冬季垃圾焚烧锅炉燃烧控制与调整 陈士强

冬季垃圾焚烧锅炉燃烧控制与调整陈士强

摘要：随着经济的不断发展，城镇人口的增加，生活垃圾产生量也与日俱增，，与之配套的垃圾焚烧垃圾电厂遍地开花，据统计，截至2016年初，全国运行中

的垃圾焚烧厂每天能处理23万吨垃圾，如果加上在建与拟建的焚烧发电厂，

2017年底全国日处理垃圾量约在50万吨。

关键词：垃圾电厂；锅炉燃烧；环保

引言：垃圾电厂越建越多，部分北方中小城市垃圾电厂冬季普遍燃烧困难，

大量靠投油或掺入生物质燃料助燃才能保持稳定燃烧，在一定程度上增加了运营

成本，如何保证北方垃圾电厂在冬季的稳定运行成为一个难题，众多北方垃圾电

厂都进行了尝试，国内一些科研单位针对冬季垃圾稳定燃烧也开展了一下理论研究；本文以北方某县级城市垃圾焚烧发电厂冬季锅炉燃烧调整为例，介绍垃圾锅

炉冬季燃烧控制和调整的方法。

1、垃圾池及进场垃圾管理

冬季寒冷，垃圾含水率低，有时夹杂冰雪，含土量大，对垃圾发酵造成不利

影响，垃圾发酵时间由夏季的3-5天，延长至7-10天。如若垃圾池管理不到位，

易造成夹生垃圾入炉，影响正常的燃烧，易造成排放不达标的情况发生，因此冬

季对入场垃圾及垃圾池的管理是保证稳定燃烧的关键所在。

为了保证入池垃圾正常发酵，就需要一定的温度，虽然垃圾在正常发酵过程

中产生部分热量，但是冬季垃圾池与外界温差大，散热快，在正常运行时垃圾池

一般保持负压，在垃圾入场卸车时，卸料门大开，冷风大量涌入，垃圾池温度急

剧降低，垃圾发酵效果降低，造成燃烧困难。为防止冬季卸车时冷风涌入，我们

在卸料大厅入口处增设了快关门，在卸料门处也增加了快关门，快关门开启、关

闭时间仅有7秒，垃圾车卸车完毕后即可快速将卸料门关闭，避免了冷风进入，

自增装快关门后，垃圾池温度比去年同时期增加约2℃。

增加快关门后仍达不到垃圾发酵最佳温度，我们将炉墙冷却风机出口热风经

改造后通入垃圾池，在正常运行情况下，通过调整冷却冷却风开度，调整垃圾池

内温度，改造完毕投运后垃圾池温度由原来的14-16℃提高到20℃以上，垃圾发

酵时间也相应缩短。

冬季垃圾含水量少，并不一定对垃圾发酵产生好的影响，垃圾池中大部分垃

圾发酵反应是厌氧性反应，垃圾发酵主要由不同的微生物、生物酶对垃圾中的有

机质进行分解，并放出热量，微生物、生物酶在有适量水的情况下活性更强，因

此冬季垃圾过于干燥，并不利于垃圾发酵。在垃圾过于干燥时，可以通过适量洒水，增加垃圾的含水量，加快垃圾发酵。同时垃圾在有氧的情况下发酵速度可以

提高，适当的翻垛可以增加垃圾与氧气的接触，从而加快垃圾发酵的时间。

2、垃圾燃烧的调整

2.1料层厚度的调整

垃圾电厂的关键设备是垃圾焚烧炉，目前国内使用最多的是炉排炉，预热后

的一次风从炉排下吹入，给燃烧的垃圾供给足量的氧气；垃圾的燃烧与燃煤基本

相同，也分为干燥、挥发分析出与燃烧、垃圾燃烧、燃尽几个阶段，为保证垃圾

充分燃烧，需要根据垃圾情况保持炉排上料层的厚度，料层太厚易造成垃圾烧不透，过薄会影响锅炉负荷并容易造成炉膛温度波动。为保证锅炉燃烧正常，需对

垃圾厚度进行必要的调整，根据经验可知：

Q=h×v×l×ρ

式中：Q---垃圾处理量

h---料层厚度

v----炉排速度

l----炉排宽度

ρ---垃圾堆积密度

由经验公式可知在炉型一定的情况下，垃圾处理量主要取决于料层厚度和炉排速度，因此炉排速度和料层厚度将成为燃烧调整的重点所在。

针对冬季垃圾的特点，垃圾发酵较好时炉排速度快可采用稍薄的料层运行，垃圾发酵时间短或含水较多、含土较多时易采用稍厚料层运行，保证炉排上足够的蓄热量，从而保证燃烧温度正常；但料层过厚，一次风阻力加大，很难穿透料层，燃烧困难，导致炉膛温度波动，甚至着火困难。为避免因料层厚薄不均造成燃烧不稳，需要运行人员加强看火，分析料层的厚薄，通过调整推料速度和炉排速度调整料层使之达到最佳工况。

2.2垃圾的配比

锅炉吸收的热量与垃圾量及垃圾发热量关系为：F=Q×q×η

式中：F---锅炉吸收的热量

q---垃圾发热量

Q---垃圾焚烧量

η---锅炉热效率

从公式可以看出，在锅炉效率一定的情况下，锅炉负荷只与垃圾焚烧量及垃圾发热量有关，垃圾焚烧量又与炉型大大小、垃圾发热量有关，可以看出保持垃圾热值的稳定是保证锅炉负荷稳定的前提条件，因此需要对垃圾适当的掺混，保持入炉垃圾发热量均衡，才能保证锅炉负荷稳定。

目前国内一些城市已经实现了城乡一体化，垃圾收集到乡村，到了冬季，农村取暖仍沿用燃煤方式，大量的煤渣进入乡镇垃圾，致使垃圾重量增加，热值降低，出渣率高，如果不将城乡垃圾充分混合、配比，将对燃烧造成困难。冬季部分北方垃圾电厂为提高燃烧温度，适当掺烧生物质燃料，但生物质燃料与垃圾配比不当时，起不到应有的作用，容易造成燃烧温度波动，烟气指标不达标，因此合理的垃圾配比对冬季垃圾焚烧起到至关重要的作用。

2.3一次风温及风量分配

炉排炉一般分预热段、燃烧段、燃尽段三部分，有些锅炉甚至分段更多，但原理基本相同。一次风从炉排下风室送入炉膛，起到冷却炉排和垃圾燃烧供给空气作用。一次风大部分设计由垃圾仓吸入，经预热器预热后送入炉膛。一般情况下需将风温提高到200℃左右，风温过低，垃圾干燥段延长，燃烧段变短，容易造成垃圾燃烧不完全，出生料。一次风温过高，虽然有利燃烧，但消耗的蒸汽量较大，得不偿失。一次风进入到炉排下方的风室，通过控制风门开度调节进入的风量，从而获得最佳的风燃料比，二次风由前、后拱处两排喷嘴喷射进炉膛，起到补充氧量和对燃烧进行扰动的作用。一般情况下一次风从垃圾贮坑抽取，这是为了带有恶臭的空气送入炉内进行高温处理，并维持垃圾贮坑的负压，避免臭气外逸污染环境。

合理一、二次配比对垃圾稳定燃烧和烟气达标排放起到重要作用，一二次风的配比需要根据垃圾情况和料层厚度及烟气含氧量等调节，一般情况下一二次风比例应为5：1--6：1比较合适，只有合理的一二次风配比才能保证垃圾焚烧效果和烟气可燃物充分燃烧分解。一次风配风应一般情况下干燥段占总风量的20%，