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摘 要：针对垃圾焚烧电厂焚烧和运行的特点，从焚烧炉炉膛温度、焚烧炉结构、运行中配风等方面分析了影响焚烧炉结焦积灰尘的影响，并总结了控制焚烧炉结焦、积灰的对策，主要包括：炉膛温度控制、焚烧炉的热负荷和蒸发量控制及风量和风温控制。
关键词：焚烧炉；结焦积灰；应对措施
0引言
随着国民经济的发展、城市人口的增加、城区面积的扩大，我国城市生活垃圾清运量保持稳步增长的趋势。若垃圾处理不当，将会带来严重的大气、水和土壤污染并侵占大量土地，同时也造成资源的极大浪费，从而制约城市的生存和发展。我国城市生活垃圾污染问题日益突出，其管理和控制已成为环境保护领域的突出问题之一。城市生活垃圾经过焚烧，一般体积可减少 85～90%，质量减少 70～80%。其中有毒、有害物质在高温条件下氧化、热解而被破坏，达到无害化和减量化。焚烧过程中产生的高温烟气可通过热能回收加以利用，用于供热或发电等，经济效益明显。目前，垃圾焚烧发电技术在世界各国得到了广泛的发展、应用[1]。
在燃煤机组中，如果产生结焦、积灰主要影响的是机组的发电量，在停炉、启炉过程中会对机组设备产生一定影响，但垃圾焚烧炉如果因为结焦、积灰造成停炉、启炉，除了生产经济效益方面的损失和设备的影响外，更主要会对非正常工况焚烧二噁英的排放量、节能减排的主要障碍，所以分析影响焚烧炉结焦积灰的因素，并采取有针对性的控制措施十分必要。
1焚烧炉结焦、积灰问题的分析
机械炉排炉的结焦、积灰会导致焚烧炉前、后拱处形成的“喉口”部位通流面积变小甚至堵塞，从而造成停炉检修；另外如果过热器管外壁沾污、腐蚀，过热器第一、二管屏间隙变小甚至堵塞，降低锅炉运行经济性和安全性。因此，机械炉排炉运行中的烟气流速和流动方向，烟温、壁温、飞灰浓度、配风情况等对受热面结焦、积灰产生的重要影响，是导致锅炉烟道沾污、积灰的主要原因[2]。例如，当灰粒温度低于软化温度时，在受热面上，一般只能形成疏松的弱粘聚形灰渣，易脱落；当灰粒温度高于软化温度时，灰将以粘聚性较强的渣型粘附于受热面上；灰层表面温度进一步升高时，就可能形成熔渣[3]。
对于烟道积灰，由于其熔融温度远高于通过烟道的烟气温度，所以烟道中只有少量积灰，未发生熔融，易用吹灰器吹掉。经检测，飞灰的各熔融特征温度接近 1500℃，分析认为这可能与加入的脱酸物质 Ca（OH）2有关。另外，流动温度与初始变形温度差值与灰渣形态有关。当该温差小时，管壁上可形成薄层熔渣，粘结牢固，吹灰器难于吹掉；当温差大时，灰渣层会较厚，在灰渣熔融前对管壁的粘附作用小，用吹灰器较易清除。对比以上各熔融温度，渣块熔融温度最低，与喉口处的严重结渣情况相对应，渣块达到变形温度后，迅速地软化，流动，更加重了结渣，并难以清除。
2焚烧炉结焦、积灰影响因素研究
2.1 焚烧炉膛温度的影响
垃圾焚烧发电由于环保上的要求，为保证烟气的二噁英充分分解，必须将炉膛出口烟温控制在 850℃以上，停留时间大于 2s，因此在运行中锅炉的炉膛温度基本上都控制在 850-950℃左右。但由于垃圾成分变化、燃烧调整的因素或运行人员操作不当，使火焰中心的温度较高，随烟气携带的飞灰已处于软化状态、甚至熔融状态，为锅炉的结焦留下隐患。 另外在运行过程中，由于测温电偶在炉膛内部的挂灰污染和烧损等原因，致使温度测量的准确性出现问题，造成测量温度与焚烧炉实际温度之间存在偏差，从而造成携带飞灰易熔融而造成结焦、积灰的产生。
2.2 焚烧炉结构的影响
