循环流化床垃圾焚烧技术特点及优势之探讨 沈解忠
王政 （无锡华光锅炉股份有限公司）
要：城市生活垃圾产量的与日俱增及环保要求的不断提高,使循环流化床(CFB)燃烧技术逐渐在城市生活垃圾的回收和利用方面扮演越来越重要的角色，简要探讨循环流化床焚烧垃圾技术的特点及优势。 关键词：城市生活垃圾 循环流化床 焚烧 一 .引言 二十世纪八十年代以来，固体废弃物的排放急剧增加，造成的大气污染、地下水污染、土壤污染、自然景观破坏等问题日趋严重。固体废弃物分为工业垃圾和城市生活垃圾两种，城市生活垃圾的产量是惊人的，据初步统计，中国2010年城市生活垃圾总量约为2.5亿吨。如何有效地处理这些城市生活垃圾，使之资源化、减量化和无害化（即\三化\），成为当前世界各国十分关注的课题。
对城市生活垃圾的常用处理方法有填埋、堆肥、焚烧等，其中以焚烧处理方法为佳，符合“三化”的要求。城市生活垃圾焚烧技术在美国、日本等发达国家已得到广泛应用，并产生了良好的环保和经济效益。焚烧垃圾、回收能源的办法是我国处理城市生活垃圾的一个主要发展方向。 目前，垃圾焚烧锅炉主要有炉排炉、循环流化床锅炉、熔融焚烧炉以及旋转窑炉。 二.循环流化床垃圾焚烧技术 循环流化床锅炉是采用热风把一定尺寸的燃料吹起来，在炉膛内不断沸腾，翻滚，搅动，被吹出炉膛的灰料经布置在炉膛出口的高效高温旋风分离装置分离后由返料装置送回炉膛下部反复循环燃烧，流化床内气固混合强烈，传热传质速率高。新加入的燃料随即被炉膛内大量灼热的床料包围，具有非常好的加热和着火条件，燃烧充分，故对焚烧成分复杂、热值低、水份高的城市生活垃圾适应性非常好。当前我国城市生活垃圾的突出特点是含水率高，一般为45～65%；热值低，一般在kJ/kg左右；有机成分高，厨余类有机生活垃圾部分约占40～60%；垃圾中可回收成分低，约占10～25%。 循环流化床燃烧技术是专门针对低热值燃料而开发的，流化床焚烧低热值的垃圾有较高的效率，燃烧效率可高达95％以上，而且对燃料成分变化不敏感；当热值不足，需投入辅助燃料以维持热平衡时。只需用价格较为便宜的煤来助燃（炉排炉则需投入价格昂贵的柴油助燃）。通过实验运行，完全实现了焚烧的充分性、可靠性，而且由于循环流化床独特的燃烧方式，其气体有害物的排放量少于其它焚烧方式。一些1 著名院校对垃圾焚烧机理的理论与实验研究已为流化床垃圾焚烧炉的设计提供了必需的设计依据。 早在上世纪九十年代末，根据我国垃圾的特点以及焚烧垃圾流化床锅炉的特点，华光股份就积极与中科院、清华大学等合作，开发出了多种产品。首台与中科院共同开发用于浙江绍兴城东热电厂的循环流床锅炉于2002年通过鉴定。该台锅炉是按当时国家政策要求的垃圾与煤重量比4：1的规定进行设计的，实现日处理生活垃圾500吨。 目前国内正在运行的垃圾炉中采用流化床锅炉焚烧垃圾的约占整个垃圾焚烧锅炉的30%左右，其中华光股份设计制造的循环流化床垃圾焚烧炉占1/3多，且各地的用户普遍反映经济效益良好。 三.华光股份循环流化床焚烧锅炉技术特点 华光股份现有大部分产品是在与中科院合作的基础上发展起来的，合作的第一代产品是垃圾与煤的重量比为4：1、日处理垃圾500t/d的循环流化床垃圾焚烧锅炉，迄今已有四十多台投入商业运行，主要特点是采用后排渣，高温过热器安置在返料器内。 在《环境保护部、国家发展和改革委员会、国家能源局关于进一步加强生物质发电项目环境影响评价管理工作的通知》（环发（2008）82号）一文中，进一步提出“现阶段，采用流化床焚烧炉处理生活垃圾作为生物质发电项目申报的，其掺烧常规燃料质量应控制在入炉总质量的20%以下。其他新建的生物质发电项目原则上不得掺烧常规燃料。国家鼓励对常规火电项目进行掺烧生物质的技术改造，当生物质掺烧量按照质量换算低于80%时，应按照常规火电项目进行管理”的要求，这就是说以前垃圾与煤的掺烧比可为4：1（重量比）；现在要求垃圾与煤的掺烧比为4：1（热量比），折算到重量比为16：1以上，这对循环流化床垃圾焚烧锅炉设计提出了非常高的要求。 