垃圾發電鍋爐管水冷壁結焦積灰機理分析

1、灰渣因素

由于垃圾的組成成份復雜，灰渣在管壁上沉積存在兩個不同的過程：一個為初始沉積層的形成過程，初始沉積層為化學活性高的薄灰層，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反應而生成的非常牢固的覆蓋層。初始沉積層中堿金屬類和堿土金屬類硫酸鹽含量較高，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。

另一個沉積過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，當初始沉積層具有粘性時，它捕獲慣性力輸運的灰顆粒，并使渣層厚度迅速增加。由于初始沉積層主要是由揮發分灰組分的冷凝及微小顆粒的熱遷移而引起，在實際運行中很難防止初始沉積層的形成。造成爐內結渣迅速增加，并對鍋爐安全運行構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有關外，還與撞擊灰粒的溫度高底有關，當撞擊灰粒的溫度很高，呈熔融狀液態時，很容易發生粘接，使結渣過程加劇?；以鼘拥暮穸韧ǔＪ遣痪鶆虻?，它與爐膛的結構、燃燒中心位置、空氣動力特性、爐膛溫度特性及燃料的物理化學性質有關。在爐膛的不同位置，灰渣的厚度和結構將有很大的差別。

在垃圾飛灰的實際的灰熔融特性來看，其變形、軟化、熔融溫度明顯低于粉煤灰的溫度，基本上在1050℃時發生軟化，較煤灰低約200℃，且試驗發現此三個溫度點差距不大或不明顯分界?？梢哉f垃圾本身的固有特性，決定了垃圾焚燒爐易于結焦的特點。

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荷，在運行中鍋爐的爐膛溫度２Ｓ基本上都控制在１０００℃左右，溫度高時甚至達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，為鍋爐的結焦留下隱患，也是主要因素之一。在后期運行中，雖然對爐膛溫度進行嚴格的控制，但在爐膛控制溫度過程中，由于溫度測點掛焦、掛灰原因，溫度測點的準確性存在一定的偏差。

3、鍋爐結構

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

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

4、風量

在運行中送風量明顯小于鍋爐運行所需量，二次風機未投入運行，從后來煙氣測試的Ｃ０含量偏高，便可見一斑。由于在燃燒缺氧狀態下，供氧不充分，處于還原或半還原氣氛中，使得無機物灰渣熔點更為降低，而達到熔融狀態，同時缺氧燃燒過程中，尤其是二次風機未投入運行，垃圾中部分未燃燼的顆粒也易于經過焚燒爐出口后，由于重量大而沉積下來回到喉部上方而結渣、結焦。此外二次風不投入運行，不能在焚燒爐出口喉部產生擾動作用，增加飛灰在喉部沉積的效果。

5、垃圾熱值

垃圾的熱值變化對焚燒爐的穩定運行產生極 大的影響，所以從源頭抓好垃圾倉的有序堆放，混料和投爐至關重要。在自動裝置未投運的情況下，主要從直觀上定性的對垃圾的堆放、混料和投料進行要求和指導，形成固定的循環運行模式。當吊機全自動投入運行后，可以增加垃圾的混料量，和垃圾的堆放質量。此外在垃圾倉管理上隨著氣候和季節的變化要摸索經驗，及時進行調整。

6、預防措施

志盛威華唐工介紹，耐高溫封閉防氧化涂料采用無機-有 機硅樹脂為成膜物質，加入一定量的納米石墨鱗片、納米氧化鋁粉末、超細稀土粉體等組合而成。涂料綠色環保，施工簡單，對基材處理要求低，單一涂層不需配套。固化成型的涂膜耐溫高能達1200℃，長期在高溫下使用穩定性好，附著力強，不起皮脫落，耐酸堿性強，耐磨性能好，抗沖擊強度高。可以用于鍋爐水冷壁防腐防結焦。

煙氣防腐涂料是以無機聚合物為主的互穿網絡聚合物作為成膜物質，溶液中含硅無機聚合物作為主鏈，高溫嫁接有 機聚合物改性樹脂，得到交替排列組成的多嵌段嫁接無機—有 機螯合聚合物，成膜性好，附著力好，涂層光滑自潔，耐溫高，成膜致密降低介質損耗率。顏料主要成分采用無機抗腐蝕耐磨材料，如納米硅微粉、碳化硅、氮化硼、細晶氧化鋁、石墨、超細氧化鋅、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、空預器等設備等上耐高溫、同時耐酸耐堿腐蝕，耐熱震變化、耐磨抗粉塵沖刷。