同时在焚烧炉膛燃烧过程中产生的以 CaO 亚微小颗粒为主的灰颗粒在接触到扩散到其表面的 SO2 等气体的情况下，开始硫酸盐化过程，温度为 960℃左右，或在运行中燃烧温度控制不当，过高温度造成 CaSO4 和钙的硅酸盐等表面产生熔融相，融入颗粒之间的接触，加之反应后反应物扩大的体积，加速了积灰的烧结固化速度，在还原性气氛和水蒸汽共同作用下，加速了硫酸盐化反应的促进作用。某垃圾焚烧电厂烟道下灰口在炉膛后拱炉排第二段处，水平烟道下灰口在炉膛后拱炉排第四段处，在上述位置下灰时，除了增加部分飞灰在炉膛循环的量外，落灰还会对二、四段燃烧产生影响。由于炉膛负压，灰量重新回到炉膛出口，进行循环，一旦遇到烟气温度高，飞灰较容易出现结焦、挂焦情况，加快了焚烧炉在焚烧炉喉部结焦现象的发生和发展[4]。
2.3锅炉运行中的配风影响
出于对烟气中含氧量的控制上，经常在运行中送风量会小于锅炉运行所需量而使燃烧在缺氧状态下进行。在过剩空气系数较低时，炉膛气氛处于半还原状态，导致无机物灰渣熔点降低。未供给二次风时，垃圾中的未燃尽有机物粉尘颗粒因缺乏有效的湍流，而燃烧不充分，并发生一定沉积。另外二、三烟道和水平烟道落灰到炉膛，造成飞灰的多次再循环，且循环灰量及温度越来越高，较易达到灰的熔融温度，造成结焦、积灰。
3焚烧炉结焦、积灰控制对策研究
为了采用优化运行方式，来减缓焚烧炉结焦、积灰的发生，可以通过控制焚烧炉炉膛温度、锅炉蒸发量和一、二次风配比风量等运行调整手段来减缓焚烧炉的结焦、积灰。
3.1炉膛温度控制
通过分析，温度对锅炉结焦起着至关重要的作用。结合生活垃圾焚烧炉的环保要求，控制炉膛在 850-950℃之间烟气停留时间大于 2s。有研究表明，在炉膛温度大于 800℃时，二恶英就可实现较完全的分解，所以炉膛温度不易过高。为了确保锅炉热负荷，并且尽可能的靠近 930℃左右，坚持控制炉膛出口温度范围上限温度控制在 950-960℃之间。
3.2焚烧炉的热负荷和蒸发量控制
在燃烧保证的前提下，尽可能控制好焚烧炉的热负荷，并维持锅炉最大蒸发量另外当焚烧炉运行一段时间后，炉膛有轻微积灰、结焦时，可根据锅炉的连续运行时间，及时适当降低焚烧炉的最大蒸发量。因为在实际锅炉运行中，将人为提高焚烧炉的出力，导致焚烧炉内的单位容积热负荷和炉膛出口单位截面热负荷均处于较高水平，飞灰熔融的可能性也随之明显增加。
3.3风量和风温控制
在运行实践中，控制一、二次风主要通过控制烟气含氧量 6-9%左右。要求风量既能保证垃圾燃烧所需要的氧气量，同时确保能够彻底分解二噁英。如果运行中送风量明显小于锅炉运行所需量，而二次风机未投入运行，则易发生烟气湍流效果不明显，未燃尽有机物和氧气接触不充分，飞灰在喉部沉积情况较为严重。 因此要优化控制一、二次风量，保证省煤器后含氧量在 6-9%左右。实际运行调整中，控制含氧量在 6-7%左右。
4结语
本文分析了结焦和积灰的的问题，并对影响焚烧炉结焦、积灰的影响因素进行了阐述，在此基础上给出针对性的控制措施。从而最大限度延长焚烧炉连续运行小时数，提高垃圾焚烧处理能力和管理水平，保持垃圾焚烧发电设备运行稳定，减少停炉时间，减少焚烧炉的一般维修，实现垃圾焚烧真正意义上的节能环保。
参考文献
[1] 刘思明.垃圾的无害化处理和焚烧设备[J].发电设备，2008，（2）：35-39
[2] 祝建中， 陈烈强，甘轲.垃圾焚烧气氛中碱金属氯化物的腐蚀问题的分析[J].华南理工大学学报（自然科学版）.2005，33（3）：78-82
[3] 王磊等.焚燒城市垃圾回收能源[J].新能源，1997（5）：12-14.