为适应国家政策满足公司发展要求，华光股份充分利用长期积累的对城市生活垃圾焚烧处理技术经验，于2008年年底对无锡益多垃圾焚烧发电厂中的1号锅炉按照国家新政策进行了技术改造。历时半年，于2009年5月完成了技术改造，各项技术指标达到改造要求，根据电厂31天的平均统计垃圾与煤的掺烧重量比可为17：1以上。2010年3月，经机械工业锅炉及环保产品质量监督检测中心正式测试，垃圾与煤的热量掺烧比达到4.1：1，完全符合国家政策相关要求。 通过益多垃圾发电厂的成功技术改造，华光股份的循环流化床垃圾焚烧技术再次处于国内领先水平。在此基础上，华光股份在新设计的武汉日处理560吨垃圾项目上进行了全新理念的创新设计，将循环流化床燃烧技术与炉排焚烧的余热锅炉结构布置特点相结合，开发出了一个完全不同于以往任何循环流化床垃2 圾焚烧处理的技术方案，目前已制造完毕，投入安装。 四.循环流化床垃圾焚烧主要设备技术
1.垃圾进料装置 由于国内的城市生活垃圾未采取严格分类、成分特别复杂，再因之国内现有的分选、破碎设备可靠性差，故不能走国外的流化床焚烧炉把垃圾破碎到一定粒度（如1～10mm）的路线，必须开发出能将原始垃圾（尽管其中可能含有木头、金属和砖石等不规则物体）通过简单的分选顺利送入炉膛的进料装置。华光股份与中科院、清华大学等合作，根据几十年煤燃烧技术科研与工程的经验和对国内外有关装置的比较、研究，选用链板进料、流化床燃烧的方式，基本解决了这个问题。 2.流化床床上排渣技术 由于垃圾成分及形状复杂，灰渣的颗粒大、且形状也不尽一致，不同于一般流化床的排料条件，需采用特殊的排渣技术。华光股份通过研究，采用倾斜床面后排渣形式可顺利解决排渣问题；如果有比较可靠的垃圾前处理设备，也可以采用常规的燃煤流化床排渣形式。目前，这两种排渣形式的锅炉在华光股份的产品上均有广泛应用。 3.受热面防腐技术 垃圾焚烧时由于其原始组成中含有大量的塑料，会生成具有很强腐蚀能力的HC1(金属高温腐蚀曲线见附图),为降低氮的氧化物生成，需要分级燃烧，炉膛内形成还原气氛。（下图 金属高温腐蚀曲线）
针对焚烧垃圾流化床锅炉的这一特性，华光股份采用外置换热器技术，把高温过热器布置在返料器内，可以有效地避免含腐蚀性气体的高温烟气对高温过热器的冲刷，并获得较高的蒸汽参数。以一般可处理城市生活垃圾400～500t/d锅炉为例：可产生蒸汽34-43t/h，蒸汽压力为3.82 MPa或5.3MPa，蒸汽温度为450℃或485℃。 3 4.污染物脱除技术 一般而言，利用流化床可实现炉内脱硫、除HCI等，并有效地降低氮的氧化物NOx的生成。根据绍兴城东及无锡益多垃圾电厂测试的结果：HCL、 NOx、S0x等均远低于国家排放标准，由于采用流化床焚烧技术，有机物充分燃尽，二恶英含量非常低，实测结果仅为0.065 ng/Nm。 5.灰渣综合利用技术 对流化床排出的灰渣经重金属检测合格且磁选除去金属（回收），并进行简单破碎后，即可成为生产水泥、砖等的原料之一。 五.循环流化床焚烧垃圾发展前景 据说，国家将推出新的政策，即以后垃圾焚烧不管采用何种炉型，国家将不设门槛，而且给与同样的优惠政策，垃圾补贴属于地方政府行为；另外每处理1吨垃圾发电量按300度进行计算。假如此政策可付诸实施，对循环流化床垃圾垃圾焚烧锅炉将是一大福音，其垃圾焚烧的技术优势也必将得到更充分的体现，循环流化床垃圾垃圾焚烧锅炉市场占有率会有一个很大的提高，特别是在中、小型城市及中西部地区。 笔者认为流化床垃圾焚烧锅炉优于炉排垃圾焚烧锅炉，理由如下： a.初投资少，循环流化床垃圾焚烧锅炉价格一般仅为炉排焚烧锅炉的三分之一，占地面积约为同等级炉排焚烧锅炉的一半。
b.蒸汽参数可以采用次高温、次高压系列，发电效率高约10%（而炉排蒸汽参数基本为中压次中温）。
