属和二噁英的生成条件和环境。
关键词:环保;垃圾焚烧锅炉;工艺
我国城市的垃圾量以每年8%一10%左右的速度增长产量巨大。垃圾焚烧并利用其产生的热量是实现垃圾减量化、无害化和资源化的有效途径,目前用于发电或供热的垃圾焚烧锅炉在国内的城市得到长足的发展。进行垃圾焚烧锅炉的能效测试,是找出锅炉运行过程中存在问题并加以解决的必要途径,使锅炉更节能、更安全、更环保的运行。目前对于垃圾焚烧锅炉能效测试方法,只有GB/T 18750(生活垃圾焚烧锅炉》第7.4条规定:垃圾焚烧炉及余热锅炉按照GB/T 10184(电站锅炉热工性能试验规程》或GB/T 10180(工业锅炉热工性能试验规程》进行热工性能试验。但垃圾焚烧锅炉与常规的电站锅炉和工业锅炉的燃料系统、燃烧系统、热力系统都具有较大的差别,且两个标准本身也具有较大差别,故在实际操作中按照这两个标准来执行存在着一定的问题。
一、锅炉热力焚烧处理技术
锅炉热力燃烧技术指利用现有供电锅炉、供热锅炉或其他非废气处理专用的焚烧炉,将产生的有机废气经简单预处理后直接引入到锅炉燃烧室,在不增加设备或少增加设备的情况下,废气中的有机碳氢化合物遇热后氧化并彻底分解为二氧化碳和水,达到净化污染物的目的。锅炉热力燃烧技术具有简单实用、投资省、运行费用低、净化效率高的优点,还能带来一定的经济效益。设计将聚醚生产过程中的有机废气送入锅炉进行焚烧,运行结果表明,锅炉尾气能达到国家的相关排放标准,锅炉热力焚烧技术可用于有机废气处理。但有机气体大都易燃易爆,对锅炉存在腐蚀、爆炸等安全风险,同时如果有机废气中含有除碳氢外的其他元素,则可能在燃烧后产生二次污染。因此,对于有机废气的处理除净化效率外还需要着重考虑处理系统的安全性。
二、垃圾焚烧锅炉的选型及作用
垃圾焚烧炉的炉型较多,应根据不同的焚烧处理工艺选择不同的炉型。目前典型的垃圾焚烧锅炉有机械炉排型焚烧锅炉、流化床型焚烧锅炉、回转窑焚烧锅炉。目前,市场主要应用较多的是机械炉排焚烧锅炉,通过检验检测发现,机械炉排焚烧锅炉的数量也是相对较多的。
1、机械炉排焚烧锅炉。机械炉排焚烧锅炉是以机械炉排的运动带动垃圾不断翻滚、烘干、搅拌并向前推行。垃圾进入炉排前端向炉膛中心推动与炉排底部热空气混合翻动,通过接触烘干后再燃烧。这种炉型对垃圾的湿度和颗粒度适应性范围比较大,燃烧效率较高,一般可达到75%~78%,炉渣的未燃成分可达到3%左右,可靠性较高,使用历史较长。
2、流化床垃圾焚烧锅炉。流化床垃圾焚烧锅炉是将垃圾投入流化床中与高温(700~800℃)沙粒直接接触、传热、干燥达到燃烧。锅炉燃烧反应快速、燃烧完全,热效率一般可达80%~82%,燃烬率非常高,灰渣排除率可达l%左右;燃烧后的残留物降落,通过振动筛分离沙粒和灰渣,沙粒回收炉内使用,灰渣排出炉外。流化床垃圾焚烧锅炉对垃圾颗粒度要求较高,垃圾在进入焚烧炉前需分类并机械破碎。然而,目前我国垃圾分类正在推荐实施中,垃圾尚无法做到分类机械破碎;且垃圾焚烧吹入高压风力耗电量大,炉外积灰严重。该工艺炉体一般尺寸相对较小。
3、回转窑焚烧炉。回转窑焚烧炉是靠自身耐火材料衬里的圆筒简体的回转来混合搅拌炉内垃圾,以便将垃圾焚烧。焚烧垃圾通过加料器送入炉内,随着转动炉体向下移动,在高温烟气中燃烬。
其缺点是垃圾在炉内燃烧效率不高,设备磨损维修频率高,垃圾颗粒度不能太大,炉型不适用大容量装置。
三、设备安装