[4] 顾恒祥.燃料与燃烧[M].西北工业大学出版社.1993.
关键词：焚烧炉；结焦积灰；应对措施
0引言
随着国民经济的发展、城市人口的增加、城区面积的扩大，我国城市生活垃圾清运量保持稳步增长的趋势。若垃圾处理不当，将会带来严重的大气、水和土壤污染并侵占大量土地，同时也造成资源的极大浪费，从而制约城市的生存和发展。我国城市生活垃圾污染问题日益突出，其管理和控制已成为环境保护领域的突出问题之一。城市生活垃圾经过焚烧，一般体积可减少 85～90%，质量减少 70～80%。其中有毒、有害物质在高温条件下氧化、热解而被破坏，达到无害化和减量化。焚烧过程中产生的高温烟气可通过热能回收加以利用，用于供热或发电等，经济效益明显。目前，垃圾焚烧发电技术在世界各国得到了广泛的发展、应用[1]。
在燃煤机组中，如果产生结焦、积灰主要影响的是机组的发电量，在停炉、启炉过程中会对机组设备产生一定影响，但垃圾焚烧炉如果因为结焦、积灰造成停炉、启炉，除了生产经济效益方面的损失和设备的影响外，更主要会对非正常工况焚烧二噁英的排放量、节能减排的主要障碍，所以分析影响焚烧炉结焦积灰的因素，并采取有针对性的控制措施十分必要。
1焚烧炉结焦、积灰问题的分析
机械炉排炉的结焦、积灰会导致焚烧炉前、后拱处形成的“喉口”部位通流面积变小甚至堵塞，从而造成停炉检修；另外如果过热器管外壁沾污、腐蚀，过热器第一、二管屏间隙变小甚至堵塞，降低锅炉运行经济性和安全性。因此，机械炉排炉运行中的烟气流速和流动方向，烟温、壁温、飞灰浓度、配风情况等对受热面结焦、积灰产生的重要影响，是导致锅炉烟道沾污、积灰的主要原因[2]。例如，当灰粒温度低于软化温度时，在受热面上，一般只能形成疏松的弱粘聚形灰渣，易脱落；当灰粒温度高于软化温度时，灰将以粘聚性较强的渣型粘附于受热面上；灰层表面温度进一步升高时，就可能形成熔渣[3]。
对于烟道积灰，由于其熔融温度远高于通过烟道的烟气温度，所以烟道中只有少量积灰，未发生熔融，易用吹灰器吹掉。经检测，飞灰的各熔融特征温度接近 1500℃，分析认为这可能与加入的脱酸物质 Ca（OH）2有关。另外，流动温度与初始变形温度差值与灰渣形态有关。当该温差小时，管壁上可形成薄层熔渣，粘结牢固，吹灰器难于吹掉；当温差大时，灰渣层会较厚，在灰渣熔融前对管壁的粘附作用小，用吹灰器较易清除。对比以上各熔融温度，渣块熔融温度最低，与喉口处的严重结渣情况相对应，渣块达到变形温度后，迅速地软化，流动，更加重了结渣，并难以清除。
2焚烧炉结焦、积灰影响因素研究
2.1 焚烧炉膛温度的影响
垃圾焚烧发电由于环保上的要求，为保证烟气的二噁英充分分解，必须将炉膛出口烟温控制在 850℃以上，停留时间大于 2s，因此在运行中锅炉的炉膛温度基本上都控制在 850-950℃左右。但由于垃圾成分变化、燃烧调整的因素或运行人员操作不当，使火焰中心的温度较高，随烟气携带的飞灰已处于软化状态、甚至熔融状态，为锅炉的结焦留下隐患。 另外在运行过程中，由于测温电偶在炉膛内部的挂灰污染和烧损等原因，致使温度测量的准确性出现问题，造成测量温度与焚烧炉实际温度之间存在偏差，从而造成携带飞灰易熔融而造成结焦、积灰的产生。
2.2 焚烧炉结构的影响