c.垃圾燃烧混合均匀燃烧效率高，对垃圾热值要求低、适应性强（而炉排炉相对要求较高）。
d.垃圾处理能力大，而炉排炉由于受炉排面积的制约，超负荷能力相对较弱。 3
e.烟气排放容易达标。流化床垃圾焚烧炉掺烧少量煤以后，二恶英排放完全能达标，甚至超
过欧洲标准。同时，流化床垃圾焚烧炉具有炉内脱硫、SO2、NOX排放低的特性（而炉排垃圾炉二恶英排放达标就有一定难度，特别是国内垃圾热值普遍偏低，负荷波动时炉膛燃烧温度很难超过850度；且对尾部的烟气净化设备配置要求高）。
f.灰渣一般可以综合利用。
4 六.两种垃圾焚烧锅炉的技术经济指标分析汇总 技术指标 焚烧原理 炉排式垃圾焚烧锅炉 垃圾在炉排上燃烧，空气在炉排下进入，分为干燥、燃烧和燃烬段，燃烧较为充分。 垃圾热值适应性 垃圾预处理系统 垃圾处理量 焚烧系统技术可靠性 二f英控制 热值Qdw>1400Kcal/Kg 简单预处理 100t/d-800t/d 成熟 无热值要求 需分拣大块建筑垃圾等 无限制 成熟 循环流化床垃圾焚烧锅炉 粉碎后的垃圾投入炉内与床料充分混合接触，形成瞬时燃烧，燃烧更充分。 燃烧较完全，CO和二f英产生较少 燃烧完全、高温区停留时间长，SOX、NOX、CO和二f英产生很少 运用情况 大、中型经济发达城市生活垃圾使用多 中、小型欠发达城市使用较多 助然燃料 渗滤液处理 机组热效率 排放
灰渣处理 锅炉故障率 锅炉运行成本 经济指标 投资总额 油、气，成本高 处理难度大,处理费用高 蒸汽参数低，机组效率低 烟气处理系统复杂 危险废弃物的处理成本较高 较低 厂用电较低 煤（秸秆），成本小 可处理，也可喷入炉内焚烧 蒸汽参数较高，机组效率较高 烟气处理系统相对简单 排放达标，可考虑综合利用 定期置换床料 厂用电相对较高 投资大，按国外BOT 模式建设，单位投资估算约80万元/吨垃圾，按国产锅炉设备建设，单位投资估算约50万元/吨垃圾 投资小，按2×12MW电厂建设，单位投资估算约30万元/吨垃圾 垃圾处理费用 （政府补贴） 垃圾处理费用高。上海江桥垃圾发电厂垃圾处理费超过200元/吨，苏州、江阴等地垃圾发电厂垃圾处理费约在90元/吨 5 垃圾处理费用低，国内已运行的循环流化床垃圾焚烧锅炉垃圾处理费均在50~70元/吨间 七.垃圾焚烧国家排放标准 1.烟气排放标准 排放浓度（以标准状态下含11%氧气的干烟气为参考值换算） 污染物 益多垃圾电厂 实测排放限值 4.77 4.37 76.1 1级 119.4 169.74 \\ \\ \\ \\ \\ 0.065 排
准 GB 260 75 80 1级 150 400 - 0.2 1.6 0.1 - 1.0
欧盟2000标准 半小时100% 200 60 30 - 100 400 4 - - - - 0.1 单
位 SO2 HCL 烟尘 烟气黑度 CO NOx HF Hg Pb Cd 其它重金属 二恶英 mg/Nm3 mg/Nm3 mg/Nm3 林格曼级 mg/Nm3 mg/Nm3 mg/Nm3 mg/Nm3 mg/Nm3 mg/Nm3 mg/Nm3 ngTEQ/Nm3无锡华光锅炉厂省煤器 锡华光锅炉股份有限公
无锡华光锅炉厂省煤器 锡华光锅炉股份有限公
无锡华光锅炉厂省煤器10分
无锡华光锅炉厂的省煤器内的不锈钢管托哪有卖的？谢谢！
那个不叫管托，应该叫防磨罩。外面有没有卖我不知道，我只知道这个东西有图纸的，每个产品用的都不一样，因为省煤器管材尺寸不一样。（贺经理）| 工艺 | |
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480t/h循环流化床锅炉燃烧运行调整浅谈
添加：不详