垃圾焚烧炉的安装必须要与余热锅炉同步配合安装,由于焚烧炉布置在余热锅炉的下部,所以需要将焚烧炉的大件提前临放或临挂于安装位置,焚烧炉是工程的核心系统,并且设备为全进口设备,所以安装工艺及质量要求极高,必须严格按照图纸进行安装, 焚烧炉的安装是一个复杂的过程,其工程量大,工期长,以下对焚烧炉的主要设备安装进行介绍。
1、推料器及炉排钢支架组合安装。推料器钢支架安装前首先对构架各部件进行尺寸复查,保证各部件无缺陷及变形扭曲现象,并再次对安装基准点进行复查,立柱安装前首先划出柱底板的纵横中心线,并与土建基础中心线相对应,推料器立柱与土建基础连接方式为平板焊接,立柱安装找正好后,对柱脚进行焊接。炉排钢支架为斜体构架,组合安装前,按 照推料器钢支架部件检查要求对各部件进行详细检查,先将炉排钢支架的后部支撑梁安装就位,根据炉排中心线调整中心位置,并调整好上平面的水平度及标高,将炉排钢支架的左、中、右纵梁按照图纸位置分别进行安装,炉排钢支架按照图纸尺寸进行找正,找正完后根据焚烧炉及炉排中心线,调整钢支架的中心位置,待全部定位好后,最后进行焊接。
2、推料器下料斗及推料器平台组合安装。推料器下料斗和推料器平台为厂家组合件,共分为 4个组件,从炉左至炉右依次编号为 1、2、3、4,在推料器支架安装找正完后,开始安装推料器平台,平台组件单件进行安装,在安装前首先按照图纸复查各部件外形尺寸,然后按照图纸要求进行组装,四组推料器平台之间采用定位螺栓进行连接,就位后进行尺寸调整,必须保证推料器平台底部与推料器钢支架无间隙,尺寸调整完后,各平台之间进行密封焊。
3、炉排架及炉排安装。炉排架及炉排的安装为焚烧炉的重点部位,安装质量直接影响其它各部件的安装,炉排架分为四个组件,从炉左至炉右依次编号为 1、2、3、4,各组炉排架及炉排架内部连接件均为螺栓连接。炉排架安装前,首先对各组件进行尺寸复查,主要复查各组件开档对角线尺寸以及水平度测量,并作好记录,炉排架安装前还要对炉排钢架安装尺寸进行复查,保证各基准点准确无误。从左至右单件进行安装,炉排架与钢支架之间为螺栓连接,首先将炉排架吊装至炉排钢架上穿上定位螺栓,然后进行尺寸找正,炉排架安装找正完后,连接给料平台与炉排架间的连接螺栓使之形成整体。炉排架及给料平台安装找正完后,开始安装液压轴系,液压轴系是连接给料机及炉排的动力源,每台焚烧炉 共 8 件,液压轴系的液压推杆固定安装在给料平台中间部 位,然后通过连接杆及销轴来连接整个给料机及炉排运转,液压轴系的各部件严格按照图纸要求安装,在液压轴系安装完毕后,采用临时的液压泵进行试运转,保证各部件运转正常,才能进行下步工作。炉排条安装炉排条安装在炉排架上,所以在炉排条安装前,炉排架及其连接附件必须安装找正完毕,炉排条按照炉排架的布置方式,分别安装在四组炉排架上从炉前至炉后共计安装 13 排,每台炉炉排条合计 936 块,单块重量约为 40kg,炉排条设备按照序号 1、2、3、4 颜色分别为白、红、黄、蓝,从炉前至炉后 1、3、5、7…为动炉排,安装顺序从炉前至炉后方向安装;在炉排条安装前,先将后部除渣滚筒安装就位,并找正。炉排条由两侧压条及固定板固定,先将压条及固定板安装就位,并把尺寸调整好,最后进行炉排条的安装,安装时注意每组炉排条有一件上带孔,为温度计安装孔,安装时按照图纸位置进行安装,温度计为焊接安装方式,焊条由厂方提供。特别注意:炉排条为铸件,安装时注意设备保护,以免损坏设备在安装完炉排条后将炉排条进行遮盖防止雨水及杂物进入。
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