同时在焚烧炉膛燃烧过程中产生的以 CaO 亚微小颗粒为主的灰颗粒在接触到扩散到其表面的 SO2 等气体的情况下，开始硫酸盐化过程，温度为 960℃左右，或在运行中燃烧温度控制不当，过高温度造成 CaSO4 和钙的硅酸盐等表面产生熔融相，融入颗粒之间的接触，加之反应后反应物扩大的体积，加速了积灰的烧结固化速度，在还原性气氛和水蒸汽共同作用下，加速了硫酸盐化反应的促进作用。某垃圾焚烧电厂烟道下灰口在炉膛后拱炉排第二段处，水平烟道下灰口在炉膛后拱炉排第四段处，在上述位置下灰时，除了增加部分飞灰在炉膛循环的量外，落灰还会对二、四段燃烧产生影响。由于炉膛负压，灰量重新回到炉膛出口，进行循环，一旦遇到烟气温度高，飞灰较容易出现结焦、挂焦情况，加快了焚烧炉在焚烧炉喉部结焦现象的发生和发展[4]。
2.3锅炉运行中的配风影响
出于对烟气中含氧量的控制上，经常在运行中送风量会小于锅炉运行所需量而使燃烧在缺氧状态下进行。在过剩空气系数较低时，炉膛气氛处于半还原状态，导致无机物灰渣熔点降低。未供给二次风时，垃圾中的未燃尽有机物粉尘颗粒因缺乏有效的湍流，而燃烧不充分，并发生一定沉积。另外二、三烟道和水平烟道落灰到炉膛，造成飞灰的多次再循环，且循环灰量及温度越来越高，较易达到灰的熔融温度，造成结焦、积灰。
3焚烧炉结焦、积灰控制对策研究
为了采用优化运行方式，来减缓焚烧炉结焦、积灰的发生，可以通过控制焚烧炉炉膛温度、锅炉蒸发量和一、二次风配比风量等运行调整手段来减缓焚烧炉的结焦、积灰。
3.1炉膛温度控制
通过分析，温度对锅炉结焦起着至关重要的作用。结合生活垃圾焚烧炉的环保要求，控制炉膛在 850-950℃之间烟气停留时间大于 2s。有研究表明，在炉膛温度大于 800℃时，二恶英就可实现较完全的分解，所以炉膛温度不易过高。为了确保锅炉热负荷，并且尽可能的靠近 930℃左右，坚持控制炉膛出口温度范围上限温度控制在 950-960℃之间。
3.2焚烧炉的热负荷和蒸发量控制
在燃烧保证的前提下，尽可能控制好焚烧炉的热负荷，并维持锅炉最大蒸发量另外当焚烧炉运行一段时间后，炉膛有轻微积灰、结焦时，可根据锅炉的连续运行时间，及时适当降低焚烧炉的最大蒸发量。因为在实际锅炉运行中，将人为提高焚烧炉的出力，导致焚烧炉内的单位容积热负荷和炉膛出口单位截面热负荷均处于较高水平，飞灰熔融的可能性也随之明显增加。
3.3风量和风温控制
在运行实践中，控制一、二次风主要通过控制烟气含氧量 6-9%左右。要求风量既能保证垃圾燃烧所需要的氧气量，同时确保能够彻底分解二噁英。如果运行中送风量明显小于锅炉运行所需量，而二次风机未投入运行，则易发生烟气湍流效果不明显，未燃尽有机物和氧气接触不充分，飞灰在喉部沉积情况较为严重。 因此要优化控制一、二次风量，保证省煤器后含氧量在 6-9%左右。实际运行调整中，控制含氧量在 6-7%左右。
4结语
本文分析了结焦和积灰的的问题，并对影响焚烧炉结焦、积灰的影响因素进行了阐述，在此基础上给出针对性的控制措施。从而最大限度延长焚烧炉连续运行小时数，提高垃圾焚烧处理能力和管理水平，保持垃圾焚烧发电设备运行稳定，减少停炉时间，减少焚烧炉的一般维修，实现垃圾焚烧真正意义上的节能环保。
参考文献
[1] 刘思明.垃圾的无害化处理和焚烧设备[J].发电设备，2008，（2）：35-39
[2] 祝建中， 陈烈强，甘轲.垃圾焚烧气氛中碱金属氯化物的腐蚀问题的分析[J].华南理工大学学报（自然科学版）.2005，33（3）：78-82
[3] 王磊等.焚燒城市垃圾回收能源[J].新能源，1997（5）：12-14.
[4] 顾恒祥.燃料与燃烧[M].西北工业大学出版社.1993.