摘　要：　本文介绍了中国科学院工程热物理研究所和无锡华光锅炉股份有限公司联合研制的480t/h循环流化床（CFB）锅炉在内蒙古华电乌达热电有限公司的调整运行实践，该运行经验侧重点在于启动点火和运行调整。 关键词：　CFB锅炉　运行调整
内蒙古华电乌达热电有限公司是华电集团公司在内蒙古建设的首家电源点，一期建设两台150MW机组，配两台无锡华光锅炉厂生产UG－480/13.73－M型超高压自然循环CFB锅炉，该锅炉采用了中国科学院工程热物理研究所的CFB技术，锅炉形式为超高压中间再热、单汽包自然循环锅炉，采用绝热高温旋风分离器技术，紧身封闭式布置，锅炉总体布置见图1。
本文将主要介绍该炉的设计特点及在实际运行中总结的锅炉的调整运行经验，期望给采用同样480 t/h CFB锅炉技术的厂家提供可靠的参考。
1　锅炉系统介绍
1.1　设备简介
锅炉型号为：UG-480/13.73-M型超高压自然循环CFB锅炉
额定蒸发量：&&&&&&&&&&&&& 480 t/h
过热器出口蒸汽温度：540 ℃
过热器出口蒸汽压力：13.73 MPa
再热器入口蒸汽压力：2.92 MPa
再热器出口蒸汽压力：2.73 MPa
再热器入口蒸汽温度：330℃
再热器出口蒸汽温度：540℃
给水温度：252℃
排烟温度：139℃
1.2　燃烧系统流程
原煤经输煤两级破碎（粗、细碎）后输送进炉前煤斗，每台锅炉配两个煤仓，每个煤仓供3台给煤机，燃煤从布置在炉膛前墙的6个给煤口送入炉膛下部的密相区。
每台锅炉配备一个石灰石仓，石灰石经输送管道被气力输送到炉前分配装置，分配装置有4条输送管道接入前墙的4根下二次风口进入炉膛与烟气中的SO2进行脱硫反应，以实现锅炉的炉内烟气脱硫。
锅炉底渣通过布置在炉膛下部的四个排渣口进入四台水冷滚筒冷渣器，冷却后排入埋刮板机，经斗式提升机存放在渣库后，专车拉出，锅炉还有一个紧急直排放渣管。
锅炉燃烧用的一次风进入炉膛下部水冷风室，通过布置在布风板上的2130个内嵌式柱形风帽进入炉内，锅炉燃烧用的二次风经环形风箱分两层进入炉内为燃烧提供进一步的氧气。煤粒和循环物料在炉内进行掺混燃烧并对水冷壁等受热面进行放热，燃烧产生的烟气携带床料经炉膛出口两侧的烟道进入两个高温绝热旋风分离器，被分离出的物料进入分离器下部的“U”型回料阀，阀的底部布风板上布置有193个内嵌式柱形风帽，罗茨风机产生的高压流化风将阀内的物料送回炉内进行进一步的燃烧。未分离的飞灰随着烟气由分离器中心筒引出进入尾部竖井烟道，对布置在其中的高、低温过热器、低温段再热器、省煤器及空气预热器放热，最终进入静电除尘器通过烟囱排向大气。
2　锅炉燃烧运行调整
内蒙古华电乌达热电有限1、2号机组分别于日和7月5日正式投入商业运营，其中1号锅炉从日到日连续稳定运行，时间达到了116天，取得了良好的运行业绩（停炉是因为别的主机需要停炉检修）。
下面通过锅炉的燃烧调整谈一下我们对CFB锅炉的一点认识
2.1　启动动火省油的措施
CFB锅炉的燃烧特点决定着受热面磨损不可避免。为减少受热面的磨损，炉膛下部敷设有大量的防磨耐火浇筑料，锅炉启动过程中为保证耐火材料受热均匀，必须严格控制温升速度。锅炉提出的运行要求是床层温升率＜100℃/h，因此启动时间较长，我公司的480t/h CFB锅炉启动方式是先启动床下的四支油枪加热床料，当床料温度达到360℃之后再逐次投入布置在床上的四支油枪来加热床料，当床料温度达到480℃启动给煤机进行脉动给煤。由此可见，锅炉启动投油时间将达到8小时以上，按照油枪的总喷油量计算，床下油枪是4×1.2t/h，床上是4×1t/h，照此计算，启动一次锅炉将耗60t/h以上。
我们最初进行这种启动点火方式操作时，确实用油量较大，通过不断总结启动点火经验，采取了如下三个措施使我们实现了既节油又能达到控制温升的要求，一是将原设计出力为1.2t/h的床下油枪雾化片孔径缩小，改为出力0.4t/h，并有效地进行合理的配风，使燃油能够完全燃尽。二是通过料层阻力试验，确定临界流化风量为80000m3/h，床料厚度控制在1000mm左右，但在启动初期为降低烟气热损失，加快床料加热速度，减少床料被烟气带走造成床料减薄的现象，我们将流化风量维持在60000m3/h左右，保持床料处于微流化状态，同时打开高压流化风减压阀将高压流化风短路掉一部分，以减少进入炉膛的返料量，在高温绝热旋风分离器立腿内储存一定量的物料，使炉内床料控制在700－800mm的高度范围内。床内料层变薄有利于床料的加热，减少用油量，加快启动速度。三当开始投煤时，床温上升很快，调整床下流化风量对燃烧控制影响太大，此时我们关小高压流化风泄压阀，增大回料阀高压流化风，将存储在立腿内的物料迅速送入床内，并有效地增大了循环返料量，有力的减缓了床温的上升速率，这样即达到了调整床温的目的，又相应节省了电耗，同时每次启动点火我公司都要求化学能够将入炉煤的煤质化验单及煤的粒度报告及时送到司炉手中，使司炉根据煤质、燃烧情况来调整最佳的投煤时机，达到缩短启动时间节能降耗的目的。在汽轮机冲转、定速、并网、带负荷过程中，控制好燃烧，提前启动给煤机，来弥补油枪出力不足，保证汽温汽压曲线及汽机带负荷的要求。根据升负荷情况逐渐加风加煤，做好风煤配比工作，使燃烧充分良好，逐渐根据燃烧、床温情况，停止油枪，降低用油量。
我们运行初期每次启动点火的耗油量都在60t/h以上，采取以上措施之后，每次启动点火的耗油量可以完全控制在25t/h以下。
2.2　锅炉正常运行时的调整
锅炉达到满负荷后，我们及时调整流化风量，以减少磨损，降低能耗，现在床温一般都控制在930℃左右，一次流化风量在160000Nm3/h以下。&&& 根据煤质不同，负荷不同，保证满足床内物料流化的前提下我们尽量保持低风量运行。但低风量运行布风板可能出现流化死区，因此在运行监视中密切监视床温床压的变化，不定期地适当加大流化风量，加强流化后再将风量降低，避免流化死区的存在，保证床料流化正常，安全稳定运行。
在旋风分离器回料阀前后室风量的调整上，我们一般保持前室Nm3/h、后室 Nm3/h，后室风量过低会造成流化不好，影响返料，严重时会造成结焦，风量过高会穿透料层使分离器的分离效率变差。
在燃烧调整上保持炉膛上部出口烟气压力为－30～30 Pa左右，尾部的烟气含氧量为3－4％，这样能保证煤粒在炉内燃烧完全，又能降低整体磨损，保证电除尘的除尘效率，保证烟气含尘量在正常范围内。调整原则是一次风控制床料流化风量，二次风补充燃烧所需的氧分，保证满足流化和燃烧所需氧分前提下降低电耗。
近期由于电网原因，负荷调整较频繁，通过给煤量调整来适应负荷变化较迟缓，因为总给煤量占床料的2－3％。煤量变化对于布风板面积为56 m2的大型流化床来说短期内反应很慢，为了适应电网要求，满足负荷调整速度要求，在燃烧调整上我们基本上是通过调整风量为主，合理利用风煤配合调节来保证负荷和蒸汽温度和力压的稳定。
根据不同的负荷保持不同的风室床压，负荷高时保持较高的床压，床压维持在9－10KPa左右，负荷低时保持较低的床压，床压维持在6－7KPa左右，在保证流化的前提下，做好节能降耗工作，同时大大加快了升降负荷的调整速度。
我厂是一个新厂，对大型CFB锅炉的运行调整才进入稳步提高阶段，目前国内CFB锅炉还没有一个完整的操作标准，我们的运行操作调整也还需要不断地总结经验，逐步提高。我们会在科学严格的管理条件下不断提高运行操作水平。最后欢迎大家参观内蒙古华电乌达热电有限公司，共同探讨大型CFB锅炉运行经验。为我国CFB锅炉的发展作出应有的贡献。
　　　　　　　　　　
作者简介：
王树恩（1969年－），男，1992年毕业于内蒙古工学院热能动力系。
现任内蒙古华电乌达热电有限公司副总工程师。
作者：未知 点击：1866次
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